專利名稱：用于煉鐵爐的風(fēng)口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用于煉鐵爐的風(fēng)口(tuyere)，更具體地，涉及一種用于煉鐵爐的風(fēng)口，該風(fēng)口可供應(yīng)空氣、氧氣或燃料(例如煤粉)進(jìn)入煉鐵爐，以使得填充的燃料可以燃燒以及鐵礦石在爐內(nèi)被熔煉，并且該風(fēng)口具有延長的壽命。
背景技術(shù)：
一般來說，煉鐵過程是這樣一個過程焦炭用作燃料，鐵礦石用作原材料，焦炭和鐵礦石通過填充進(jìn)口填充進(jìn)入煉鐵爐，熱空氣通過在爐的下部設(shè)置的風(fēng)口的鼓風(fēng)通道弓I入爐，從而使得填充的焦炭燃燒，鐵礦石被還原并且被熔煉，由此生產(chǎn)為熱熔體的鐵水。在常規(guī)煉鐵爐中，用于將熱空氣引入爐的風(fēng)口通常由純銅制成。盡管純銅的熔點是1083°C—該熔點是稍低的熔點，但是冷卻水在銅制風(fēng)口中高速循環(huán)，從而使得銅制風(fēng)口可以抵御通過風(fēng)口弓I入煉鐵爐的具有大約1200 V高溫的熱空氣的熱能。為了將熱空氣引入煉鐵爐，風(fēng)口設(shè)在爐壁中。此處，為了不論爐的內(nèi)部壓力如何都實現(xiàn)風(fēng)口的期望的密封結(jié)構(gòu)，在與風(fēng)口冷卻器結(jié)合之后，風(fēng)口通常被安裝以向內(nèi)突出進(jìn)入爐。由于風(fēng)口具有如上所述的向內(nèi)突出的結(jié)構(gòu)，因此必須防止風(fēng)口被爐內(nèi)的熱能所融化或損壞。相應(yīng)地，風(fēng)口通常設(shè)有水冷卻系統(tǒng)，其中冷卻水通過進(jìn)口被引入該風(fēng)口，并經(jīng)冷卻通道循環(huán)，與此同時冷卻風(fēng)口，然后通過出口排出該風(fēng)口。此外，常規(guī)風(fēng)口具有截頭圓錐形狀，并制造有主體單元以及與該主體單元的頂端結(jié)合的頂端部，從而使得當(dāng)熱熔體沿著煉鐵爐的壁的內(nèi)表面向下流動時，熱熔體與風(fēng)口的頂端部接觸并且可能腐蝕或損壞該頂端部。雖然當(dāng)風(fēng)口的頂端部已經(jīng)如上所述被腐蝕或損壞時停止供應(yīng)冷卻水進(jìn)入頂端部，以防止冷卻水流進(jìn)爐，但是冷卻水僅供應(yīng)至主體單元，因此減少了風(fēng)口的被冷卻面積，并降低了冷卻效率。此外，由于沒有冷卻頂端部，因此縮短了風(fēng)口的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明是針對在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)生的上述問題而作出的，并且本發(fā)明旨在提出一種用于煉鐵爐的風(fēng)口，其中，當(dāng)風(fēng)口的外單元局部損壞時，雖然冷卻水停止被供應(yīng)至外單元的損壞部分，但是風(fēng)口的期望的功能仍可由外單元的剩余部分和主體單元繼續(xù)執(zhí)行， 從而延長了風(fēng)口的壽命，并且其中，冷卻水可均勻地分配至風(fēng)口的頂端，從而實現(xiàn)了較好的冷卻效率，并且其中，風(fēng)口可用于執(zhí)行工作的時間也可延長，從而提高了煉鐵爐的工作效率。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供用于煉鐵爐的風(fēng)口，包括主體單元，其具有穿過該主體單元的中央軸線的鼓風(fēng)通道，其中，所述主體單元包括截頭圓錐形主體,在該主體中具有主體冷卻通道；以及突出部,其從所述主體突出，其中所述風(fēng)口還包括罩單元，其與所述突出部結(jié)合并在所述罩單元和所述突出部的外圓周表面之間限定頂端主體冷卻通道；以及外單元，其與所述罩單元結(jié)合，同時圍繞所述罩單元并在其中限定外冷卻通道。用于煉鐵爐的風(fēng)口還可包括至少一個額外的外單元，其從外面與所述外單元結(jié)合，并在其中限定額外的外冷卻通道。此處，所述外單元可在其頂端中設(shè)有通道槽，該通道槽限定所述外冷卻通道的最小路程。此外，所述突出部的外圓周表面可設(shè)有罩單元鎖定凸起。此外，所述罩單元可具有平坦的內(nèi)表面，并在其外表面上設(shè)有多個隔墻，以限定所述外冷卻通路。此外，所述外單元在其外圓周表面可設(shè)有多個第二隔墻，以限定所述額外的外冷卻通道。此外，所述主體冷卻通道和所述頂端主體冷卻通道可被配置為螺旋通路或肋片通路的形式。此外，所述外冷卻通道可被配置為螺旋通路的形式。此外，所述外單元可在其上部、下部和頂端配備有硬飾面。此處，所述硬飾面可設(shè)在所述外單元的上部上從所述外單元的頂端起150_250mm 長的范圍內(nèi)，并且可設(shè)在所述外單元的下部上從所述外單元的頂端起100-150mm長的范圍內(nèi)。如上文描述的，在根據(jù)本發(fā)明的用于煉鐵爐的風(fēng)口中，所述罩單元與所述主體單元的突出部結(jié)合并限定所述頂端主體冷卻通道，并且其中具有外冷卻通道的所述外單元與所述罩單元以這樣一種方式結(jié)合，即所述外單元覆蓋所述罩單元的外圓周表面和所述突出部的頂端，因此當(dāng)風(fēng)口的外單元局部損壞時，盡管冷卻水不再被供應(yīng)至外單元的損壞部分， 但是風(fēng)口的期望的功能仍可由外單元的剩余部分和主體單元繼續(xù)執(zhí)行，從而提供了具有延長壽命的風(fēng)口。此外，在本發(fā)明中，冷卻水可均勻地分配至風(fēng)口的頂端，從而實現(xiàn)了較好的冷卻效率，并且風(fēng)口的工作時間也可延長，從而提高了煉鐵爐的工作效率。


結(jié)合附圖，從下文的詳細(xì)描述中可更清楚地理解本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和其他優(yōu)勢，其中附圖圖I是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的風(fēng)口的前視圖；圖2是根據(jù)圖I示出的本發(fā)明第一實施方案的風(fēng)口的側(cè)視截面圖；圖3A到3C是沿著圖I的箭頭AA得到的、根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的風(fēng)口的截面圖，其中示出冷卻水在限定在風(fēng)口的主體單元和外單元二者中的冷卻通道中的流動；圖4A到4C是圖I示出的本發(fā)明第一實施方案的風(fēng)口的側(cè)視截面圖，其中圖4A是示出冷卻水在主體單元冷卻通道中的流動的視圖；圖4B是示出冷卻水在第一外冷卻通道中的流動的視圖；圖4C是示出冷卻水在第二外冷卻通道中的流動的視圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的風(fēng)口的前視圖；圖6是根據(jù)圖5示出的本發(fā)明第二實施方案的風(fēng)口的側(cè)視截面圖；圖7A到7C是沿著圖5的箭頭AA得到的、本發(fā)明第二實施方案的風(fēng)口的截面圖， 其中圖7A是主體單元的截面圖；圖7B是外單元的截面圖；圖7C是示出冷卻水在限定在外單元中的螺旋冷卻通道中的流動的截面圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明又一個實施方案的設(shè)有硬飾面的風(fēng)口的視圖。
具體實施例方式下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的構(gòu)造。在根據(jù)本發(fā)明的用于煉鐵爐的風(fēng)口中，罩單元與主體單元的突出部結(jié)合，由此限定主體冷卻通道，外單元與所述罩單元結(jié)合，同時圍繞該罩單元，從而使得當(dāng)所述外單元局部損壞時，盡管停止將冷卻水供應(yīng)至所述外單元的損壞部分，但是風(fēng)口的期望的功能仍可以由所述外單元的剩余部分和所述主體部分繼續(xù)執(zhí)行，因此提供了具有延長壽命的風(fēng)口， 冷卻水可以均勻地分配至風(fēng)口的頂端，因此實現(xiàn)了較好的冷卻效率，風(fēng)口的工作時間也可延長，因此提高了煉鐵爐的工作效率。如圖I和2示出的，本發(fā)明第一實施方案的用于煉鐵爐的風(fēng)口 100包括主體單元110，其具有主體120和在主體120的頂端中形成的突出部130 ;罩單元140 ;以及外單元 150。為了進(jìn)一步延長風(fēng)口的壽命，該風(fēng)口還可包括裝在第一外單元150上的第二外單元。 此處，其中使用本發(fā)明的風(fēng)口的煉鐵爐可以是鼓風(fēng)爐、FINEX爐或COREX爐。空氣、氧氣或燃料(例如煤粉)可以通過具有主體120和突出部130的主體單元 110的中心引入爐，主體120和突出部130各自被定形為截頭圓錐結(jié)構(gòu)形式。此處，主體冷卻通道121被限定在主體120內(nèi)，罩單元140被安裝在突出部130上方，頂端主體冷卻通道131被限定在突出部130和罩單元140之間。如圖3A示出的，已經(jīng)順序地通過冷卻水供應(yīng)管道(未示出)和主體入口 122供應(yīng)至風(fēng)口的冷卻水經(jīng)主體冷卻通道121和頂端主體冷卻通道131循環(huán)，以使得冷卻水可從被熱的煉鐵爐加熱的熱風(fēng)口中吸收熱，并經(jīng)主體出口 123從風(fēng)口排出。此處，出口冷卻水的溫度上升至比入口冷卻水的溫度高，從而注意到煉鐵爐因冷卻水喪失大量熱能。此處，主體冷卻通道121和頂端主體冷卻通道131可被配置為螺旋通道或者肋片通道，并且，在上述情形中，冷卻水可流經(jīng)風(fēng)口中的螺旋通道或者肋片通道，因此實現(xiàn)風(fēng)口的較好的冷卻效率。在根據(jù)本發(fā)明的用于煉鐵爐的風(fēng)口 100中，截頭圓錐形主體單元110被安裝在煉鐵爐的壁中。此處，不論爐的內(nèi)部壓力如何，為了實現(xiàn)風(fēng)口的期望的密封結(jié)構(gòu)，在與風(fēng)口冷卻器結(jié)合之后，風(fēng)口通常被安裝以向內(nèi)突出進(jìn)入爐。此外，階梯部170被限定在主體單元 110的主體120和突出部130之間的接合中，罩單元140和外單元150 二者的端部都被接合至階梯部170。此外，突出部130與罩單元140的內(nèi)表面結(jié)合。罩單元140的內(nèi)表面是平坦表面， 罩單元140的外表面設(shè)有多個隔墻141，以限定外冷卻通道151。此外，外單元150具有環(huán)形形狀，并與罩單元140和突出部130以這樣一種方式結(jié)合，即外單元150圍繞罩單元140的外圓周表面和突出部130的頂端。此外，外冷卻通道 151被限定在罩單元140和外單元150之間，以使得風(fēng)口的突出部130可以有效地被冷卻。此處，優(yōu)選地是外冷卻通道151被配置為螺旋結(jié)構(gòu)形式，這可使冷卻水在螺旋通道中在風(fēng)口的外部中流動，因此在風(fēng)口的整個面積上實現(xiàn)較好的冷卻效率。如圖3B示出的，冷卻水通過外入口 152供應(yīng)至外冷卻通道151中，入口冷卻水經(jīng)外冷卻通道151循環(huán)，然后通過外出口 153從外冷卻通道151排出。此外，外單元150的頂端設(shè)有通道槽155，該通道槽155限定外冷卻通道151的最小路程，由此有效地冷卻風(fēng)口的外部和風(fēng)口的頂端，因此進(jìn)一步提高了冷卻效率。此外，優(yōu)選地是，至少一個額外的外單元與外單元150的外表面結(jié)合，以試圖更多地延長風(fēng)口的壽命。在上述情形中，即使當(dāng)放置在風(fēng)口的最外部的額外的外單元損壞時，主體單元110和剩余的外單元都可以在停止向損壞的外單元的冷卻通道供應(yīng)冷卻水的狀態(tài)下執(zhí)行冷卻功能，從而使得風(fēng)口可繼續(xù)使用。如圖2和圖3C示出的，所詳細(xì)描述的是，第二外單元160可以被安裝在第一外單元150的外圓周表面。在上述情況中，多個第二隔墻154在外單元150的外圓周表面上形成，以限定第二外冷卻通道161。因此，冷卻水經(jīng)第二外冷卻通道161循環(huán)，外冷卻通道161 限定在第一外單元150和第二外單元160之間。此外，第二外單元160以這樣一種方式與第一外單元150結(jié)合，即第二外單元160 圍繞第一外單元150的頂端和外圓周表面。此處，主體單元110的主體120和突出部130 之間的接合部被定形為雙階梯結(jié)構(gòu)的形式，其中第二階梯部171在第一階梯部170外形成以使得第二外單元160的一個端部與第二階梯部171結(jié)合，同時安裝在第一外單元150上。此外，第二通道槽165在第二外單元160的頂端的內(nèi)表面和第一外單元150的頂端的外表面之間形成，并限定第二外冷卻通道161的最小路程，從而有效地冷卻風(fēng)口的最外部和風(fēng)口的頂端，因此進(jìn)一步提高了冷卻效率。此處，優(yōu)選地是第二外冷卻通道161被配置為允許冷卻水在風(fēng)口的外部中螺旋循環(huán)，因此提高了冷卻能力。冷卻水在根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的冷卻通道中的流動在圖4A、4B和4C中清楚地示出。此外，在本發(fā)明中具有相應(yīng)外冷卻通道的多個額外的外單元可以順序地安裝在第 _■外單兀160上方，以試圖進(jìn)一步提聞風(fēng)口的冷卻效率，并延長風(fēng)口的壽命。圖5和圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的用于煉鐵爐的風(fēng)口。如附圖中示出的，根據(jù)第二實施方案的風(fēng)口包括主體冷卻通道121，其被限定在主體單元110的主體 120內(nèi)；罩單元140，其安裝在突出部130上；以及頂端主體冷卻通道131，其被限定在突出部130的外圓周表面和罩單元140之間。此處，如圖7A、7B和7C示出的，已經(jīng)通過冷卻水供應(yīng)管道(未示出)引入風(fēng)口的主體入口 122的冷卻水順序地循環(huán)經(jīng)過主體冷卻通道121、頂端主體冷卻通道131、外冷卻通道151和通道槽155，然后經(jīng)由主體出口 123從風(fēng)口排出，以使得冷卻水可降低被煉鐵爐內(nèi)的高溫?zé)崴訜岬娘L(fēng)口的溫度。當(dāng)然，優(yōu)選地是主體冷卻通道121和頂端主體冷卻通道131各自被定形為螺旋通路或者肋片通路的形式。此外，外冷卻通道151優(yōu)選地被定形為螺旋通路的形式，如圖7c 示出的。因此，冷卻水可循環(huán)經(jīng)過風(fēng)口中的螺旋通路和/或肋片通路，并實現(xiàn)整個風(fēng)口上的較好的冷卻效率。此外，罩單元鎖定凸起134設(shè)在突出部130的外圓周表面上，從而使得罩單元140 的內(nèi)表面可以鎖定至罩單元鎖定凸起134。此處，罩單元140的內(nèi)表面是平坦表面，罩單元 140的外表面設(shè)有多個隔墻141，以限定外冷卻通道151。
此外，如圖8示出的，外單元40的頂端設(shè)有硬飾面200，以最小化風(fēng)口的頂端的腐蝕或破損，甚至在風(fēng)口的頂端與從設(shè)在在煉鐵爐的上端的填充入口處落下的燃料和原材料碰撞的情況下。此處，優(yōu)選地是硬飾面200由具有高耐熱性和高耐磨性的Fe-Cr材料制成，硬飾面 200在外單元150的上部150a上在從外單元的頂端起150_250mm長的范圍內(nèi)形成，以及在外單元150的下部150b上在從外單元的頂端起100-150mm長的范圍內(nèi)形成。硬飾面200的覆蓋范圍的上述差別的原因是被高溫?zé)岫群蜖t內(nèi)材料的墜落二者所影響的外單元的上部150a的面積通常較大，因此上部150a容易熔化和/或嚴(yán)重地?fù)p壞， 因此優(yōu)選地是上部150a在從外單元的頂端起150-250mm長的范圍內(nèi)配備硬飾面200，從而使對上部150a的損壞最?。蝗欢?，外單元的下部150b的受影響面積通常小于上部150a，因此下部150b在從外單元的頂端起100-150mm長的范圍內(nèi)配備硬飾面200。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的用于煉鐵爐的風(fēng)口 100的優(yōu)勢是罩單元與主體單元的突出部結(jié)合并限定頂端主體冷卻通道，并且其中具有外冷卻通道的外單元以這樣一種方式與罩單元結(jié)合，即外單元覆蓋罩單元的外圓周表面和突出部的頂端，因此，即使當(dāng)風(fēng)口的外單元局部損壞時停止向外單元的損壞部分供應(yīng)冷卻水，但是風(fēng)口的期望的功能仍可由外單元的剩余部分和主體單元繼續(xù)執(zhí)行，從而提供了具有延長壽命的風(fēng)口。此外，在本發(fā)明中， 冷卻水可均勻地分配至風(fēng)口的頂端，從而實現(xiàn)了較好的冷卻效率，并且風(fēng)口的工作時間也可延長，從而提高了煉鐵爐的工作效率。盡管出于舉例的目的描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不偏離附加權(quán)利要求所公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，不同的變型、添加和替換是可行的。
權(quán)利要求
1.一種用于煉鐵爐的風(fēng)口，包括主體單元，其具有穿過該主體單元的中央軸線的鼓風(fēng)通道，其中，所述主體單元包括截頭圓錐形主體，在該主體中具有主體冷卻通道；以及突出部，從所述主體突出；其中所述風(fēng)口還包括罩單元，其與所述突出部結(jié)合并在所述罩單元和所述突出部的外圓周表面之間限定頂端主體冷卻通道；以及外單元，其與所述罩單元結(jié)合，同時圍繞所述罩單元并在其中限定外冷卻通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于煉鐵爐的風(fēng)口，還包括至少一個額外的外單元，其從外面與所述外單元結(jié)合，并在其中限定額外的外冷卻通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于煉鐵爐的風(fēng)口，其中所述外單元在其頂端設(shè)有通道槽，該通道槽限定所述外冷卻通道的最小路程。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于煉鐵爐的風(fēng)口，其中所述突出部的外圓周表面設(shè)有罩單元鎖定凸起。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于煉鐵爐的風(fēng)口，其中所述罩單元具有平坦的內(nèi)表面， 并在其外表面上設(shè)有多個隔墻，以限定所述外冷卻通路。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于煉鐵爐的風(fēng)口，其中所述外單元在其外圓周表面上設(shè)有多個第二隔墻，以限定所述額外的外冷卻通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于煉鐵爐的風(fēng)口，其中所述主體冷卻通道和所述頂端主體冷卻通道被配置為螺旋通路或肋片通路的形式。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于煉鐵爐的風(fēng)口，其中所述外冷卻通道被配置為螺旋通路的形式。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于煉鐵爐的風(fēng)口，其中所述外單元在其上部、下部和頂端配備有硬飾面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于煉鐵爐的風(fēng)口，其中所述硬飾面設(shè)在所述外單元的上部上從所述外單元的頂端起150-250mm長的范圍內(nèi)，并設(shè)在所述外單元的下部上從所述外單元的頂端起100-150mm長的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種用于煉鐵爐的風(fēng)口，包括主體單元，其具有穿過該主體單元的中央軸線的鼓風(fēng)通道，其中，所述主體單元包括截頭圓錐形主體，在該主體中具有主體冷卻通道；以及突出部，從所述主體突出；其中所述風(fēng)口還包括罩單元，其與所述突出部結(jié)合并在所述罩單元和所述突出部的外圓周表面之間限定頂端主體冷卻通道；以及外單元，其與所述罩單元結(jié)合，同時圍繞所述罩單元并在其中限定外冷卻通道。當(dāng)所述外單元局部損壞時，雖然停止將冷卻水供應(yīng)到損壞部分，但是風(fēng)口的功能仍由所述外單元的剩余部分和所述主體單元繼續(xù)執(zhí)行，從而提供了具有延長壽命的風(fēng)口。
文檔編號F27D3/16GK102607282SQ20111028663
公開日2012年7月25日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者李海陽 申請人:首爾工程技術(shù)株式會社