一种基于物料及流场状态可视的混合物料喷吹装置的制作方法

本发明涉及高炉喷吹，具体是一种基于物料及流场状态可视的混合物料喷吹装置。

背景技术：

1、在高炉炼铁过程中，喷吹系统对于提高生产效率、降低能耗和减少环境污染具有重要意义，其原理是将煤粉利用喷吹系统喷吹进入炉体内，煤粉在风口气化释放出比焦炭更多的氢气，进而提高煤气的还原能力和穿透扩散能力，进而有利于矿石还原和高炉操作指标的改善。

2、并且，在喷吹时需要对炉体内的流场进行监测，进而对炼铁过程更加精确的控制，提高冶炼效率，而现有的喷吹系统的喷吹管均固定设置，在喷吹时炉体内存在喷吹死角，并容易形成涡旋，进而使得对铁粉的还原性降低，影响冶炼效率，且仅能通过改变喷吹力度的方式对流场状态进行调整，并不能保证炉体内的铁粉全部得到均匀有效的还原效果。

3、因此，有必要提供一种基于物料及流场状态可视的混合物料喷吹装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物料及流场状态可视的混合物料喷吹装置，包括炉体、上料模块、喷吹系统、可视化监测模块以及控制系统，其中，所述上料模块用于向所述炉体中输送原料，所述可视化监测模块采用激光探测技术来检测所述炉体内的流场状态，所述控制系统根据所述可视化监测模块监测的所述炉体内的流场信息控制所述喷吹系统改变喷吹角度与力度；

2、所述喷吹系统包括热风围管、主管、球状连接组件、喷吹管以及驱动机构，其中，所述热风围管安装在所述炉体外侧，所述热风围管上设置有多个主管，所述主管延伸进入所述炉体内侧并通过两个球状连接组件与喷吹管连接，所述炉体上设置有用于驱动所述喷吹管偏转的驱动机构。

3、进一步，作为优选，两个所述球状连接组件分别设置为竖向和横向；

4、所述球状连接组件包括第一连接部、第二连接部、弧形板组一以及弧形板组二，其中，所述第一连接部上固定设置有弧形连接体一，所述弧形连接体一两侧固定设置有连接圆盘，所述第二连接部上固定设置有弧形连接体二，所述弧形连接体二两侧开设有圆形卡槽，所述连接圆盘的两侧分别密封转动设置有弧形板组一和弧形板组二，所述弧形板组一与弧形板组二卡入所述圆形卡槽中并沿所述圆形卡槽密封转动。

5、进一步，作为优选，所述弧形板组一由多个逐级递减并密封滑动设置的弧形板一组成，所述弧形板组二由多个逐级增加并密封滑动设置的弧形板二组成，且第一级的弧形板一与最后一级弧形板一分别固定连接在所述弧形连接体一与弧形连接二的上部，第一级的弧形板二与最后一级弧形板二分别固定连接在所述弧形连接体一与弧形连接二的下部。

6、进一步，作为优选，所述驱动机构包括固定环、转环、气动环以及升降环，其中，所述固定环固定设置在所述炉体上，所述转环转动设置在所述固定环中，所述转环上呈圆周固定设置有多个支杆，所述气动环与多个所述支杆固定连接，所述气动环上滑动设置有升降环。

7、进一步，作为优选，所述喷吹管上滑动设置有驱动环，所述驱动环上固定设置有球状槽一，所述驱动环与所述升降环之间通过多个驱动杆连接；

8、所述升降环上呈圆周固定设置有多个球状槽二；

9、所述驱动杆两端固定设置有球状卡块，两个所述球状卡块分别卡入所述球状槽一与球状槽二中并沿所述球状槽一与球状槽二滑动。

10、进一步，作为优选，所述升降环底部呈圆周固定设置有多个气压杆；

11、所述气动环上呈圆周开设有多个气压腔，所述气压杆沿所述气压腔密封滑动。

12、进一步，作为优选，所述固定环上固定开设有气动槽，所述气动槽与所述转环组成密封滑腔，所述气压腔与外部气压设备连接；

13、所述转环上固定设置有气压块，所述气压块沿所述滑腔密封滑动。

14、进一步，作为优选，所述固定环上开设有密封槽，所述密封槽与所述转环组成密封供气腔，所述供气腔与外部气压设备连接；

15、所述支杆中开设有供气通道，且所述供气通道贯穿所述转环与气动环并连通所述供气腔与气压腔。

16、与现有技术相比，本发明提供了一种基于物料及流场状态可视的混合物料喷吹装置，具备以下有益效果：

17、本发明中，通过可视化监测模块实时监测炉体内的流场状态，并根据监测的信息通过控制器控制喷吹系统改变喷吹角度与力度进而有效避免喷吹死角与涡旋的形成，使得炉体内的铁粉均能够被有效还原，进而提高冶炼效率，通过竖向设置与横向设置的两个球状连接组件使得喷吹管能够进行上下左右无死角的偏转，进而使得喷吹管的喷吹面更加广泛，进一步根据冶炼需要实时准确的调整流场状态，进而有效提高铁粉还原的均匀性，此外，配备了驱动机构，利用气压驱动的方式驱动喷吹管发生偏转，使得驱动机构不受炉内高温的影响，即不管何种温度情况均能够驱动喷吹管进行偏转，进而确保对炉体内的流场进行精确控制。

技术特征：

1.一种基于物料及流场状态可视的混合物料喷吹装置，其特征在于：包括炉体（1）、上料模块、喷吹系统、可视化监测模块以及控制系统，其中，所述上料模块用于向所述炉体（1）中输送原料，所述可视化监测模块采用激光探测技术来检测所述炉体（1）内的流场状态，所述控制系统根据所述可视化监测模块监测的所述炉体（1）内的流场信息控制所述喷吹系统改变喷吹角度与力度；

2.根据权利要求1所述的一种基于物料及流场状态可视的混合物料喷吹装置，其特征在于：两个所述球状连接组件（4）分别设置为竖向和横向；

3.根据权利要求2所述的一种基于物料及流场状态可视的混合物料喷吹装置，其特征在于：所述弧形板组一（43）由多个逐级递减并密封滑动设置的弧形板一组成，所述弧形板组二（44）由多个逐级增加并密封滑动设置的弧形板二组成，且第一级的弧形板一与最后一级弧形板一分别固定连接在所述弧形连接体一（411）与弧形连接二（421）的上部，第一级的弧形板二与最后一级弧形板二分别固定连接在所述弧形连接体一（411）与弧形连接二（421）的下部。

4.根据权利要求1所述的一种基于物料及流场状态可视的混合物料喷吹装置，其特征在于：所述驱动机构（6）包括固定环（61）、转环（62）、气动环（63）以及升降环（64），其中，所述固定环（61）固定设置在所述炉体（1）上，所述转环（62）转动设置在所述固定环（61）中，所述转环（62）上呈圆周固定设置有多个支杆（65），所述气动环（63）与多个所述支杆（65）固定连接，所述气动环（63）上滑动设置有升降环（64）。

5.根据权利要求4所述的一种基于物料及流场状态可视的混合物料喷吹装置，其特征在于：所述喷吹管（5）上滑动设置有驱动环（51），所述驱动环（51）上固定设置有球状槽一，所述驱动环（51）与所述升降环（64）之间通过多个驱动杆（52）连接；

6.根据权利要求4所述的一种基于物料及流场状态可视的混合物料喷吹装置，其特征在于：所述升降环（64）底部呈圆周固定设置有多个气压杆（642）；

7.根据权利要求6所述的一种基于物料及流场状态可视的混合物料喷吹装置，其特征在于：所述固定环（61）上固定开设有气动槽（611），所述气动槽（611）与所述转环（62）组成密封滑腔，所述气压腔与外部气压设备连接；

8.根据权利要求6所述的一种基于物料及流场状态可视的混合物料喷吹装置，其特征在于：所述固定环（61）上开设有密封槽（612），所述密封槽（612）与所述转环（62）组成密封供气腔，所述供气腔与外部气压设备连接；

技术总结
本发明公开了一种基于物料及流场状态可视的混合物料喷吹装置，包括炉体、上料模块、喷吹系统、可视化监测模块以及控制系统，其中，所述上料模块用于向所述炉体中输送原料，所述可视化监测模块采用激光探测技术来检测所述炉体内的流场状态，所述控制系统根据所述可视化监测模块监测的所述炉体内的流场信息控制所述喷吹系统改变喷吹角度与力度，所述喷吹系统包括热风围管、主管、球状连接组件、喷吹管以及驱动机构，其中，所述热风围管安装在所述炉体外侧，所述热风围管上设置有多个主管，所述主管延伸进入所述炉体内侧并通过两个球状连接组件与喷吹管连接，所述炉体上设置有用于驱动所述喷吹管偏转的驱动机构。

技术研发人员：胡伟波,高慧,杨军,杜会同,浦永涛,毛庆阳,赵运杰,王震,卢宝林
受保护的技术使用者：河南瑞德克气力输送设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23