用于将气体注入到容器中的装置。公开了一种用于将气体注入到冶金容器中的装置。该装置包括气流导管、在气流导管内延伸的细长中心管状结构、多个流动引导涡旋叶片、中心结构内的流入和流出冷却水通道，和设有一个或多个水冷却通道的鼻部。该流动引导叶片设有内部水冷叶片通道。在使用中，水流通过叶片通道从中心结构中的水流入通道连通到中心结构的鼻部中的水流通道，使得至少一部分流入水将依次通过叶片通道和鼻部通道，并然后流到流出通道。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于将气体注入到容器中的装置。本专利技术尤其应用于 (但不限于)用于在高温条件下将具有涡旋的气流注入到冶金容器内的 装置。这种冶金容器可以例如是一种熔炼容器，在该熔炼容器中通过 直接熔炼工艺生产熔融金属。
技术介绍
美国专利6083296中描述了一种公知的直接熔炼工艺，该直接熔 炼工艺依靠熔融金属层作为反应介质，并通常称作HIsmelt工艺。该专 利中描述的HIsmelt工艺包括(a) 在容器中形成熔融铁和熔渣的熔池；(b) 向该熔池中注入(i) 含金属的供料， 一般为金属氧化物；和(ii) 固体含碳材料， 一般为煤，该固体含碳材料用作金属氧化物的 还原剂，并用作能量源；以及(c) 在金属层中将含金属的供料熔炼成金属。术语"熔炼"在此应理解为表示其中发生还原金属氧化物的化学 反应以产生液态金属的热处理。HIsmelt工艺还包括在熔池上方的空间中用含氧气体后燃烧反应 气体(诸如从熔池中释放的CO和H2)，并且将后燃烧所产生的热传递 到熔池，以提供熔炼含金属的供料所需的热能。HIsmelt工艺还包括在熔池的名义静止表面上方形成过渡区，在该 过渡区中存在大量的先上升后下降的熔融金属和/或熔渣的液滴、飞溅物或液流，它们成为将在熔池上方后燃烧反应气体所产生的热能传递 到熔池的有效介质。在HIsmdt工艺中，通过多个喷枪/风口将含金属的供料和固体含 碳材料注入到金属层中，所述喷枪/风口与垂直方向倾斜成向下并向内 延伸穿过熔炼容器的侧壁并进入容器的下部区域内，从而将所述固体 材料送入容器底部中的金属层中。为了促进容器上部中反应气体的后 燃烧，通过向下延伸的热空气注入喷枪将可能富氧的热空气流注入到 容器的上部区域内。为了促进容器上部中气体的有效后燃烧，期望引 入的热空气流以涡旋运动离开喷枪。为此，喷枪的出口端可以配有内 部流动引导件，以产生适当的涡旋运动。容器的上部区域可达到大约 200(TC的温度，并且热空气可以约1100。C-140(TC的温度送入喷枪中。因此，该喷枪必须能够在内部和外壁上经受极高的温度，尤其是在其 伸入到容器的燃烧区域中的喷枪输送端处。美国专利6440356公开了一种气体注入喷枪构造，该构造设计成 满足在HIsmdt工艺中遇到的极端条件。在该构造中，流动引导件是安 装在气流导管的前端处的中心体上的螺旋叶片的形式。这些叶片连接 到气流导管壁并且在内部通过流经导管壁内的供给和回流通道的冷却 水进行水冷。美国专利6673305公开了一种替选的喷枪构造，在该构 造中，螺旋流动引导叶片安装在延伸气流导管的长度的中心管状结构 上。该中心结构设有水流通道，这些水流通道被设置用于冷却水到中 心结构的基本位于气流导管顶部内的前部的流动。在该构造中，流动 引导叶片不被冷却，并且从导管的具有耐熔衬里的壁部内的导管顶部 折回(set back)。
技术实现思路
本专利技术提供了一种改进的构造，该构造能够有效地冷却涡旋叶片 和中心结构的前鼻部。5根据本专利技术，提供了一种用于将气体注入到支持冶金处理的冶金 容器内的装置，该装置包括-气流导管，该气流导管从后端延伸到前端，来自该气流导管的气 体从前端排出；细长的中心管状结构，该中心管状结构在气流导管内从其后端延 伸到其前端，该中心管状结构的前端邻近气流导管的前端设置；多个流动引导叶片，这些流动引导叶片围绕中心管状结构的前端设置，以通过导管的前端使气流产生涡旋；中心结构内的流入和流出冷却水通道，该流入和流出冷却水通道 用于冷却水向前经过中心管状结构到其前端的流入和冷却水从前端回 到其后端的流出；和中心结构的前端处的前鼻部，该前鼻部设有用于该前鼻部的内部 水冷的一个或多个水通道；并且其中流动引导叶片设有用于这些叶片的内部水冷的内部叶片通 道，并且其中在使用中，水流通过叶片通道从中心结构中的水流入通 道连通到中心结构的鼻部中的水流通道，使得至少一部分流入水将依 次经过叶片通道和鼻部通道，并然后流到流出通道。中心管状结构的流入通道可以由在中心管状结构内的中心通道形成。中心通道可以在该通道与叶片通道的入水口之间的连通处的下游 被堵塞，以将流入水从中心通道转移到叶片通道内。叶片通道可以沿叶片延伸到用于水回流到堵塞部下游的中心通道 内的出水口，以用于到中心结构的鼻部的传输。堵塞部可完全堵塞中心通道，使得所有的流入水被转移经过叶片通道o或者，堵塞部可仅仅部分地堵塞中心通道，使得一部分的流入水 被转移经过叶片通道，剩余的流入水绕过叶片通道直接流到中心结构 的鼻部。本专利技术还涉及一种直接熔炼容器，该直接熔炼容器配有上述用于 将气体注入到该容器内的装置。本专利技术还涉及一种设备，该设备用于使喷枪中的预热气体流产生 涡旋，从而将该气体提供给用于冶金处理的冶金容器，所述设备包括 细长的管状结构；多个流动引导叶片，这些流动引导叶片邻近管状结构的前端围绕 管状结构设置；管状结构的前鼻部，该前鼻部设有用于鼻部的内部水冷的一个或 多个水通道；和管状结构内的冷却水通道，该冷却水通道用于冷却水向前经过管 状结构到其前端的流入和冷却水从前端回到其后端的流出；其中，流动引导叶片设有用于这些叶片的内部水冷的内部叶片通 道，这些叶片通道与中心结构中的水流入通道和中心结构的鼻部中的 水流通道相连通，使得至少一部分流入水依次经过叶片通道和鼻部通 道，并然后流到流出通道。本专利技术还涉及一种配有将气体注入到容器 内的喷枪和上述使气流产生涡旋的设备的直接熔炼容器。附图说明为了更充分地说明本专利技术，下面将参考附图详细描述一个特定的 实施例，在附图中图1是直接熔炼容器的垂直剖视图，所述容器包含一对固体注入喷枪和根据本专利技术构建的热空气流注入喷枪； 图2为热空气注入喷枪的纵向剖视图； 图3是喷枪的中心结构的前部的放大的纵向剖视图； 图4图示了中心结构的鼻部的圆顶外壳；图5为沿图4的线5-5的剖视图6为沿图4的线6-6的剖视图7为设置在中心结构的前端的圆顶外壳内的内部部件的侧视图。图8为图7中所示部件的端视图； 图9为沿图8的线9-9的剖视图IO为包含在中心结构中的涡旋导轮的局部剖视正视图； 图11为图10中所示涡旋导轮的端视图； 图12为沿图10的线12-12的剖视图13为沿图12的线13-13的剖视图14为涡旋导轮中的一系列出水口的剖视详图。具体实施例方式图1图示了适于美国专利6083296中所描述的HIsmelt工艺下的操 作的直接熔炼容器。所述冶金容器总的用11来表示，该冶金容器具有 炉床，该炉床包括由耐熔砖形成的基座12和侧部13;侧壁14，侧壁 14形成从所述炉床的侧部13向上延伸的大致为圆柱形的圆筒，且包括 上圆筒部分15和下圆筒部分16;顶部17;用于废气的出口 18;前部 炉床19，前部炉床19用于连续地排出熔融金属；以及用于排出熔渣的 出渣口 21。在使用中，所述容器包含铁和熔渣的熔池，所述熔池包括熔融金属层22和所述熔融金属层22上的熔渣层23。由数字24标出的箭头指 示了金属层22的名义静止表面的位置，由数字25标出的箭头指示了 熔渣层23的名义静止表面的位置。术语"静止表面"应当理解为没有 气体和固体注入到容器内时的表面。所述容器配有向下延伸的热空气注入喷枪26和两个固体注入喷 枪27，所述热空气注入喷枪26用于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于将气体注入到支持冶金处理的冶金容器内的装置，该装置包括： 气流导管，该气流导管从后端延伸到前端，从该前端将气体从该导管排出； 细长中心管状结构，该细长中心管状结构在所述气流导管内从其后端延伸到其前端，该中心管状结构的前端与所述气流导管的前端相邻地设置； 多个流动引导叶片，这些流动引导叶片设置在所述中心管状结构的前端周围，以使通过所述气流导管的前端的气流产生涡旋； 中心结构内的流入和流出冷却水通道，所述流入和流出冷却水通道用于冷却水向前经过所述中心管状结构到其前端的流入和冷却水从该前端回到其后端的流出；和 鼻部，该鼻部在所述中心结构的前端处并设有用于鼻部的内部水冷的一个或多个水通道；并且 其中所述流动引导叶片设有用于所述叶片的内部水冷的内部叶片通道，其中在使用中，水流通过所述叶片通道从所述中心结构中的水流入通道连通到所述中心结构的鼻部中的水流通道，使得至少一部分流入水将依次通过所述叶片通道和鼻部通道，并然后流到所述流出通道。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：德里克登格尔，乔治钦格尔三世，托德史密斯，
申请(专利权)人：技术资源有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]
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