内旋流混合型冶金喷嘴.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103453774103453774B(45)授权公告日2014.12.24(21)申请号201310405535.2(22)申请日2013.09.09(73)专利权人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号中南大学(72)发明人艾元方孙彦文周睿(51)Int.Cl.F27D3/18(2006.01)审查员谢德娟权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图1页附图1页(54)发明名称内旋流混合型冶金喷嘴(57)摘要内旋流混合型冶金喷嘴，包括由外到内套装且共中心轴线的空气腔(1)、调风锥(2)、冷却水套(3)、内旋通道(4)和点火筒(5)，空气腔(1)底侧壁面(11)为倒圆锥台侧壁面，且和调风锥(2)底侧壁面(21)平行，内旋通道(4)底部周向均布旋流片(41)，旋流片(41)与半径交角15°～75°，点火筒(5)底部为钝体(51)，钝体(51)顶面和旋流片(41)底面平齐，钝体(51)底面直径比冷却水套(3)内径小10mm～15mm，钝体(51)水平中截面和冷却水套(3)底面平齐。铜铅镍锌精矿粉大投料量闪速熔炼可使用。发明气粒混合均匀，无生料堆和炉结，塔上部温度提高；投料量达到400吨／时，塔外壁温度<100℃，氧气利用率>98.5％，烟尘率<5％，渣含铜<0.5％。CN103453774BCN103457BCN103453774B权利要求书1/1页1.内旋流混合型冶金喷嘴，主要包括由外到内顺序套装且共中心轴线的空气腔(1)、调风锥(2)和冷却水套(3)，空气腔(1)底侧壁面(11)为倒置式圆锥台侧壁面，调风锥(2)底侧壁面(21)为倒置式圆锥台侧壁面，空气腔(1)底侧壁面(11)和调风锥(2)底侧壁面(21)相互平行，调风锥(2)底侧壁面(21)和空气腔(1)底侧壁面(11)之间的空间为空气通道，调风锥(2)内壁面紧贴冷却水套(3)外壁面且可以上下移动，下移到最底位置时将空气通道完全切断，冷却水套(3)底面伸入反应塔内，冷却水套(3)底面离反应塔内腔顶面距离大于调风锥(2)底侧壁面(21)高度，其主要特征在于：冷却水套(3)内腔设置由外到内顺序套装且和冷却水套(3)共中心轴线的内旋通道(4)和点火筒(5)，内旋通道(4)为由内外两个圆筒围成的圆环形通道，圆环形通道为纯氧气流通道，圆环形通道底部周向均匀设置众多的呈螺旋状的旋流片(41)，旋流片(41)与水平截面的相交线和过该相交线中点的半径交角为15°～75°，内旋通道(4)内圆筒内壁面紧贴点火筒(5)外壁面，点火筒(5)底部为呈圆锥台状的中空的钝体(51)，钝体(51)顶面和内旋通道(4)旋流片(41)底面处于同一水平面上，冷却水套(3)内壁面和内旋通道(4)外圆筒外壁面之间的空间为精矿粉通道，点火筒(5)钝体(51)底面直径比冷却水套(3)内径小10mm～15mm，钝体(51)水平中截面和冷却水套(3)底面处于同一水平面上。2CN103453774B说明书1/5页内旋流混合型冶金喷嘴[0001]技术领域发明涉及一种具有“精矿粉通道内侧纯氧旋流卷吸精矿粉混合和借助环状空气射流保护反应塔壁免遭高温粒子冲刷”等技术特征的内旋流混合型冶金喷嘴，适用于以粉料为原料进行大投料量空间熔炼反应的铜、铅、镍、锌冶炼领域使用。[0002]背景技术闪速炉冶炼铜、铅、镍、锌精矿粉，经济效益良好、节能环保效益显著。充分发挥现有闪速炉设备生产潜力，进行大投料量闪速冶炼，是闪速冶炼企业提高市场竞争力的关键。文丘里喷嘴或中央扩散式喷嘴(两者结构特征和技术特点完全不同)是闪速冶炼关键核心设备。就生产能力而言单个中央扩散式喷嘴能达到4个及以上文丘里喷嘴相同效果。工业实践表明：中央扩散式喷嘴大投料量闪速冶炼时需要解决工艺风与精矿粉掺混不均匀，局部炉温偏低、炉温分布不均匀，熔炼反应不充分，氧利用效率低，出现“生料”等问题。[0003]如附图2所示，中央扩散式喷嘴主要包括由外到内顺序套装且共中心轴线的空气腔1、调风锥2、冷却水套3和分布器6，冷却水套3底面向下延伸至反应塔内，与反应塔内腔顶面距离h大于调风锥2底侧壁面21高度，分布器6包括中央氧管61、分散风管62和分散锥63，分散锥63底侧壁面开设均匀布置的众多分散风孔631。沿冷却水套3外壁面，调风锥2可上下移动以调节工艺风速度。为了强化气粒混合效果，设置环状工艺风、中央氧和众多径向分散风。在冷却水套3作用下工艺风为平行于塔中心向下垂直环状射流。从分散风孔631沿半径方向由内向外水平高速喷出的众多小股分散风以气力输送方式将精矿粉均匀分散到工艺风中。冷却水套3延伸至反应塔内，塔内分散风孔631出口附近区域为气粒混合区。冶炼实践和实验表明：这种