一種懸浮熔煉爐噴嘴的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種懸浮熔煉爐噴嘴，從內(nèi)至外依次包括套裝的中央氧氣管、預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管和下料溜管；預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管的長(zhǎng)度為中央氧氣管長(zhǎng)度的1/3-1/2，下料溜管的長(zhǎng)度為預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管長(zhǎng)度的1.1-1.6倍；預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管下端內(nèi)側(cè)設(shè)置預(yù)混風(fēng)旋流裝置，預(yù)混風(fēng)旋流裝置包括若干與預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管內(nèi)壁連接的第一導(dǎo)流葉片，第一導(dǎo)流葉片與預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管內(nèi)壁切線的夾角為120°-160°。本發(fā)明裝置采用風(fēng)料夾層的布局方式，具有調(diào)控性好、氣粒兩相混合均勻的有益效果；分別從預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管和下料溜管噴出的旋轉(zhuǎn)氣流和精礦顆粒實(shí)現(xiàn)入爐前的預(yù)混，進(jìn)入反應(yīng)爐的氣粒兩相混合物體系均勻，提高精礦顆粒的著火位置、加快熔煉反應(yīng)進(jìn)行，提高熔煉效率。
【專利說明】一種懸浮熔煉爐噴嘴

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，特別地，涉及一種懸浮熔煉爐噴嘴。

【背景技術(shù)】
[0002]懸浮熔煉主要是充分利用細(xì)磨物料的巨大活性表面，使干燥的固體物料顆粒在反應(yīng)爐內(nèi)與氧氣接觸，高溫條件下，以極高的速度完成可控氧化反應(yīng)，放出大量熱量，實(shí)現(xiàn)自熱熔煉。懸浮熔煉具有生產(chǎn)率高、環(huán)保效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，其典型代表如銅、鎳金屬的閃速熔煉過程以及基夫賽特?zé)掋U過程。
[0003]冶金噴嘴是懸浮熔煉工藝的核心設(shè)備，主要有文丘里型精礦噴嘴和中央噴射型精礦噴嘴。目前世界上懸浮熔煉反應(yīng)爐大多采用中央噴射型精礦噴嘴，現(xiàn)在的中央噴射型精礦噴嘴已經(jīng)發(fā)展到第五代一帶中央油槍的中央噴射型精礦噴嘴。其在第四代精礦噴嘴的基礎(chǔ)上，在中央氧氣管內(nèi)部插入一根同心的重油(或天然氣)燃燒器；主要包括同心的氧氣管、下料溜管，用于物料分散的雙曲型分散錐等裝置。第五代的中央噴射型精礦噴嘴處理量可達(dá)160— 200t/h。當(dāng)入爐精礦量達(dá)到200t/h以上時(shí)，易出現(xiàn)精礦與氧氣混合不均，精礦顆粒著火延遲，氧氣利用率低，甚至出現(xiàn)“下生料”等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種懸浮熔煉爐噴嘴，以解決上述精礦與氧氣混合不均的技術(shù)問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種懸浮熔煉爐噴嘴，從內(nèi)至外依次包括套裝的中央氧氣管、預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管和下料溜管；所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管的長(zhǎng)度為所述中央氧氣管長(zhǎng)度的1/3-1/2，所述下料溜管的長(zhǎng)度為所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管長(zhǎng)度的1.1-1.6倍；
[0006]所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管下端內(nèi)側(cè)設(shè)置預(yù)混風(fēng)旋流裝置，所述預(yù)混風(fēng)旋流裝置包括若干與預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管內(nèi)壁連接的第一導(dǎo)流葉片，所述第一導(dǎo)流葉片與所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管內(nèi)壁切線的夾角為120° -160°。
[0007]優(yōu)選的，從所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管頂端向下俯視，所述第一導(dǎo)流葉片的傾斜方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。
[0008]優(yōu)選的，從所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管側(cè)面看，所述第一導(dǎo)流葉片與水平面的夾角為30。-70。。
[0009]優(yōu)選的，所述下料溜管的外側(cè)套裝有二次風(fēng)通道，所述二次風(fēng)通道內(nèi)壁上設(shè)置二次風(fēng)調(diào)速器，所述二次風(fēng)調(diào)速器包括若干連接片，所述連接片與所述二次風(fēng)通道內(nèi)壁為半活動(dòng)連接。
[0010]優(yōu)選的，所述下料溜管的底部與倒置的擴(kuò)散錐連接，所述擴(kuò)散錐的開口套裝在中央氧氣管外周。
[0011]優(yōu)選的，所述擴(kuò)散錐的錐角為30-60°。
[0012]優(yōu)選的，所述擴(kuò)散錐的底部?jī)?nèi)壁上設(shè)置若干分散風(fēng)孔，所述分散風(fēng)孔的直徑為5-10mmo
[0013]優(yōu)選的，所述中央氧氣管的下端內(nèi)側(cè)設(shè)置中央氧旋流裝置，所述中央氧旋流裝置包括若干與中央氧氣管內(nèi)壁連接的第二導(dǎo)流葉片，所述第二導(dǎo)流葉片與所述中央氧氣管內(nèi)壁切線的夾角為120° -160°。
[0014]本發(fā)明裝置采用風(fēng)料夾層的布局方式，具有調(diào)控性好、氣粒兩相混合均勻的有益效果:
[0015]A、在預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管和下料溜管下端設(shè)置預(yù)混區(qū)，使得分別從預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管和下料溜管噴出的旋轉(zhuǎn)氣流和精礦顆粒實(shí)現(xiàn)入爐前的預(yù)混，讓進(jìn)入反應(yīng)爐的氣粒兩相混合物體系均勻，提高精礦顆粒的著火位置、加快熔煉反應(yīng)的進(jìn)行，提高熔煉效率；
[0016]B、預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管下端內(nèi)側(cè)設(shè)置預(yù)混風(fēng)旋流裝置，導(dǎo)流葉片為傾斜狀，使通過葉片間隙噴出的氣流有旋轉(zhuǎn)特點(diǎn)，加大與固體顆粒的混合速度與力度；
[0017]C、擴(kuò)散錐下方側(cè)壁上分布了多個(gè)分散風(fēng)孔,從分散孔噴出的分散風(fēng)對(duì)物料起分散作用；
[0018]D、二次風(fēng)通道內(nèi)的二次風(fēng)調(diào)速器由多個(gè)連接片組成，通過調(diào)節(jié)連接片間重疊部分的大小，即可改變二次風(fēng)入爐時(shí)的外徑，從而改變二次風(fēng)入爐的橫截面積，調(diào)節(jié)二次風(fēng)速度大小。
[0019]通過數(shù)值仿真模擬，在本發(fā)明高性能預(yù)混型精礦噴嘴結(jié)構(gòu)下，精礦顆粒著火明顯得到提前，著火感應(yīng)區(qū)縮短，閃速熔煉效率得到提高。在高投料量下(>200t/h)工況下，相比于中央噴射型精礦噴嘴，本發(fā)明預(yù)混型精礦噴嘴可加快精礦顆粒1.5?2m的位置著火，氧氣利用率高、煙塵率低。
[0020]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0022]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的預(yù)混風(fēng)旋流裝置俯視圖；
[0024]圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的預(yù)混風(fēng)旋流裝置側(cè)視圖；
[0025]圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的中央氧旋流裝置俯視圖；
[0026]圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的二次風(fēng)調(diào)速器俯視圖；
[0027]其中，1、中央天然氣管，2、中央氧旋流裝置，3、中央氧氣管，4、分散風(fēng)孔，5、擴(kuò)散錐，6、預(yù)混區(qū)，7、二次風(fēng)調(diào)速器，8、預(yù)混風(fēng)旋流器，9、下料溜管，10、第一導(dǎo)流葉片，11、預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管，12、第二導(dǎo)流葉片，13、二次風(fēng)通道。

【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0029]參見圖1，一種懸浮熔煉爐噴嘴，從內(nèi)之外依次包括套裝的進(jìn)天然氣的中央天然氣管1、中央氧氣管3、預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管11和下料溜管9 ;所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管11的長(zhǎng)度為所述中央氧氣管3長(zhǎng)度的1/3-1/2，所述下料溜管9的長(zhǎng)度為所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管11長(zhǎng)度的1.1-1.6倍；如此，可在下料溜管9和預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管11的下端形成預(yù)混區(qū)6，使得旋轉(zhuǎn)氣流和精礦顆粒在入爐前混合均勻。
[0030]所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管11下端內(nèi)側(cè)設(shè)置預(yù)混風(fēng)旋流裝置8，所述預(yù)混風(fēng)旋流裝置8包括若干與預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管11內(nèi)壁連接的第一導(dǎo)流葉片10，所述第一導(dǎo)流葉片10與所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管11內(nèi)壁切線的夾角P1為120° -160°，則限定氣流旋轉(zhuǎn)的角度大小，從而控制氣流的旋轉(zhuǎn)力度。
[0031]參見圖2，從所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管11頂端向下俯視，所述第一導(dǎo)流葉片10的傾斜方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，利于精礦顆粒旋轉(zhuǎn)混合。
[0032]參見圖3，從所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管11側(cè)面看，所述第一導(dǎo)流葉片10與水平面的夾角Ci1為30° -70°，用于改變氣流方向。
[0033]參見圖4，所述中央氧氣管3的下端內(nèi)側(cè)設(shè)置中央氧旋流裝置2，所述中央氧旋流裝置2包括若干與中央氧氣管3內(nèi)壁連接的第二導(dǎo)流葉片12，所述第二導(dǎo)流葉片12與所述中央氧氣管3內(nèi)壁切線的夾角β 2為120° -160°。中央氧旋流裝置2與預(yù)混風(fēng)旋流裝置8的結(jié)構(gòu)相似，由于中央氧氣管的直徑小，第二導(dǎo)流葉片12數(shù)量較于預(yù)混風(fēng)旋流裝置第一導(dǎo)流葉片10要少。
[0034]參見圖5，所述下料溜管9的外側(cè)套裝有二次風(fēng)調(diào)速器7，所述二次風(fēng)調(diào)速器7位于二次風(fēng)通道13的內(nèi)壁，二次風(fēng)調(diào)速器7包括若干連接片，所述連接片與所述二次風(fēng)通道13內(nèi)壁為半活動(dòng)連接，可調(diào)節(jié)連接片間重疊部分的大小，改變二次風(fēng)入爐時(shí)的外徑RO的大小，從而改變二次風(fēng)速度大小。
[0035]所述下料溜管9的底部與倒置的擴(kuò)散錐5連接，所述擴(kuò)散錐5的開口套裝在中央氧氣管3外周。擴(kuò)散錐5引導(dǎo)精礦物料向外擴(kuò)散，利于物料分散。
[0036]所述擴(kuò)散錐5的錐角Y為30-60°，限制物料擴(kuò)散的角度和大小。
[0037]所述擴(kuò)散錐5的底部?jī)?nèi)壁上設(shè)置若干分散風(fēng)孔4，所述分散風(fēng)孔4的直徑為5-10mm,從分散風(fēng)孔噴出的分散風(fēng)，對(duì)物料進(jìn)行第二次分散，保證混合效果。
[0038]從圖1的整體結(jié)構(gòu)來看，中央天然氣管I位于整個(gè)精礦噴嘴的中心位置，由內(nèi)向外分別是同心的中央氧氣管3、預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管11、下料溜管9和最外層的二次風(fēng)通道13。中央天然氣管I的直徑大小可為50— 80mm，外層中央氧氣管3的直徑可為60— 120mm。預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管11的內(nèi)外環(huán)半徑分別可為200— 400mm，400— 800mm范圍內(nèi)。下料溜管9的直徑可為500— 1000mm，二次風(fēng)通道13的直徑可為800— 1200mm。
[0039]中央氧氣管3、預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管11的下部分別裝有中央氧旋流裝置2和預(yù)混風(fēng)旋流裝置8，中央氧旋流裝置2、預(yù)混風(fēng)旋流裝置8的高度范圍分別可為50—200mm，100—500mm。
[0040]在預(yù)混風(fēng)旋流裝置8的出口外，下料溜管9的下部是精礦粉末與預(yù)混風(fēng)的預(yù)混區(qū)6，預(yù)混區(qū)6的大小可以通過改變下料溜管9、預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管11的相對(duì)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)；預(yù)混區(qū)6的下方，中央氧氣管3外是圓錐形的鈍體擴(kuò)散錐5，擴(kuò)散錐5的下截面直徑可為300—800_，擴(kuò)散錐5下方有多個(gè)分散風(fēng)孔4，分散風(fēng)孔徑可為5 —10_。
[0041]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種懸浮熔煉爐噴嘴，其特征在于，從內(nèi)至外依次包括套裝的中央氧氣管、預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管和下料溜管；所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管的長(zhǎng)度為所述中央氧氣管長(zhǎng)度的1/3-1/2，所述下料溜管的長(zhǎng)度為所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管長(zhǎng)度的1.1-1.6倍； 所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管下端內(nèi)側(cè)設(shè)置預(yù)混風(fēng)旋流裝置，所述預(yù)混風(fēng)旋流裝置包括若干與預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管內(nèi)壁連接的第一導(dǎo)流葉片，所述第一導(dǎo)流葉片與所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管內(nèi)壁切線的夾角為 120。-160。。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸浮熔煉爐噴嘴，其特征在于，從所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管頂端向下俯視，所述第一導(dǎo)流葉片的傾斜方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸浮熔煉爐噴嘴，其特征在于，從所述預(yù)混風(fēng)圓環(huán)管側(cè)面看，所述第一導(dǎo)流葉片與水平面的夾角為30° -70°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸浮熔煉爐噴嘴，其特征在于，所述下料溜管的外側(cè)套裝有二次風(fēng)通道，所述二次風(fēng)通道內(nèi)壁上設(shè)置二次風(fēng)調(diào)速器，所述二次風(fēng)調(diào)速器包括若干連接片，所述連接片與所述二次風(fēng)通道內(nèi)壁為半活動(dòng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的一種懸浮熔煉爐噴嘴，其特征在于，所述下料溜管的底部與倒置的擴(kuò)散錐連接，所述擴(kuò)散錐的開口套裝在中央氧氣管外周。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種懸浮熔煉爐噴嘴，其特征在于，所述擴(kuò)散錐的錐角為30-60。。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種懸浮熔煉爐噴嘴，其特征在于，所述擴(kuò)散錐的底部?jī)?nèi)壁上設(shè)置若干分散風(fēng)孔，所述分散風(fēng)孔的直徑為5-10mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸浮熔煉爐噴嘴，其特征在于，所述中央氧氣管的下端內(nèi)側(cè)設(shè)置中央氧旋流裝置，所述中央氧旋流裝置包括若干與中央氧氣管內(nèi)壁連接的第二導(dǎo)流葉片，所述第二導(dǎo)流葉片與所述中央氧氣管內(nèi)壁切線的夾角為120° -160°。
【文檔編號(hào)】F27B15/08GK104251622SQ201310268986
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】周俊, 陳卓, 周孑民, 殷術(shù)貴 申請(qǐng)人:中南大學(xué)