專(zhuān)利名稱(chēng)：龍卷風(fēng)發(fā)生器及其效應(yīng)場(chǎng)熔煉法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是冶金熔煉中一種需要壓力供風(fēng)的設(shè)備及使用該設(shè)備所產(chǎn)生的龍卷風(fēng)效應(yīng)場(chǎng)熔煉工藝方法。
本發(fā)明所述的龍卷風(fēng)發(fā)生器主要結(jié)構(gòu)是由風(fēng)管、蝸殼、外套、內(nèi)套、外錐體、內(nèi)錐體、螺旋導(dǎo)流體及錐形噴嘴等組成。本發(fā)明的實(shí)施方法就是將龍卷風(fēng)發(fā)生器安裝在熔煉爐的外壁進(jìn)風(fēng)口上，使其軸心線沿一定的水平切向角和下傾角伸入爐壁內(nèi)。當(dāng)風(fēng)箱里的氣流由風(fēng)管經(jīng)過(guò)龍卷風(fēng)發(fā)生器后產(chǎn)生了龍卷風(fēng)。若干股龍卷風(fēng)以相同的切向角度噴射入爐膛內(nèi)，互相加速組合以爐心軸心線為旋轉(zhuǎn)中心的龍卷風(fēng)效應(yīng)場(chǎng)，使?fàn)t內(nèi)供風(fēng)均勻地高速地貫穿于各個(gè)部位達(dá)到強(qiáng)化低焦燃燒的效果。
在C21 B7/16 SU1018973文件中介紹的一種提高熔煉熱效率的供風(fēng)方法，是通過(guò)爐底形成螺旋運(yùn)動(dòng)的氣流而增加風(fēng)力，而取得的。這種裝置是由風(fēng)口安裝角度的方法，使噴出的氣流直達(dá)氧化帶。該裝置的缺點(diǎn)在于每一個(gè)送風(fēng)口噴出的氣流都是直線吹入的氣流束，在還沒(méi)能組合形旋轉(zhuǎn)氣流之前，就已經(jīng)減速并受到焦炭的阻隔，在爐內(nèi)不能按需要形成旋轉(zhuǎn)氣流，有相當(dāng)多的氣流已是紊流狀態(tài)。因此，在整體上不能形成本發(fā)明所述的龍卷風(fēng)效應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)化燃燒的效果。
又在C21 B7/16 SU975804 5800050的文件中所述的一種高爐風(fēng)口其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是風(fēng)口的出風(fēng)口是成兩個(gè)八字形的導(dǎo)管，其風(fēng)口的中心線與通道成一定角度。這種風(fēng)口送入的風(fēng)，可以改善與爐渣接觸狀況，提高熱效率，如果八字形導(dǎo)管一邊失效，另一邊繼續(xù)供風(fēng)便于維修。其不足之處同樣是在爐膛內(nèi)的供風(fēng)氣流不能形成整體龍卷風(fēng)效應(yīng)場(chǎng)的強(qiáng)化燃燒效果。
又在本人申請(qǐng)的87208734.4文件中提出的“旋風(fēng)發(fā)生裝置”，其主要結(jié)構(gòu)由內(nèi)套、外套;外套上有切向進(jìn)風(fēng)口，氣流可以在內(nèi)外套之間的環(huán)狀空腔形成旋轉(zhuǎn)氣流，內(nèi)套中心設(shè)有直風(fēng)進(jìn)風(fēng)孔，送入直線型氣流;兩股氣流同時(shí)由噴嘴射入爐內(nèi)。由于每股氣流正對(duì)爐心，所以不能形成旋風(fēng)場(chǎng)效應(yīng)。另外由于原結(jié)構(gòu)上的缺陷，進(jìn)入的氣流不能預(yù)先切向?qū)耄行臍饬骷次⑷跤植荒苄D(zhuǎn)，降低了氣流的剝離、沖擊、貫穿能力、也不能隨機(jī)調(diào)整供風(fēng)的風(fēng)量和風(fēng)壓。
本發(fā)明為冶金爐，特別是為鑄造沖天爐的熔煉，提供了一種新的供風(fēng)設(shè)備和熔煉方法。
“龍卷風(fēng)發(fā)生器及其效應(yīng)場(chǎng)熔煉法”的主要結(jié)構(gòu)及實(shí)施步驟是這樣實(shí)現(xiàn)的龍卷風(fēng)發(fā)生器主要是由蝸殼、內(nèi)套、外套、內(nèi)錐體、外錐體、螺旋導(dǎo)流體、錐形噴嘴等組成。其特征是外套偏心安裝在蝸殼內(nèi)，蝸殼上有進(jìn)風(fēng)口接通風(fēng)管，風(fēng)管接通風(fēng)箱，蝸殼內(nèi)設(shè)有阻流板。蝸殼的后端螺紋與端蓋座聯(lián)接;在外套的厚壁上沿圓周設(shè)有若干個(gè)切向的前傾的進(jìn)風(fēng)口，通入外套與內(nèi)套之間的環(huán)狀空腔;在前端安裝著外錐套、內(nèi)錐套和螺旋導(dǎo)流體。龍卷風(fēng)效應(yīng)場(chǎng)熔煉法的工藝實(shí)施步驟，是將龍卷風(fēng)發(fā)生器安裝在爐體外壁的進(jìn)風(fēng)口上，使其軸心線水平方向以同一的切向角度和下傾角度伸入爐壁內(nèi)。切向角在0-45°內(nèi)選值，下傾角在0-20℃內(nèi)選值。
“龍卷風(fēng)發(fā)生器及其效應(yīng)場(chǎng)熔煉法”的運(yùn)行過(guò)程及機(jī)理如下當(dāng)氣流由風(fēng)箱經(jīng)風(fēng)管進(jìn)入蝸殼腔內(nèi)增壓，再經(jīng)外套上的切向進(jìn)風(fēng)口，使氣流在內(nèi)外套之間的環(huán)狀空腔內(nèi)形成高速旋轉(zhuǎn)氣流。此時(shí)大部分氣流又經(jīng)內(nèi)外錐體之間的錐形空腔加速旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，并在前方形成一定的真空度，另一部分的氣流經(jīng)螺旋導(dǎo)流體的螺旋槽和內(nèi)錐體的內(nèi)表面進(jìn)一步強(qiáng)化旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，并在前方真空度的作用下增強(qiáng)了軸向速度。這時(shí)兩股氣流組合成具有強(qiáng)大剝離沖擊、貫穿能力的人造龍卷風(fēng)，并在觀察孔中形成負(fù)壓，避免了氣流向后外沖的現(xiàn)象。并可通過(guò)螺紋前后移動(dòng)內(nèi)套及內(nèi)錐體和螺旋導(dǎo)流體調(diào)整供風(fēng)的風(fēng)量和風(fēng)壓。
若干股龍卷風(fēng)都以相同的切向角射入爐內(nèi)，組合成龍卷風(fēng)效應(yīng)場(chǎng)，使氣流在爐內(nèi)作一定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于每個(gè)氣流質(zhì)點(diǎn)所處的位置的半徑大小不同，因此角速度也不相同。半徑越小處，角速度越大，壓力越小;半徑越大處，角速度越小，壓力越大。加之爐壁剛性體的反作用，爐內(nèi)氣流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了一定的向心力，因此“爐壁效應(yīng)”減少。同時(shí)由于氣流產(chǎn)生了一定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，降低了爐氣上升的速度，增加了熱氣流與下落的鐵水滴之間的熱交換能力。
本發(fā)明附圖如下圖1是龍卷風(fēng)發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是圖1的橫剖面圖;圖3是龍卷風(fēng)效應(yīng)場(chǎng)熔煉法示意圖;圖4是圖3橫剖面圖。
1、端蓋;2、端蓋座;3、風(fēng)管;4、蝸殼;5、外套;6、內(nèi)套;7、螺旋導(dǎo)流體8、內(nèi)錐套;9、外錐套;10、錐形噴嘴;11、爐外壁;12、切向進(jìn)風(fēng)口;13、觀察孔;14、阻流板;15、風(fēng)箱;16、龍卷風(fēng)效應(yīng)場(chǎng)。
本發(fā)明結(jié)合


如下從風(fēng)箱15送來(lái)的高壓氣流，經(jīng)風(fēng)管3，再經(jīng)蝸殼4進(jìn)入外套5的切向進(jìn)風(fēng)口12，在外套5和內(nèi)套6之間的環(huán)狀空腔中形成旋轉(zhuǎn)氣流。此時(shí)大部分氣流又經(jīng)內(nèi)錐套8和外錐套9之間的錐形空腔加速旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，并在前方形成一定的真空度;另一部分氣流經(jīng)螺旋導(dǎo)流體7上的螺旋槽和內(nèi)錐體8的內(nèi)表面進(jìn)一步強(qiáng)化旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，并在前方真空度的作用下增加了軸向速度。這時(shí)兩股氣流組合成人造龍卷風(fēng)，經(jīng)過(guò)前方的錐形噴嘴10射入爐內(nèi)。若干股龍卷風(fēng)都以相同的切向角射入爐內(nèi)，組合成龍卷風(fēng)效應(yīng)場(chǎng)16。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于強(qiáng)化了氣流的剝離、沖擊、貫穿能力、均勻地分布了爐膛內(nèi)的氣流，強(qiáng)化了底焦的燃燒，提高了鐵水溫度，減少了“爐壁效應(yīng)”，減少了化學(xué)熱和物理熱的損耗，減少了合金燒損，避免了觀察風(fēng)口時(shí)熱氣流外沖現(xiàn)象，達(dá)到了熔煉生產(chǎn)中節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、高效、安全等綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果。
權(quán)利要求
本發(fā)明“龍卷風(fēng)發(fā)生器及其效應(yīng)場(chǎng)熔煉法”為冶金爐，特別是為鑄造沖天爐的熔煉提供一種新供風(fēng)設(shè)備和熔煉的方法；龍卷風(fēng)發(fā)生器主要結(jié)構(gòu)特征是外套5偏心安裝在蝸殼4內(nèi)，蝸殼4的進(jìn)風(fēng)口接通風(fēng)管3，風(fēng)管接通風(fēng)箱15，蝸殼4內(nèi)設(shè)有阻流板14，蝸殼4后端的螺紋安裝端蓋座2，在外套的厚壁沿圓周設(shè)有若干個(gè)切向的前傾的進(jìn)風(fēng)口12，在內(nèi)套6的前端安裝螺旋導(dǎo)流體7和內(nèi)錐體8，外套5的前端安裝外錐體9和錐形噴嘴10，并伸入爐外壁11內(nèi)，龍卷風(fēng)效應(yīng)場(chǎng)熔煉法的工藝實(shí)施特征是將龍卷風(fēng)發(fā)生器安裝在爐外壁11的進(jìn)風(fēng)口上，并使其軸心線沿爐體圓周的水平方向以一定的切向角度和下傾角度伸入爐壁內(nèi)，切向角度在0-45°內(nèi)選值，下傾角在0-20°內(nèi)選值。
全文摘要
本“龍卷風(fēng)發(fā)生器及其效應(yīng)場(chǎng)熔煉法”是將龍卷風(fēng)發(fā)生器以一定的方法安裝在冶金爐爐壁上。龍卷風(fēng)發(fā)生器由蝸殼、外套、內(nèi)套、外錐體、內(nèi)錐體、螺旋導(dǎo)流體等零件組成。通過(guò)龍卷風(fēng)發(fā)生器的直線氣流轉(zhuǎn)變成龍卷風(fēng)，若干股龍卷風(fēng)在爐膛內(nèi)形成龍卷風(fēng)效應(yīng)場(chǎng)。其優(yōu)點(diǎn)在于強(qiáng)化氣流的剝離、沖擊、貫穿能力、強(qiáng)化底焦的燃燒強(qiáng)度。提高鐵水溫度，減少爐壁效應(yīng)，減少熱能損耗，避免觀察孔氣流外沖，達(dá)到熔煉生產(chǎn)中節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、高效、安全等經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果。
文檔編號(hào)F27B1/16GK1066086SQ9110242
公開(kāi)日1992年11月11日 申請(qǐng)日期1991年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月20日
發(fā)明者陳朝云 申請(qǐng)人:陳朝云