一種懸浮熔煉爐噴嘴的制作方法
【專利摘要】本實用新型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、預混風圓環(huán)管和下料溜管；預混風圓環(huán)管的長度為中央氧氣管長度的1/3-1/2，下料溜管的長度為預混風圓環(huán)管長度的1.1-1.6倍；預混風圓環(huán)管下端內(nèi)側(cè)設置預混風旋流裝置，預混風旋流裝置包括若干與預混風圓環(huán)管內(nèi)壁連接的第一導流葉片，第一導流葉片與預混風圓環(huán)管內(nèi)壁切線的夾角為120°-160°。本實用新型裝置采用風料夾層的布局方式，具有調(diào)控性好、氣粒兩相混合均勻的有益效果；分別從預混風圓環(huán)管和下料溜管噴出的旋轉(zhuǎn)氣流和精礦顆粒實現(xiàn)入爐前的預混，進入反應爐的氣粒兩相混合物體系均勻，提高精礦顆粒的著火位置、加快熔煉反應進行，提高熔煉效率。
【專利說明】一種懸浮熔煉爐噴嘴
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及冶金工業(yè)設備領域，特別地，涉及一種懸浮熔煉爐噴嘴。
【背景技術】
[0002]懸浮熔煉主要是充分利用細磨物料的巨大活性表面，使干燥的固體物料顆粒在反應爐內(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，放出大量熱量，實現(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，其典型代表如銅、鎳金屬的閃速熔煉過程以及基夫賽特煉鉛過程。
[0003]冶金噴嘴是懸浮熔煉工藝的核心設備，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160— 200t/h。當入爐精礦量達到200t/h以上時，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。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型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問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型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、預混風圓環(huán)管和下料溜管；所述預混風圓環(huán)管的長度為所述中央氧氣管長度的1/3-1/2，所述下料溜管的長度為所述預混風圓環(huán)管長度的1.1-1.6倍；
[0006]所述預混風圓環(huán)管下端內(nèi)側(cè)設置預混風旋流裝置，所述預混風旋流裝置包括若干與預混風圓環(huán)管內(nèi)壁連接的第一導流葉片，所述第一導流葉片與所述預混風圓環(huán)管內(nèi)壁切線的夾角為120° -160°。
[0007]優(yōu)選的，從所述預混風圓環(huán)管頂端向下俯視，所述第一導流葉片的傾斜方向為逆時針方向。
[0008]優(yōu)選的，從所述預混風圓環(huán)管側(cè)面看，所述第一導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)套裝有二次風通道，所述二次風通道內(nèi)壁上設置二次風調(diào)速器，所述二次風調(diào)速器包括若干連接片，所述連接片與所述二次風通道內(nèi)壁為半活動連接。
[0010]優(yōu)選的，所述下料溜管的底部與倒置的擴散錐連接，所述擴散錐的開口套裝在中央氧氣管外周。
[0011]優(yōu)選的，所述擴散錐的錐角為30-60°。
[0012]優(yōu)選的，所述擴散錐的底部內(nèi)壁上設置若干分散風孔，所述分散風孔的直徑為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)壁連接的第二導流葉片，所述第二導流葉片與所述中央氧氣管內(nèi)壁切線的夾角為120° -160°。
[0014]本實用新型裝置采用風料夾層的布局方式，具有調(diào)控性好、氣粒兩相混合均勻的有益效果:
[0015]A、在預混風圓環(huán)管和下料溜管下端設置預混區(qū)，使得分別從預混風圓環(huán)管和下料溜管噴出的旋轉(zhuǎn)氣流和精礦顆粒實現(xiàn)入爐前的預混，讓進入反應爐的氣粒兩相混合物體系均勻，提高精礦顆粒的著火位置、加快熔煉反應的進行，提高熔煉效率；
[0016]B、預混風圓環(huán)管下端內(nèi)側(cè)設置預混風旋流裝置，導流葉片為傾斜狀，使通過葉片間隙噴出的氣流有旋轉(zhuǎn)特點，加大與固體顆粒的混合速度與力度；
[0017]C、擴散錐下方側(cè)壁上分布了多個分散風孔,從分散孔噴出的分散風對物料起分散作用；
[0018]D、二次風通道內(nèi)的二次風調(diào)速器由多個連接片組成，通過調(diào)節(jié)連接片間重疊部分的大小，即可改變二次風入爐時的外徑，從而改變二次風入爐的橫截面積，調(diào)節(jié)二次風速度大小。
[0019]通過數(shù)值仿真模擬，在本實用新型高性能預混型精礦噴嘴結(jié)構下，精礦顆粒著火明顯得到提前，著火感應區(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，本實用新型預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)點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1是本實用新型優(yōu)選實施例的噴嘴結(jié)構示意圖；
[0023]圖2是本實用新型優(yōu)選實施例的預混風旋流裝置俯視圖；
[0024]圖3是本實用新型優(yōu)選實施例的預混風旋流裝置側(cè)視圖；
[0025]圖4是本實用新型優(yōu)選實施例的中央氧旋流裝置俯視圖；
[0026]圖5是本實用新型優(yōu)選實施例的二次風調(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、分散風孔，5、擴散錐，6、預混區(qū)，7、二次風調(diào)速器，8、預混風旋流器，9、下料溜管，10、第一導流葉片，11、預混風圓環(huán)管，12、第二導流葉片，13、二次風通道。
【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以根據(jù)權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。[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天然氣的中央天然氣管1、中央氧氣管3、預混風圓環(huán)管11和下料溜管9 ;所述預混風圓環(huán)管11的長度為所述中央氧氣管3長度的1/3-1/2，所述下料溜管9的長度為所述預混風圓環(huán)管11長度的1.1-1.6倍；如此，可在下料溜管9和預混風圓環(huán)管11的下端形成預混區(qū)6，使得旋轉(zhuǎn)氣流和精礦顆粒在入爐前混合均勻。
[0030]所述預混風圓環(huán)管11下端內(nèi)側(cè)設置預混風旋流裝置8，所述預混風旋流裝置8包括若干與預混風圓環(huán)管11內(nèi)壁連接的第一導流葉片10，所述第一導流葉片10與所述預混風圓環(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，從所述預混風圓環(huán)管11頂端向下俯視，所述第一導流葉片10的傾斜方向為逆時針方向，利于精礦顆粒旋轉(zhuǎn)混合。
[0032]參見圖3，從所述預混風圓環(huán)管11側(cè)面看，所述第一導流葉片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)壁連接的第二導流葉片12，所述第二導流葉片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與預混風旋流裝置8的結(jié)構相似，由于中央氧氣管的直徑小，第二導流葉片12數(shù)量較于預混風旋流裝置第一導流葉片10要少。
[0034]參見圖5，所述下料溜管9的外側(cè)套裝有二次風調(diào)速器7，所述二次風調(diào)速器7位于二次風通道13的內(nèi)壁，二次風調(diào)速器7包括若干連接片，所述連接片與所述二次風通道13內(nèi)壁為半活動連接，可調(diào)節(jié)連接片間重疊部分的大小，改變二次風入爐時的外徑RO的大小，從而改變二次風速度大小。
[0035]所述下料溜管9的底部與倒置的擴散錐5連接，所述擴散錐5的開口套裝在中央氧氣管3外周。擴散錐5引導精礦物料向外擴散，利于物料分散。
[0036]所述擴散錐5的錐角Y為30-60°，限制物料擴散的角度和大小。
[0037]所述擴散錐5的底部內(nèi)壁上設置若干分散風孔4，所述分散風孔4的直徑為5-10mm,從分散風孔噴出的分散風，對物料進行第二次分散，保證混合效果。
[0038]從圖1的整體結(jié)構來看，中央天然氣管I位于整個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、預混風圓環(huán)管11、下料溜管9和最外層的二次風通道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。預混風圓環(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，二次風通道13的直徑可為800— 1200mm。
[0039]中央氧氣管3、預混風圓環(huán)管11的下部分別裝有中央氧旋流裝置2和預混風旋流裝置8，中央氧旋流裝置2、預混風旋流裝置8的高度范圍分別可為50—200mm，100—500mm。
[0040]在預混風旋流裝置8的出口外，下料溜管9的下部是精礦粉末與預混風的預混區(qū)6，預混區(qū)6的大小可以通過改變下料溜管9、預混風圓環(huán)管11的相對位置進行調(diào)節(jié)；預混區(qū)6的下方，中央氧氣管3外是圓錐形的鈍體擴散錐5，擴散錐5的下截面直徑可為300—800_，擴散錐5下方有多個分散風孔4，分散風孔徑可為5 —10_。
[0041]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
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、預混風圓環(huán)管和下料溜管；所述預混風圓環(huán)管的長度為所述中央氧氣管長度的1/3-1/2，所述下料溜管的長度為所述預混風圓環(huán)管長度的1.1-1.6倍； 所述預混風圓環(huán)管下端內(nèi)側(cè)設置預混風旋流裝置，所述預混風旋流裝置包括若干與預混風圓環(huán)管內(nèi)壁連接的第一導流葉片，所述第一導流葉片與所述預混風圓環(huán)管內(nèi)壁切線的夾角為 120。-160。。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種懸浮熔煉爐噴嘴，其特征在于，從所述預混風圓環(huán)管頂端向下俯視，所述第一導流葉片的傾斜方向為逆時針方向。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種懸浮熔煉爐噴嘴，其特征在于，從所述預混風圓環(huán)管側(cè)面看，所述第一導流葉片與水平面的夾角為30° -70°。
4.根據(jù)權利要求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)套裝有二次風通道，所述二次風通道內(nèi)壁上設置二次風調(diào)速器，所述二次風調(diào)速器包括若干連接片，所述連接片與所述二次風通道內(nèi)壁為半活動連接。
5.根據(jù)權利要求1至4任一項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散錐連接，所述擴散錐的開口套裝在中央氧氣管外周。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種懸浮熔煉爐噴嘴，其特征在于，所述擴散錐的錐角為30-60。。
7.根據(jù)權利要求5所述的一種懸浮熔煉爐噴嘴，其特征在于，所述擴散錐的底部內(nèi)壁上設置若干分散風孔，所述分散風孔的直徑為5-10mm。
8.根據(jù)權利要求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)壁連接的第二導流葉片，所述第二導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】F27D3/18GK203421974SQ201320383289
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權日:2013年6月28日
【發(fā)明者】周俊, 陳卓, 周孑民, 殷術貴 申請人:中南大學