[发明专利]一种前端铠装全氧风口结构

说明书

技术领域

本发明涉及冶金非高炉炼铁生产领域，具体地，本发明涉及一种COREX熔融还原冶炼工艺，特别是涉及一种前端铠装全氧风口结构，所述前端铠装全氧风口结构可延长纯氧风口使用寿命。 

背景技术

COREX是目前为止真正实现工业化的非高炉熔融还原炼铁工艺。在COREX炼铁工艺中，由于采用的是纯氧鼓风，因此，其风口氧气流量要小于高炉的热风（富氧）鼓风，由此，导致鼓风动能下降。 

根据COREX回旋区深度的经验公式计算，风口回旋区深度只有0.7~0.8米左右，小于同炉缸直径的热风（富氧）鼓风高炉1.5米左右的回旋区深度。同时，由于COREX采用纯氧鼓风，其风口理论燃烧温度高达3900℃左右，远高于传统热风（富氧）鼓风高炉2200℃左右的风口理论燃烧温度。根据辐射传热方程，辐射热为温度四次方的函数，COREX回旋区火焰辐射热为高炉的10倍，再加上回旋区深度较短，致使火焰烽面更靠近风口，风口所处工作环境极为恶劣，风口容易破损。在采用COREX熔融还原炼铁技术的不少国内外冶金企业，都存在风口大量破损的问题。 

例如，国内某冶金企业的COREX－3000炼铁自2007年11月8日投产至2010年4月，每月风口平均破损11个，最高时一个月风口破损达30个。由于风口破损导致的休风占总休风时间的17.67%，风口大量且频繁的破损不仅严重影响了COREX－3000的生产稳定、铁水产量、煤气需求和公司物流平衡，而且极大地增加了燃料消耗、检修费用和生产备件消耗，给COREX－3000生产成本造成了很大压力，极大地削弱了COREX－3000的市场竞争力。 

图1和图2所示分别为COREX炉风口损毁前后的刨面示意图，在实际的生产过程中，单个风口在使用一段时间以后，端口处出现了如上图所示的扩孔现象，随着使用时间的推移，就会出现铜板穿孔漏水，导致整个风口损坏无法使用的现象。 

依据流体力学的原理，高速流动的流体会对四周的流体产生卷吸作用，图3显示的是风口及其四周流体流动的“迹线”图，图3是风口出口处的“迹线”局部放大图，可见由于氧气的高速流动，将上下（图中红、蓝线）部的气体卷吸入中心射流。 

图5所示为根据扩口后破损的风口测绘尺寸为模型计算的风口流速情况。根据该图可知，风口发生损坏后，风口处的氧气流速会大幅增加。 

图6和图7是扩口风口氧气及其四周气体的流动“迹线”图以及破损风口放大后局部的速度图.由该二图可见，一旦发生破损而导致风口扩口现象，四周的气体会被吸入风口内部（图6），而风口内流出的氧气在破损处发生扩散（图7，如果外部卷吸的气体是煤在炉内反应产生的可燃煤气，则在此处与氧气发生燃烧导致局部高温而可能加剧风口的损坏。 

原风口的基本结构为双通道贯流式纯铜风口，中心通道为纯氧鼓入通道，吊耳上方四个冷却水进出通道。内部腔体用隔板分开，靠近炉子部分是前腔，前腔内放置螺旋导流板，提高冷却水流速。靠近炉外部分是后腔。生产时中心通道鼓入纯氧，与炉内的焦炭、煤等发生剧烈反应，产生铁矿石还原所需的还原气体CO和热量。 

因此，迫切需要改造现有的风口结构，改善在风口处四周的气体的卷吸效应，并改善损坏部位，以延长风口结构的使用寿命。 

发明内容

为克服所述问题，本发明的目的在于：提供一种前端铠装全氧风口结构，所述，前端铠装全氧风口结构可以改善风口前端卷吸效应、使用套管损耗代替风口本体。由此，不仅可以延长风口使用寿命，降低风口使用成本，还能减少熔融还原工艺的休风时间，提高作业率，实现降本增效 

一种前端铠装全氧风口结构，包括内部连接圆柱形风道的圆形风口，其特征在于，所述风口部设置有铠装套管，所述铠装套管一端设置于所述风道内部形成内保护层，一端外突出于风口形成外保护层。 

根据本发明所述的一种前端铠装全氧风口结构，其特征在于，所述外保护层的侧壁厚度为内保护层侧壁厚度的1.5-2倍。 

根据本发明所述的一种前端铠装全氧风口结构，其特征在于，所述内保护层的长度为外保护层长度的2-3.5倍。 

根据本发明所述的一种前端铠装全氧风口结构，其特征在于，所述风口口部所在 的平面上堆焊高温镍基材料。 

根据本发明所述的一种前端铠装全氧风口结构，其特征在于，铠装套管与风口的连接采用螺纹丝扣方式。 

根据本发明所述的一种前端铠装全氧风口结构，其特征在于，所述铠装套管，材质为锈钢管。 

根据本发明所述的一种前端铠装全氧风口结构，其特征在于，所述铠装套管，材质为钨钢管。