[发明专利]将含氧的气体喷到生铁生产设备中的喷射式插装管的喷嘴

说明书

本发明涉及一种最好是由铜或铜合金制造的喷嘴以用于将含氧的气体喷送到生铁生产设备中，其中该喷嘴设有一喷射式插装管。

在生铁生产设备中含氧化铁的材料通过应用含碳体被还原为生铁，为了制造起还原作用的气体以及为了提供为进行化学和物理转化必需的热量通过放热的氧化过程向该生铁生产设备中吹送氧或含氧的气体。为了更容易地阅读，则在下面的文本中将概念“氧”和“含氧的气体”应用为同义词。其中在生铁生产设备的反应腔上邻接的吹氧装置部件则要承受高温作用，这样就导致这些构件需要一种强烈的冷却。为了在冷却时实现一种特别好的排热，则将吹氧喷嘴由铜或铜合金制造。

在生铁生产设备运行中存在的问题是，在应用70和330m/s之间的高氧-吹入速度时会出现介质从反应腔中被抽吸到氧气射流中。该介质例如是热气体、固体颗粒、或液体颗粒、例如熔融铁或熔渣。该抽吸会引起介质的与氧流动方向相反的回流，该介质回流将延续至喷嘴的氧通道的出口边缘处。它这表明，因此使热气体、固体颗粒，或液体颗粒被抽吸到氧气通道中，这样将导致在氧通道中的沉积并造成喷嘴的热力-磨蚀的磨损。进入氧气通道中的热气体还导致与氧流动方向相反的阻力的建立，并且导致对氧气的加热，进而会导致喷嘴的热力负荷负载以及由热引起的磨损。

虽然使用铜或铜合金作为喷嘴-材料提供了这样的优点：由于其热传导性可以良好地进行冷却，但是缺点在于，基于它的强度则很难抵御热磨蚀的磨损。该磨损造成多重的负面后果。一方面为了维修必需更换被磨损的喷嘴，这就意味着运行停工进而生产中断。此外在生铁生产设备中的反应特性也发生变化，因为氧气射流在不同形状的出口边缘情况下则以不同的程度进入到反应腔中；在更长时间间隔期间的生产计划由于还原时间的与出口边缘磨损相关的波动而变得困难。此外该磨损还会引起显著的安全危险，因为该喷嘴用水进行冷却。如果磨损造成冷却水通道中的泄漏，则可能发生水进入到反应腔中并引起爆炸。

发明内容

本发明的目的是，提供一种优选由铜或铜合金制造的、用于将含氧的气体喷送到生铁生产设备中的喷嘴，其中减少喷嘴的磨损，并且在这种情况下该喷嘴能简单地制造和维修。

所述目的通过一种将含氧的气体喷送到生铁生产设备中的喷嘴来实现，其中喷嘴具有至少一个气体通道，其中喷嘴的特征在于：

-在所述喷嘴的气体通道中如此设置一优选可更换地插入到在喷嘴的气体通道中的喷射式插装管，使得在所述喷射式插装管的整个长度上存在一包围所述喷射式插装管的、在所述气体通道的壁和喷射式插装管的外壁之间的中间腔，其中所述喷射式插装管具有间隔保持器，所述间隔保持器在安装状态下将所述喷射式插装管支承在所述气体通道的壁上，

-所述喷射式插装管由耐火材料制造，

-所述喷射式插装管至少延伸至所述喷嘴的包含气体通道出口的端面，

-并且由所述喷射式插装管包围的腔室与用于含氧的气体的导入管相连接，

-并且在所述气体通道的壁与所述喷射式插装管的外壁之间的中间腔与用于保护气体的输送管道连接，或与用于含氧的气体的输送管道相连接。

根据本发明的用于将含氧的气体从喷嘴喷送到生铁生产设备中的方法，该喷嘴具有至少一个气体通道，其特征在于：

-使含氧的气体导入到由喷射式插装管的内壁包围的腔室中，所述喷射式插装管可更换地安装到所述喷嘴的气体通道中，并且使含氧的气体在流经所述喷射式插装管后以一种氧气流入速度进入到生铁生产设备中，

-并同时使一气体流经在所述喷射式插装管外壁和气体通道的壁之间存在的中间腔，所述气体在流经所述中间腔后以一种气体流出速度排出到生铁生产设备中，

-其中该氧气流入速度大于该气体流出速度。

在借助根据本发明的装置来实施根据本发明的方法的情况下，从喷射式插装管进入到生铁生产设备中的含氧的气体由以较低速度流动的气体形成的罩所包围。因为以气体流出速度排出到生铁生产设备中的气体较慢，因此会很少发生从生铁生产设备的反应腔中抽吸介质，并很少发生这类介质朝向喷嘴的回流。相应地，由这种回流引起的磨损以及在喷嘴处和气体通道中的沉积都被减少，并且提高了喷嘴的使用寿命。

优选地，喷嘴由铜或铜合金制造，以便在其进行冷却时确保良好的排热。

喷嘴可以具有一个或多个气体通道，通过该气体通道可以将气体输送给生铁生产设备。在根据本发明的装置中，在该气体通道的至少一个中设置喷射式插装管。