旋风发生装置制造方法及图纸

本“旋风发生装置”由外套、内套，渐扩管等主要零件组成。其中外套上有若干切向矩形进风口和直风进风孔。内外套之间有旋转气流形成腔，内套有直风出风孔。本装置可应用于各种需要供风的冶金炉上，特别是应用在冲天炉环状风箱上。本装置送出的是旋转气流和轴向气流互相配合组成的旋风束。入炉后能使气流均匀分布；减轻炉壁效应；减少底焦燃烧时化学热能的消耗和损失；提高底焦单位时间内放热强度。达到增产节约的目的。（*该技术在1997年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术“旋风发生装置”可应用于各种需要供风的冶金炉型上，特别是装配并应用在冲天炉侧吹环状风箱的进风口上。本专利技术“旋风发生装置”属流体力学和空气动力学在冲天炉熔炼供风方法上的一种新的开拓性的应用。根据检索和对流体力学，空气动力学方面的技术设备和器械的了解得知，本专利技术是前所未有的；也没有用高速旋风束为冲天炉及其它冶金炉型在熔炼中作为供风方法的。目前现有的“旋风除尘器”“风动板手”等，只是用气流作动力，气流沿园桶内壁做园环运动，而没有轴向力的气流，气流的功能完成之后，作为能量耗尽的废气由中心排出。目前应用广泛的“冲天炉”是侧吹供风。其供风方法是在环状风箱的内壁开设若干进风口实现的。其进风的气流为直线形的，由其特性所限，自然产生下述熔炼缺陷。1.供风分布不均匀，“炉壁效应”严重。“冲天炉”内的料柱，在炉壁处较为稀疏，空隙较多；在炉心处较为密集，空隙较少。因此炉壁处空气富集，炉心处稀薄，而且侧吹气流出风口后受到底焦的阻力和炉料的压力，大部分受阻的气流将带着与底焦发生燃烧反应的火焰向其反方向或斜后方向的炉壁冲击。致使炉壁烧损较快，即“炉壁效应”严重。2.吹黑风口，损失热能。由于风量分布不均匀。风口处过大的风量，时常造成风口结渣和吹黑焦炭的现象。因此供风量和风速随之大为降低，则炉心区供风不足的问题进一步恶化。促成CO2＋C→2CO－3237千卡／公斤炭的还原吸热反应和由于缺氧形成C＋ 1/2 O2→CO＋2450千卡／公斤炭的不完全燃烧反应的发生，致使底焦热能大大地消耗和流失。3.底焦扩散速度慢，强化燃烧差。“冲天炉”内的温度决定于底焦的燃烧速度，底焦的燃烧速度决定于焦炭的反应速度和扩散速度。当温度低于800℃时，底焦的燃烧速度取决于焦炭的反应速度，当温度高于800℃时底焦的燃烧速度取决于焦炭的扩散速度，熔炼时冲天炉内底焦的温度高于800℃，因此底焦的燃烧速度要达到强化燃烧的目的，必须提高焦炭的扩散速度。底焦在燃烧过程中，其表面要由灰渣和CO2，CO气体等反应物组成隔离层。这个隔离层极大地妨障底焦的扩散速度。侧吹风气流对这个隔离层只能起到冲击和压附的作用。一旦风量风速过大，还会把底焦吹冷，使灰渣在底焦表面凝固，致使反应停止。本专利技术“旋风发生装置”应用于冲天炉供风，是跨装在风箱内外壁上的一种机械部件。以其产生的旋风特有的性能，更易象旋转的枪弹那样保持其向前飞行和贯穿物体的惯性。通过本专利技术“旋风发生装置”所产生的气流束，是由中心高速的直线形气流束和周围作高速旋转运动气流束共同组成的旋风束。这股强大的旋风束射入冲天炉内，气流可以沿着底焦不规则的表面和空隙深入炉心，改善风口区乃至整个炉心区风量的均匀分布，从而减轻了“炉壁效应”；避免了风口区因风量过大造成风口结渣和吹黑底焦的现象；减少了炉心区因风量不足造成CO2＋C→2CO－3237千卡／公斤炭的还原吸热反应和由于缺氧形成C＋ 1/2 O2→CO＋2450千卡／公斤炭的不完全燃烧反应。通过本专利技术“旋风发生装置”所产生的旋风束进入冲天炉内，以其出口后具有强大的离心力和轴向力的特性，可将底焦燃烧时其表面产生的由灰渣和CO2，CO气体组成的隔离层迅速地被剥离并抛开。使底焦表面连续不断地露出新的活化层，加快了底焦表面的扩散速度，提高了底焦的燃烧速度，达到了强化燃烧的目的。使底焦在单位时间内燃烧的放热强度得到显著的提高。从而使冲天炉的熔化速度和铁水温度得到显著的提高。实现低耗、高效、优质、节能的技术经济效益。图1是全剖主视图；图2是矩形进风口剖面图；图3是直风进风口剖面图。本专利技术“旋风发生装置”结构如图1.外套；2.内套；3.渐扩管；4.端盖；5.档板；6.手柄；7.观察孔；8.直风进风孔；9.直风出风孔；10.矩形进风口；11.风箱内壁；12.风箱外壁等组成，并形成以下四个结构段A、进风园柱段。由外套的园柱体部位和内套的内外园柱体部位组成。结构特征是1.外套上设有若干个渐缩的矩形进风口。其中两个相对壁平面分别按同一方向相切于外套的内壁园柱面和过本切点相切于比内套外园柱面直径略大1毫米左右的一个假想园柱面；而另外的两个壁平面相互平行，并与内外套轴心线形成前倾的夹角α。切向矩形进风口的作用是使风箱内的高压气流按切线方向引入园柱环状空腔，并整流成旋转气流束。2.在内外套的联接部位设有若干个向心的并相交于轴心线的直风进风孔。直风进风孔的作用是将风箱内的高压气流引入内套的内空腔，为轴心线方向送风作准备。B、整流园锥段。由外套的内锥面(锥度角β)，内套的内外锥面及流线体外表面组成。在内外套之间形成园锥环空腔，园锥空腔，在内套内腔形成园锥空腔。该段的作用是将A段旋转的环状气流束，逐渐加速旋转，在越过流线体之后，中心形成具有一定真空度的通道。这条通道为A段由直风出风孔射出的直线形气流束起到加速的作用；同时这股直线形气流束，以其高速运动又吸引旋转运动的气流束，离开管壁一定的间隙，减小摩擦，加速旋转和向前运动。这两股气流束相补相成，在同一联通器中组合形成高速旋转并且具有强大轴向速度的旋风束。C、喉管段，是与外套的内锥面联接的园柱孔。该孔的长度应3倍左右于直径较为适宜。该段的作用是对B段的旋风束进一步整流增压。D、渐扩管段。与喉管相接，是渐扩状(锥度角γ)，出口处有一段园柱形孔与冲天炉内壁相接。该段的作用是将喉管段的旋风束减压，加速引出，并射入炉膛。一般由耐火材料或耐高温金属材料制作。本专利技术“旋风发生装置”其各相关部位的特征是1.若干矩形进风口有效横截面积总和应大于园柱环状空腔横截面积；若干个直风进风孔横截面积总和应大于直风出风孔横截面积。其作用是保证有充足的风量进入进风园柱段。2.直风出风孔横截面积应是喉管部位中心形成的具有一定真空度的园柱空腔的横截面积。其作用是保证旋转气流束和直线形气流束不发生混合。3.园柱环状空腔处、流线体最高点处、喉管处的有效横截面积应是依次渐缩的；内套内锥体渐缩方向与气流方向是一致的。其作用均是为了对气流加压加速。4.有关角度特征是∠α＞∠β＞∠γ。其作用是能减小对气流的阻力，增加气流喷射速度。5.有关流线体的形状是短轴应等于喉管直径；长轴应等于喉管直径的1.5～2倍。其作用是使喉管最大半径处的旋转气流能达到最大线速度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术旋风发生装置可应用于各种需要供风的冶金炉型上，特别是应用在铸造冲天炉侧吹供风时，是跨装在风箱内外壁上的一种机械部件，其特征是由同轴线的外套，内套和渐扩管组成；进风孔（口）设在内外套上，通过喉管和渐扩管伸入到冲天炉内壁；其整体特征是 按轴向分成四个结构段：Ａ、进内园柱段：由外套的园柱体部位和内套的内套的内外园柱体部位组成，结构特征是：外套上设有若干个渐缩的矩形进风口，其两个相对壁平面分别按同一方向相切于外套内壁园柱面和过本切点相切于比内套外园柱面直径略大１毫米左 右的一个假想园柱面；而另外的两个壁平面相互平行，并与内外套轴心线形成前倾的夹角＜ａ，并在内外套的联接部位设有若干个向心的并相交于轴心线的直风进风孔；Ｂ、整流园锥段：由外套的内锥面，内套的内外锥面及流线体外表面组成，其形状特征是：形成渐缩 的园锥环空腔和园锥体空腔；Ｃ、喉管段：是与外套的内锥面联接的园柱孔；Ｄ、渐扩段：由喉管至炉膛内壁，其材料特征是：由耐火材料或耐高温金属材料制作；。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.本发明旋风发生装置可应用于各种需要供风的冶金炉型上，特别是应用在铸造冲天炉侧吹供风时，是跨装在风箱内外壁上的一种机械部件，其特征是由同轴线的外套，内套和渐扩管组成；进风孔(口)设在内外套上，通过喉管和渐扩管伸入到冲天炉内壁；其整体特征是按轴向分成四个结构段A、进风园柱段由外套的园柱体部位和内套的内外园柱体部位组成，结构特征是外套上设有若干个渐缩的矩形进风口，其两个相对壁平面分别按同一方向相切于外套内壁园柱面和过本切点相切于比内套外园柱面直径略大1毫米左右的一个假想园柱面；而另外的两个壁平面相互平行，并与内外套轴心线形成前倾的夹角＜a，并在内外套的联接部位设有若干个向心的并相交于轴心线的直风进风孔；B、整流园锥段由外套的内锥面，内套的内外锥面及流线体外表面组成，其形状特征是形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈朝云，
申请(专利权)人：陈朝云，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]