[发明专利]用于在冶金单元或熔釜中吹送或吹入富氧气体的喷射设备和电弧炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在冶金单元或熔釜、尤其电弧炉中火法冶金处理金属、金属熔料和/或熔渣的喷射设备，该喷射设备具有用于产生由氧气气体射流与点燃的燃气-空气-混合气射流组成的高速气体射流的喷射装置，在该喷射设备中，喷射装置包括布置在喷嘴头部中的、用于产生氧气气体射流的拉瓦尔喷嘴元件，并且可借助用于混合燃气和空气的混合元件混合燃气-空气-混合气。

本发明还涉及一种电弧炉。

背景技术

从现有技术中很好地已知这种类型的喷射设备和电弧炉。

例如，在国际申请文献WO 2012/089754 A2中说明了一种用于在冶金单元或熔釜中火法冶金处理金属、金属熔料和/或熔渣的方法和用于执行该方法的相应的喷射设备。喷射设备的特征尤其在于氧气喷射器，在该氧气喷射器上相对其中轴线倾斜地法兰联接有带有点火装置的热气体接管。点火装置与用于混合天然气和空气的混合器一起安装在热气体接管的背离氧气喷射器的端部上。在此，混合器也具有用于点燃天然气-空气-混合气的火花塞。将点燃的天然气-空气-混合气借助于热气体接管从侧面引入氧气喷射器中，其中，通过从氧气喷射器的拉瓦尔喷嘴流出的氧气气体射流使点燃的天然气-空气-混合气加速。虽然利用该喷射设备可较好地执行用于火法冶金处理的方法，然而该喷射设备结构大且复杂，使得它自身在生产和维护方面存在缺点。通常，各个构件彼此还要焊接在一起。换言之，已知的喷射设备庞大并且由此还需很高的成本来制造。

此外，由US4,653,730已知一种火法冶金的用于冶金炉的多用途工艺设备，该多用途工艺设备包括可引入冶金炉中的喷管和布置在其上的喷嘴。但是，该多用途工艺设备通过该喷嘴仅实现有限数量的不同的运行模式，其中，喷嘴、尤其喷嘴的水冷通道也构造得复杂。

此外，由AU538402B3已知一种用于借助燃气吹入精细的固体颗粒，例如主要是煤粉的设备。在此，通过中央管输送煤粉，通过该中央管也可同时混入空气。但是在此，该设备的运行模式也显著受限，因为燃气仅可导入中央管。

发明内容

本发明的目的在于，进一步开发开头所述类型的喷射设备，使得至少可克服上文提及的缺点。

本发明的目的通过用于在冶金单元或熔釜中火法冶金处理金属、金属熔料和/或熔渣的喷射设备来实现，该喷射设备具有用于产生由氧气气体射流与点燃的燃气-空气-混合气射流组成的高速气体射流的喷射装置，在该喷射设备中，喷射装置包括布置在喷嘴头部中的、用于产生氧气气体射流的拉瓦尔喷嘴元件，并且可借助用于混合燃气和空气的混合元件混合燃气-空气-混合气，其中，根据本发明，拉瓦尔喷嘴元件和混合元件在喷嘴头部内部和/或在喷嘴头部处共同沿着喷射装置的纵向中轴线彼此可松开地相继布置，使得在喷嘴头部与拉瓦尔喷嘴元件之间存在环形间隙，混合元件的燃气通道和空气通道通到该环形间隙中。

一方面可由此放弃从侧面单独地法兰联接到喷射装置上的热气体接管

另一方面，拉瓦尔喷嘴元件和混合元件彼此可松开并且相继处于布置在冶金单元或熔釜中的喷射设备的喷射装置的纵向中轴线上，由此尤其可迅速更换拉瓦尔喷嘴元件。这是有利的，因为拉瓦尔喷嘴元件是焊接件。除此之外，喷射装置可如接下来还将阐述的那样毫无问题地匹配不同的工艺。

更因为本发明的喷射装置结构特别紧凑和小巧，所以在用料方面可达到总体显著节约的效果。

迄今，拉瓦尔喷嘴元件沿氧气喷射器的纵轴线布置，并且混合元件沿点火装置的另一纵轴线布置，其中，这两个纵轴线彼此成角度地布置，所以开始时说明的、从现有技术中已知的喷射设备总的来说结构很大。在此处，尤其包括混合元件的点火装置借助于热气体接管从侧面法兰联接在喷射装置的外壳上，所以喷射设备不利地具有相对大的安装尺寸。

有利地，拉瓦尔喷嘴元件和混合元件在本发明中不再至少通过热气体接管彼此间隔开(因为这样的话喷射设备迄今为止总体结构都很大)，而是使拉瓦尔喷嘴元件和混合元件紧挨着相继排列并且在此直接彼此连接。

还可更有利地提供本发明的喷射装置，此时拉瓦尔喷嘴元件和混合元件是通过切削加工制成的、彼此通过传力连接和/或形状配合连接的方式直接连接的旋转构件。通过实施成旋转构件的拉瓦尔喷嘴元件和混合元件可实现可迅速装配和拆卸的喷射装置。