專利名稱：高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，是一種應(yīng)對冶金企業(yè)對高爐風(fēng)口耐高
溫、節(jié)能、環(huán)保等要求而提出的具有環(huán)保、節(jié)能且具有較長使用壽命的高爐風(fēng)口 。
(二)
背景技術(shù)：
本實用新型是對中國第200410035751. 3號發(fā)明專利所公開技術(shù)方案的進一步改 進，上述公開了的發(fā)明專利對其申請日以前的技術(shù)現(xiàn)狀作了基本的闡述，并據(jù)此提供了一 種高爐進風(fēng)口 ，該高爐進風(fēng)口是由通熱風(fēng)的內(nèi)筒和套接于內(nèi)筒外側(cè)、通冷風(fēng)的外筒組成，內(nèi) 筒壁、外筒壁和進風(fēng)口頭部密布有若干射流孔，從而實現(xiàn)了用空氣代替水冷卻風(fēng)口的技術(shù) 目的，且冷卻空氣被加熱后作為助燃劑參與燃燒，不像水冷那樣要帶走一部分熱量，因此具 有顯著的節(jié)能效果，空氣代替水可以達到環(huán)保的目的，緩解水資源緊張局面，降低了制作風(fēng) 口材質(zhì)性能的要求。然而，由于所說的射流孔孔徑比較小，很容易為鋼渣所堵塞，射流孔一 旦被堵塞，風(fēng)口外殼不能被有效的冷卻，風(fēng)口將會在短期內(nèi)被燒損，進而失效?；谏鲜龇?案的高爐風(fēng)口實用價值偏小。

發(fā)明內(nèi)容因此，本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供了一種冷卻效果好，使用壽 命長，且所說的射流孔不會堵塞的高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口 。 本實用新型采用以下技術(shù)方案 該實用新型高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口 ，包括 主燃氣管，用于輸送高溫氣體； 冷氣輸送通道，同軸地設(shè)置于所述主燃氣管外側(cè)，構(gòu)建該冷氣輸送通道的內(nèi)壁與 所述主燃氣管間留有第一間隙；在該內(nèi)壁的冷氣進口側(cè)周向均勻的設(shè)置有多個主噴孔，并 在該內(nèi)壁的其他壁段均勻的設(shè)有射流孔；以及 外殼，同軸地設(shè)置于所述冷氣輸送通道外側(cè)，由耐高溫材料制成。 根據(jù)本實用新型技術(shù)方案提出的高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口是一種新型的風(fēng)口 ，構(gòu)建所說
的冷氣輸送通道的內(nèi)壁設(shè)有所說的主噴孔和射流孔，從主噴孔流入的冷空氣沿所述間隙流
動用于對主燃氣管降溫，而射流孔主要用來對主噴口噴入間隙的氣體進行擾流，形成紊流，
可以起到更好的冷卻效果。另一方面，這種結(jié)構(gòu)還使得所說的射流孔不直接暴露于外面，防
止鐵渣等對射流孔的堵塞。 此外，由耐高溫材料制成的外殼的存在可以有效地提高構(gòu)建所述冷氣輸送通道的 使用壽命，并且，即便是外殼損壞也容易更換。 上述高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，構(gòu)建所述冷氣輸送通道的外壁與所述外殼間設(shè)有第二間 隙，在所述外壁的冷氣進口側(cè)周向均勻的設(shè)有多個主噴孔，并在該外壁的其他壁段均勻的 設(shè)有射流孔。 上述高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，所述外殼內(nèi)貼敷有一層緩沖介質(zhì)，用于緩解外殼與容納在其內(nèi)部的構(gòu)件受熱膨脹的熱應(yīng)力。 上述高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，所述第一間隙和第二間隙按對應(yīng)的所述主噴口的數(shù)目用隔板分隔成多個冷氣通道。 上述高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，構(gòu)建所述第二間隙的外壁相應(yīng)于每個所述的冷氣通道設(shè)有多組叉排肋。 上述高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，所述叉排肋與風(fēng)口軸線呈30-45度。 上述高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口 ，構(gòu)建所述第一間隙的外壁相應(yīng)于每個所述的冷氣通道設(shè)有多組叉排肋。 上述高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，所述冷氣通道為曲線形；所述冷氣輸送通道尾部設(shè)有一與構(gòu)建冷氣輸送通道的本體可拆連接的耐高溫頂蓋。 上述高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，所述射流孔噴射方向與所述通道氣流方向的夾角為45° 60° 。 上述高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口 ，相鄰的所述通道內(nèi)的射流孔和主噴孔的排布為叉排；所述主燃氣管為柱形結(jié)構(gòu)，所述冷氣輸送通道為沿其軸線的收口結(jié)構(gòu)；所述主噴孔和射流孔為長方形結(jié)構(gòu)。

下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的描述，使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理解本實用新型，其中 圖1為本實用新型實施例中高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1、外殼，2、緩沖層，3、射流層，4、頂蓋，5、冷氣通道，6、隔板，7、空氣壓力腔，
8、主燃氣管，9、冷氣進口，10、主噴孔。
具體實施方式參照說明書附圖l，其示出了一種高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，包括[0024] 主燃氣管8，用于輸送高溫氣體； 冷氣輸送通道，同軸地設(shè)置于所述主燃氣管外側(cè)，構(gòu)建該冷氣輸送通道的內(nèi)壁與所述主燃氣管間留有第一間隙；在該內(nèi)壁的冷氣進口 9側(cè)周向均勻的設(shè)置有多個主噴孔IO，并在該內(nèi)壁的其他壁段均勻的設(shè)有射流孔3 ;以及 外殼1，同軸地設(shè)置于所述冷氣輸送通道外側(cè)，由耐高溫材料制成。 所說的耐高溫材料優(yōu)選具有較高結(jié)構(gòu)強度和較高耐溫性能的陶瓷材料，當然，也
可以選用具有較高耐溫性能的耐火材料或者金屬陶瓷材料。所說的高溫即煉鋼時高爐中的
高溫環(huán)境下溫度。另外需要注意的是，所說的主噴孔氣分流了大部分的冷氣，所說的射流孔
主要用于擾流；當然，還可以這樣考慮，因為前一級的射流孔分流的冷氣必然為后面的射流
孔所擾流，所以據(jù)此考慮，主噴孔也可以理解為只相比于單個射流孔分流了更多的冷氣，而
相比于集群射流孔不一定要分擔更多的分流任務(wù)。 為了實現(xiàn)更好的冷卻效果，構(gòu)建所述冷氣輸送通道的外壁與所述外殼間設(shè)有第二間隙，在所述外壁的冷氣進口側(cè)周向均勻的設(shè)有多個主噴孔，并在該外壁的其他壁段均勻的設(shè)有射流 L。這里需要考慮的不僅是主燃氣管的降溫，還要考慮外殼的降溫，這樣不僅可以保證外殼的使用壽命，而且，也可以進一步的保證主燃氣管能夠獲得合適的溫度，從而， 其使用壽命可以進一步的延長。 由于固體都有熱脹冷縮的特性，在高爐這種溫度變化比較大，且爐內(nèi)溫度高的情 況下，所述外殼及容納在其內(nèi)部的構(gòu)件受熱都會發(fā)熱膨脹，為了緩解上述包括外殼的各構(gòu) 件產(chǎn)生的熱應(yīng)力，所述外殼內(nèi)貼敷有一層緩沖介質(zhì)。 此外，由于高爐風(fēng)口的保護對象原則上來說是所說的冷氣輸送通道，所說的緩沖 介質(zhì)還可以使用具有隔熱性能的介質(zhì)。 為了進一步的提高冷卻效果，使冷氣分布均勻，所述第一間隙和第二間隙按對應(yīng) 的所述主噴口的數(shù)目用隔板6分隔成多個冷氣通道5，當然，基于射流孔的作用，每個通道 也對應(yīng)設(shè)置有一定數(shù)目的射流 L。此外，隔板的存在還可提高高爐風(fēng)口的結(jié)構(gòu)強度，為了起 到隔離成多個冷氣通道，所說的隔板必然要在徑向連接于兩個構(gòu)件之上，從這個意義上講 可以叫做加強筋。 上述高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口 ，構(gòu)建所述第二間隙的外壁相應(yīng)于每個所述的冷氣通道設(shè) 有多組叉排肋，用于強化換熱，以有效的降低通道外壁的溫度。 為了進一步的提高強換熱效果，上述高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口 ，所述叉排肋與風(fēng)口軸線 呈30-45度。通常情況下，所說的差排肋在走向上可以與所述隔板一致，可以起到一定的強 換熱作用，但采用上述實際上是與隔板成一定角度的設(shè)置方式，能夠起到更好的強換熱效 果。 進一步地，構(gòu)建所述第一間隙的外壁相應(yīng)于每個所述的冷氣通道也可以設(shè)置多組 叉排肋，由于上述第二間隙設(shè)置叉排肋基本上可以滿足使用要求，這里考慮第一間隙的外 壁設(shè)置叉排肋，為的是可以進一步的提高換熱效果。對此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想當然的 進行等同轉(zhuǎn)用。本實施例中所涉及技術(shù)特征的名稱并不對該特征構(gòu)成實際的限定，其等同 替代方式和明顯變形方式也應(yīng)當落入本實用新型保護范圍之內(nèi)。 據(jù)此，比如所說的第一間隙可以用具有所述隔板和所述內(nèi)壁的構(gòu)件套接于主燃氣 管上予以構(gòu)建，便于制造和使用。 為了提高冷卻效果，采用延長所述冷氣通道的長度的手段，該冷氣通道為曲線形。 所說的曲線形不僅需要考慮所說的長度，而且還要考慮制造的難度，所述曲線可以使用便 于制造的波紋形。此外，采用曲線形雖然具有上述優(yōu)點，但該結(jié)構(gòu)必然會增加流阻損失，我 們所強調(diào)的是在流阻損失和最終的冷卻效果上達到一個平衡，所說的波紋形基本上可以滿 足上述要求?？梢灶A(yù)見的是，所說的曲線為之字形或者折線形在此情況下可以認為是一種 劣化的替換，原則上也應(yīng)當落入本實用新型保護范圍之內(nèi)。 為了保護該高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口的內(nèi)部構(gòu)件，所述冷氣輸送通道尾部設(shè)有一與構(gòu)建 冷氣輸送通道的本體可拆連接的耐高溫頂蓋。所說的頂蓋采用耐高溫材料制成的頂蓋，防 止構(gòu)建所述冷氣輸送通道的局部(端部)損壞而造成整體失效的情況，可以單獨對頂蓋進 行更換。反過來說，根據(jù)本方案的目的，顯然，冷氣要通過主噴孔和射流孔經(jīng)冷氣通道進行 分配，所說的冷氣輸送通道從功能上來講應(yīng)該是分配通道，在這種情況下，可以把該部位稱 為空氣壓力腔7，以用于氣體的分配，其端部是要密封的。 一種情況是通過所說的頂蓋進行 密封，另一種情況是構(gòu)建所說的冷氣輸送通道的構(gòu)件是個單一構(gòu)件，在制作工藝也不存在 難度。
5[0038] 為了進一步的提高冷卻效果，所述射流孔噴射方向與所述通道氣流方向的夾角為 45° 60° 。該角度區(qū)間是一個優(yōu)選的區(qū)間，經(jīng)驗證在這個角度范圍內(nèi)可以獲得比較好的 擾流效果。當然，采用其他的角度形式也能起到一定冷卻效果。 相鄰的所述通道內(nèi)的射流孔和主噴孔的排布為叉排，即傳熱學(xué)中的交錯設(shè)置，可 以獲得更好的冷卻效果。 所述主燃氣管為柱形結(jié)構(gòu)，所述冷氣輸送通道為沿其軸線的收口結(jié)構(gòu)，即把所述 冷氣輸送通道看成回轉(zhuǎn)體的話，其單側(cè)斷面可以采用直角梯形結(jié)構(gòu)。此外，考慮到熱影響 區(qū)，即考慮熱傳導(dǎo)的作用，所說的封蓋除了具有垂直于主燃氣管軸線方向上的結(jié)構(gòu)外，還可 以包含了部分的外壁、內(nèi)壁結(jié)構(gòu)，可以進一步的降低使用成本，防止構(gòu)建所述冷氣輸送通道 的主體提前失效。 為了提高冷卻效果，所述主噴孔和射流孔為長方形結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求一種高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，包括主燃氣管(8)，用于輸送高溫氣體；其特征在于其還包括冷氣輸送通道，同軸地設(shè)置于所述主燃氣管外側(cè)，構(gòu)建該冷氣輸送通道的內(nèi)壁與所述主燃氣管間留有第一間隙；在該內(nèi)壁的冷氣進口(9)側(cè)周向均勻的設(shè)置有多個主噴孔(10)，并在該內(nèi)壁的其他壁段均勻的設(shè)有射流孔(3)；以及外殼(1)，同軸地設(shè)置于所述冷氣輸送通道外側(cè)，由耐高溫材料制成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，其特征在于構(gòu)建所述冷氣輸送通道的 外壁與所述外殼間設(shè)有第二間隙，在所述外壁的冷氣進口側(cè)周向均勻的設(shè)有多個主噴孔， 并在該外壁的其他壁段均勻的設(shè)有射流孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，其特征在于所述外殼內(nèi)貼敷有一層緩 沖介質(zhì)，用于緩解外殼與容納在其內(nèi)部的構(gòu)件受熱膨脹的熱應(yīng)力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，其特征在于所述第一間隙和第二間隙按對應(yīng)的所述主噴口的數(shù)目用隔板(6)分隔成多個冷氣通道(5)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，其特征在于構(gòu)建所述第二間隙的外壁相應(yīng)于每個所述的冷氣通道設(shè)有多組叉排肋。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，其特征在于所述叉排肋與風(fēng)口軸線呈30-45度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，其特征在于構(gòu)建所述第一間隙的外壁相應(yīng)于每個所述的冷氣通道設(shè)有多組叉排肋。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，其特征在于所述冷氣通道為曲線形。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，其特征在于所述冷氣輸送通道尾部設(shè)有一與構(gòu)建冷氣輸送通道的本體可拆連接的耐高溫頂蓋(4)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，其特征在于所述射流孔噴射方向與所述通道氣流方向的夾角為45。 60° ;相鄰的所述通道內(nèi)的射流孔和主噴孔的排布為叉 排；所述主燃氣管為柱形結(jié)構(gòu)，所述冷氣輸送通道為沿其軸線的收口結(jié)構(gòu)；所述主噴孔和 射流孔為長方形結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開了一種高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口，其包括主燃氣管，用于輸送高溫氣體；冷氣輸送通道，同軸地設(shè)置于所述主燃氣管外側(cè)，構(gòu)建該冷氣輸送通道的內(nèi)壁與所述主燃氣管間留有第一間隙；在該內(nèi)壁的冷氣進口側(cè)周向均勻的設(shè)置有多個主噴孔，并在該內(nèi)壁的其他壁段均勻的設(shè)有射流孔；以及外殼，同軸地設(shè)置于所述冷氣輸送通道外側(cè)，由耐高溫材料制成?；诒緦嵱眯滦图夹g(shù)方案的高效風(fēng)冷高爐風(fēng)口冷卻效果好，使用壽命長，且所說的射流孔不會堵塞。
文檔編號C21B7/16GK201520772SQ200920249759
公開日2010年7月7日 申請日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者劉宗明, 段廣彬, 沈遠勝, 葛曷一, 趙蔚琳 申請人:濟南大學(xué)