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制造技术

本发明专利技术涉及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/或熔渣的喷射设备(1)，该喷射设备具有用于产生由氧气气体射流(6)和点燃的燃气‑空气‑混合气射流(7)组成的高速气体射流(5)的喷射装置(2、3)，在该喷射设备中，喷射装置(2、3)包括布置在喷嘴头部(41)中的、用于产生氧气气体射流(6)的拉瓦尔喷嘴元件(8)，并且能借助于用于混合燃气(32)和空气(36)的混合元件(9)混合燃气‑空气‑混合气(7)，其中，拉瓦尔喷嘴元件(8)和混合元件(9)共同沿着喷射装置(2、3)的纵向中轴线(13)彼此可松开地相继布置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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
本专利技术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。本专利技术还涉及一种电弧炉。
技术介绍
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WO2012/089754A2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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，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。本专利技术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，根据本专利技术，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。更因为本专利技术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专利技术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专利技术的喷射装置，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。适宜地，混合元件的第一输送通道如此布置在混合元件中，即，该第一输送通道参照纵向中轴线沿轴向通到环形间隙中。与此相对，混合元件的第二输送通道优选地如此布置在混合元件中，即，该第二输送通道参照纵向中轴线沿径向通到环形间隙中。由此，用于输送燃气和空气的输送通道可有利地一起铺设在混合元件基体内部，所以混合元件可建造得紧凑又小巧。为了在本专利技术的意义中可将混合元件在结构上简单地固定在喷嘴头部处，有利的是，混合元件在其背离拉瓦尔喷嘴元件的端部上具有凸缘状的法兰，借助于该法兰可将混合元件固定在喷嘴头部上。特别适宜的是，环形间隙可根据在拉瓦尔喷嘴元件与混合元件之间的轴向间距来调节。尤其当环形间隙的横截面可至少部分地受拉瓦尔喷嘴元件/混合元件的轴向间距影响时，则附加地可对于冶金单元或熔釜的不同工艺简单地调节喷射设备。在结构上可简单地改变该轴向间距，此时在拉瓦尔喷嘴元件与混合元件之间的轴向间距可借助不同的间隔环形盘来调节。例如，该间隔环形盘可推到拉瓦尔喷嘴元件的凸肩上并且抵住拉瓦尔喷嘴元件的肩部来支撑。由此，那么混合元件可仅还以因已推上的间隔环形盘的厚度而减少的装配路径布置或者说固定在拉瓦尔喷嘴元件处。同样，也可设置多个间隔环形盘。除此之外，通过喷射装置的简单的结构尤其可简单地更换拉瓦尔喷嘴元件。因此这是尤其有利的，因为拉瓦尔喷嘴元件是喷射装置的焊接件。此外重要的是，可简单地更换拉瓦尔喷嘴元件，以便可以较低的装配复杂性提供不同的氧气量给喷射设备。迄今为止的技术都必须更换整个喷射装置。本专利技术则可单独更换不同的拉瓦尔喷嘴元件。可理解为，拉瓦尔喷嘴元件和混合元件可通过不同的方式彼此连接，例如通过形状配合连接等等。适宜地，拉瓦尔喷嘴元件具有外螺纹，借助于该外螺纹可将拉瓦尔喷嘴元件旋入混合元件的内螺纹。由此，拉瓦尔喷嘴元件可通过明确的方式固定在混合元件上，所以尤其可避免装配错误。外螺纹和与其对应的内螺纹分别可以是已知的管螺纹，由此可进一步简化制造。可进一步简化喷射设备的结构，这时拉瓦尔喷嘴元件和混合元件同心地布置在喷嘴头部内部和/或在喷嘴头部处。因此同样有利的是，拉瓦尔喷嘴元件借助于混合元件围绕纵向中轴线定心地布置。为了可使由喷射装置产生的高速射流受限定地从喷射设备喷出，喷射设备包括喷嘴头部。现在本专利技术的喷射设备可在结构上进一步被简化，此时喷嘴头部(在其中至少布置有用于形成环形间隙的拉瓦尔喷嘴元件)配属于喷射器保持装置，其优选地构造成至少部分地由铜组成的喷射器箱体。就此而言有利的是，喷射设备具有用于使喷射装置保持在冶金单元或熔釜的内部的喷射器保持装置，其中，喷射器保持装置包括喷嘴头部。如果喷嘴头部是喷射器保持装置的结构组件，那么可特别简单地在喷射设备处更换喷射装置、尤其拉瓦尔喷嘴元件。特别有利的是，由此完全取消在喷射装置处的喷嘴头部，因为该喷嘴头部集成于喷射器保持装置或者说其喷射器箱体中。仅仅通过与包括喷嘴头部的喷射器保持装置相关的这些特征，可有利地进一步开发这种类型的喷射设备，使得在没有本专利技术的其余特征的情况下，与此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在冶金单元或熔釜中火法冶金处理金属和/或熔渣的喷射设备(1)，所述喷射设备具有用于产生由氧气气体射流(6)和点燃的燃气‑空气‑混合气射流(7)组成的高速气体射流(5)的喷射装置(2、3)，在该喷射设备中，所述喷射装置(2、3)包括布置在喷嘴头部(41)中的、用于产生所述氧气气体射流(6)的拉瓦尔喷嘴元件(8)，并且能借助于用于混合燃气(32)和空气(36)的混合元件(9)混合燃气‑空气‑混合气(7)，其特征在于，所述拉瓦尔喷嘴元件(8)和所述混合元件(9)在所述喷嘴头部(41)内部和/或在所述喷嘴头部(41)处共同沿着所述喷射装置(2、3)的纵向中轴线(13)彼此能松开地相继布置，使得在所述喷嘴头部(41)与所述拉瓦尔喷嘴元件(8)之间存在环形间隙(43)，所述混合元件(9)的燃气通道(34)和空气通道(38)通到该环形间隙中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.08 DE 102013220228.81.一种用于在冶金单元或熔釜中火法冶金处理金属和/或熔渣的喷射设备(1)，所述喷射设备具有用于产生由氧气气体射流(6)和点燃的燃气-空气-混合气射流(7)组成的高速气体射流(5)的喷射装置(2、3)，在该喷射设备中，所述喷射装置(2、3)包括布置在喷嘴头部(41)中的、用于产生所述氧气气体射流(6)的拉瓦尔喷嘴元件(8)，并且能借助于用于混合燃气(32)和空气(36)的混合元件(9)混合燃气-空气-混合气(7)，其特征在于，所述拉瓦尔喷嘴元件(8)和所述混合元件(9)在所述喷嘴头部(41)内部和/或在所述喷嘴头部(41)处共同沿着所述喷射装置(2、3)的纵向中轴线(13)彼此能松开地相继布置，使得在所述喷嘴头部(41)与所述拉瓦尔喷嘴元件(8)之间存在环形间隙(43)，所述混合元件(9)的燃气通道(34)和空气通道(38)通到该环形间隙中。2.根据权利要求1所述的喷射设备(1)，其特征在于，所述金属是金属熔料。3.根据权利要求1或2所述的喷射设备(1)，其特征在于，所述拉瓦尔喷嘴元件(8)和所述混合元件(9)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。4.根据权利要求3所述的喷射设备(1)，其特征在于，所述环形间隙(43)的尺寸能根据在所述拉瓦尔喷嘴元件(8)与所述混合元件(9)之间的轴向间距来调节。5.根据权利要求4所述的喷射设备(1)，其特征在于，在所述拉瓦尔喷嘴元件(8)与所述混合元件(9)之间的轴向间距能借助不同的间隔环形盘(44)来调节。6.根据权利要求1或2所述的喷射设备(1)，其特征在于，所述拉瓦尔喷嘴元件(8)具有外螺纹(14)，借助该外螺纹能将所述拉瓦尔喷嘴元件(8)旋入所述混合元件(9)的内螺纹(15)中。7.根据权利要求1或2所述的喷射设备(1)，其特征在于，所述拉瓦尔喷嘴元件(8)和所述混合元件(9)同心地布置在所述喷嘴头部(41)内部或在所述喷嘴头部(41)处。8.根据权利要求1或2所述的喷射设备(1)，其特征在于，所述拉瓦尔喷嘴元件(8)借助于所述混合元件(9)布置成围绕所述喷射装置(2、3)的纵向中轴线(13)定心。9.根据权利要求1或2所述的喷射设备(1)，其特征在于，所述喷射设备(1)具有用于使所述喷射装置(2、3)保持在所述冶金单元或熔釜的内部的喷射器保持装置(40)，其中，所述喷射器保持装置(40)包括所述喷嘴头部(41)。10.根据权利要求1或2所述的喷射设备(1)，其特征在于，所述喷嘴头部(41)包括用于布置至少一个点火器(51)的装置(50)，其中，所述至少一个点火器(51)布置在所述喷嘴头部(41)处，使得所述至少一个点火器(51)伸入至由所述拉瓦尔喷嘴元件(8)和所述喷嘴头部(41)形成的环形间隙(43)中。11.根据权利要求10所述的喷射设备(1)，其特征在于，所述至少一个点火器(51)垂直于所述喷射装置(2、3)的纵向中轴线(13)布置在所述喷嘴头部(41)处。12.根据权利要求1或2所述的喷射设备(1)，其特征在于，所述喷嘴头部(41)具有包括氧气排出孔(54)的多个氧气通道(53)，以便能将空气(36)或者氧气从外部引向由点燃的燃气-空气-混合气(7)产生的热气体射流(55)。13.根据权利要求12所述的喷射设备(1)，其特征在于，所述氧气通道(53)在所述喷嘴头部(41)内部布置成同心地且成角度地围绕所述喷射装置(2、3)的纵向中轴线(13)。14.根据权利要求12所述的喷射设备(1)，其特征在于，所述氧气排出孔(54)布置在所述喷嘴头部(41)的出口(56)内部。15.根据权利要求1或2所述的喷射设备(1)，其特征在于，所述喷嘴头部(...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·比斯，
申请(专利权)人：SMS集团有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE