旋風(fēng)式精礦噴嘴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種精礦噴嘴，尤其是一種適用于銅、鉛、鋒、鑲等重有色金屬采用粉 狀精礦進(jìn)行空間烙煉反應(yīng)的旋風(fēng)式精礦噴嘴。
【背景技術(shù)】
[0002] 精礦噴嘴主要用于金屬銅(鑲）的閃速烙煉工藝，其設(shè)置在反應(yīng)塔頂部，干燥的精 礦銅、溶劑和工藝風(fēng)通過精礦噴嘴噴入反應(yīng)塔內(nèi)，精礦與反應(yīng)氣體充分混合，迅速燃燒，氧 化形成爐渣和冰銅。故精礦與反應(yīng)氣體混合的均勻程度對(duì)精礦氧化反應(yīng)起著決定作用，若 混合不好，就會(huì)有局部未反應(yīng)的物料落入沉淀池，形成"下生料"現(xiàn)象，造成反應(yīng)塔爐況變 差，銅渣分離不清，排銅排渣困難，同時(shí)煙塵發(fā)生率大。目前，閃速烙煉所采用的精礦噴嘴為 中央噴射擴(kuò)散型精礦噴嘴，該噴嘴帶有調(diào)風(fēng)錐、分料錐及分散風(fēng)和中央油槍，通過移動(dòng)調(diào)風(fēng) 錐的上下位置，平穩(wěn)無級(jí)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)風(fēng)出風(fēng)速度，將反應(yīng)塔內(nèi)精礦與富氧空氣混合均勻，是目 前我國(guó)冶煉廠使用最多的。但隨著反應(yīng)塔生產(chǎn)能力的不斷增加和烙煉強(qiáng)度的不斷增大，生 產(chǎn)中下生料、爐體過熱及煙塵率上升等非正常狀況發(fā)生率明顯增加，現(xiàn)有精礦噴嘴結(jié)構(gòu)已 不能很好地滿足高投料量條件下爐內(nèi)氣料充分混合、迅速反應(yīng)的需要。另外據(jù)檢索發(fā)現(xiàn)，專 利號(hào)為200880105946. 7的中國(guó)專利公開了一種精礦噴嘴，在現(xiàn)有精礦噴嘴基礎(chǔ)上，其在空 氣室內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流葉片，用來提供相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)風(fēng)流場(chǎng)，該樣設(shè)置的精礦噴嘴制造工藝復(fù)雜， 且設(shè)置后反應(yīng)氣體在經(jīng)過鳥巢水套到達(dá)閃速爐頂時(shí)其旋轉(zhuǎn)風(fēng)流場(chǎng)強(qiáng)度已經(jīng)降低削弱，達(dá)不 到預(yù)期的要求，精礦噴嘴仍然存在物料混合不均、氣流向上返流、精礦下料不暢的現(xiàn)象，效 果不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)、控制簡(jiǎn)單、生 產(chǎn)效率高的旋風(fēng)式精礦噴嘴。
[0004] 本發(fā)明的目的將通過W下技術(shù)方案得W實(shí)現(xiàn)： 一種旋風(fēng)式精礦噴嘴，設(shè)置于反應(yīng)塔的上方，其包括向所述反應(yīng)塔提供精礦的進(jìn)料出 料機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)料出料機(jī)構(gòu)包括上下同軸固定連接的進(jìn)料殼體和輸料管，所述進(jìn)料殼體上 設(shè)有進(jìn)料口，所述輸料管下端設(shè)有出料口；所述輸料管內(nèi)同軸裝配有將精礦均勻分散分布 的分配器；所述分配器內(nèi)部同軸連接有向所述反應(yīng)塔提供重油和氧氣的中央油槍，所述中 央油槍的部分伸出于所述進(jìn)料殼體的上方；所述輸料管的外側(cè)固設(shè)有用于提供反應(yīng)氣體 的進(jìn)出風(fēng)機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)出風(fēng)機(jī)構(gòu)包括進(jìn)風(fēng)口、氣室和出風(fēng)口，所述氣室為倒圓臺(tái)形，所述氣 室的下端上固定有一能夠形成旋轉(zhuǎn)風(fēng)的旋風(fēng)鳥巢水套，所述輸料管的外側(cè)設(shè)有用于提供冷 卻用氣體的輸料管外層，所述輸料管和輸料管外層的下端固設(shè)有一能夠形成旋轉(zhuǎn)風(fēng)的旋風(fēng) 管，所述旋風(fēng)鳥巢水套設(shè)置在所述輸料管外層的外側(cè)，兩者之間的間隙形成所述出風(fēng)口；所 述旋風(fēng)鳥巢水套和旋風(fēng)管產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)風(fēng)風(fēng)向相同，且在所述出料口處結(jié)合形成高速旋轉(zhuǎn)流 場(chǎng)。
[0005] 優(yōu)選的，所述旋風(fēng)式精礦噴嘴，其中：所述輸料管和輸料管外層伸出于所述旋風(fēng)鳥 巢水套，軸向方向上所述旋風(fēng)管低于所述旋風(fēng)鳥巢水套。
[0006] 優(yōu)選的，所述旋風(fēng)式精礦噴嘴，其中：所述輸料管外層為與所述輸料管同軸的空屯、 管，所述輸料管和輸料管外層之間的夾層為冷卻用氣體的通道，所述旋風(fēng)管的內(nèi)、外徑分別 與所述輸料管、輸料管外層的外徑相等。
[0007] 優(yōu)選的，所述旋風(fēng)式精礦噴嘴，其中：所述進(jìn)風(fēng)口包括至少一對(duì)設(shè)置于所述氣室上 表面且對(duì)稱分布于所述輸料管兩側(cè)的軸向通孔，進(jìn)行軸向進(jìn)風(fēng)；所述氣室與旋風(fēng)鳥巢水套 之間設(shè)有軸向旋風(fēng)進(jìn)風(fēng)口。
[000引優(yōu)選的，所述旋風(fēng)式精礦噴嘴，其中；所述進(jìn)出風(fēng)機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有調(diào)風(fēng)機(jī)構(gòu)，所述調(diào) 風(fēng)機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)桿及由其驅(qū)動(dòng)的可軸向移動(dòng)地套接于所述輸料管外層外壁上的梯形調(diào)風(fēng) 錐，所述梯形調(diào)風(fēng)錐與所述旋風(fēng)鳥巢水套之間構(gòu)成一條風(fēng)道，該風(fēng)道的下端為出風(fēng)口；所述 調(diào)節(jié)桿能夠帶動(dòng)所述梯形調(diào)風(fēng)錐沿所述輸料管外層的外壁軸向移動(dòng)，改變所述旋風(fēng)鳥巢水 套與梯形調(diào)風(fēng)錐之間的出風(fēng)口的橫截面積。
[0009] 優(yōu)選的，所述旋風(fēng)式精礦噴嘴，其中；所述旋風(fēng)鳥巢水套與所述氣室同屯、連接，且 卡設(shè)于所述反應(yīng)塔頂壁，所述旋風(fēng)鳥巢水套內(nèi)側(cè)圓周上等距焊接有能夠?qū)⒎磻?yīng)氣體轉(zhuǎn)變成 旋轉(zhuǎn)風(fēng)的導(dǎo)流葉片。
[0010] 優(yōu)選的，所述旋風(fēng)式精礦噴嘴，其中：所述導(dǎo)流葉片為母線沿著所述圓柱面上的內(nèi) 準(zhǔn)線連續(xù)運(yùn)動(dòng)所形成的曲面，所述母線是一條與一半徑為的圓柱面相交并且與所述圓柱面 在交點(diǎn)處的法線保持固定交角的直線，所述內(nèi)準(zhǔn)線符合方程：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種旋風(fēng)式精礦噴嘴，設(shè)置于反應(yīng)塔（12)的上方，其包括向所述反應(yīng)塔（12)提供 精礦的進(jìn)料出料機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)料出料機(jī)構(gòu)包括上下同軸固定連接的進(jìn)料殼體（3)和輸料管 (5 )，所述進(jìn)料殼體（3 )上設(shè)有進(jìn)料口（ 2 )，所述輸料管（5 )下端設(shè)有出料口（ 10 );所述輸料 管（5)內(nèi)同軸裝配有將精礦均勻分散分布的分配器（6);所述分配器（6)內(nèi)部同軸連接有 向所述反應(yīng)塔（12)提供重油和氧氣的中央油槍（1)，所述中央油槍（1)的部分伸出于所述 進(jìn)料殼體（3)的上方；所述輸料管（5)的外側(cè)固設(shè)有用于提供反應(yīng)氣體的進(jìn)出風(fēng)機(jī)構(gòu)，所述 進(jìn)出風(fēng)機(jī)構(gòu)包括進(jìn)風(fēng)口（4)、氣室（14)和出風(fēng)口（19)，其特征在于：所述氣室（14)為倒圓 臺(tái)形，所述氣室（14)的下端上固定有一能夠形成旋轉(zhuǎn)風(fēng)的旋風(fēng)鳥巢水套（13)，所述輸料管 (5)的外側(cè)設(shè)有用于提供冷卻用氣體的輸料管外層（8)，所述輸料管（5)和輸料管外層（8) 的下端固設(shè)有一能夠形成旋轉(zhuǎn)風(fēng)的旋風(fēng)管（9)，所述旋風(fēng)鳥巢水套（13)設(shè)置在所述輸料管 外層（8)的外側(cè)，兩者之間的間隙形成所述出風(fēng)口（19);所述旋風(fēng)鳥巢水套（13)和旋風(fēng)管 (9)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)風(fēng)風(fēng)向相同，且在所述出料口（10)處結(jié)合形成高速旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋風(fēng)式精礦噴嘴，其特征在于：所述輸料管（5)和輸料管外 層（8)伸出于所述旋風(fēng)鳥巢水套（13)，軸向方向上所述旋風(fēng)管（9)低于所述旋風(fēng)鳥巢水套 (13)〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋風(fēng)式精礦噴嘴，其特征在于：所述輸料管外層（8)為與所述 輸料管（5)同軸的空心管，所述輸料管（5)和輸料管外層（8)之間的夾層為冷卻用氣體的通 道，所述旋風(fēng)管（9)的內(nèi)、外徑分別與所述輸料管（5)、輸料管外層（8)的外徑相等。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋風(fēng)式精礦噴嘴，其特征在于：所述進(jìn)風(fēng)口（4)包括至少一 對(duì)設(shè)置于所述氣室（14)上表面且對(duì)稱分布于所述輸料管（5)兩側(cè)的軸向通孔，進(jìn)行軸向進(jìn) 風(fēng)；所述氣室（14)與旋風(fēng)鳥巢水套（13)之間設(shè)有軸向旋風(fēng)進(jìn)風(fēng)口（ 16)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋風(fēng)式精礦噴嘴，其特征在于：所述進(jìn)出風(fēng)機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有調(diào) 風(fēng)機(jī)構(gòu)，所述調(diào)風(fēng)機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)桿（15 )及由其驅(qū)動(dòng)的可軸向移動(dòng)地套接于所述輸料管外層 (8)外壁上的梯形調(diào)風(fēng)錐（7)，所述梯形調(diào)風(fēng)錐（7)與所述旋風(fēng)鳥巢水套（13)之間構(gòu)成一條 風(fēng)道，該風(fēng)道的下端為出風(fēng)口（19);所述調(diào)節(jié)桿（15)能夠帶動(dòng)所述梯形調(diào)風(fēng)錐（7)沿所述 輸料管外層（8)的外壁軸向移動(dòng)，改變所述旋風(fēng)鳥巢水套（13)與梯形調(diào)風(fēng)錐（71)之間的出 風(fēng)口（19)的橫截面積。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋風(fēng)式精礦噴嘴，其特征在于：所述旋風(fēng)鳥巢水套（13)與所 述氣室（14)同心連接，且卡設(shè)于所述反應(yīng)塔（12)頂壁，所述旋風(fēng)鳥巢水套（16)內(nèi)側(cè)圓周上 等距焊接有能夠?qū)⒎磻?yīng)氣體轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)風(fēng)的導(dǎo)流葉片（18)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋風(fēng)式精礦噴嘴，其特征在于：所述導(dǎo)流葉片（18)為母線沿 著所述圓柱面上的內(nèi)準(zhǔn)線連續(xù)運(yùn)動(dòng)所形成的曲面，所述母線是一條與一半徑為的圓柱面相 交并且與所述圓柱面在交點(diǎn)處的法線保持固定交角的直線，所述內(nèi)準(zhǔn)線符合方程：
其中：以半徑為r的圓周長(zhǎng)方向n為橫坐標(biāo)，z軸為縱坐標(biāo)，沿著圓柱母線將圓柱面展 開為平面直角坐標(biāo)系n〇z，葉片的內(nèi)準(zhǔn)線是一段與z軸切于原點(diǎn)〇的半徑為p的圓弧，e為葉片出口角，h為葉片高度，1為葉片包弧長(zhǎng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的旋風(fēng)式精礦噴嘴，其特征在于：所述旋風(fēng)管（9)內(nèi)焊接有導(dǎo)流 葉片（17)，所述導(dǎo)流葉片（17)與所述旋風(fēng)鳥巢水套（13)內(nèi)固設(shè)的導(dǎo)流葉片（18)的形狀、旋 向一致。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋風(fēng)式精礦噴嘴，其特征在于：所述旋風(fēng)管（9)的導(dǎo)流葉片 (17)的母線長(zhǎng)度為所述旋風(fēng)管（9)內(nèi)外徑的差值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋風(fēng)式精礦噴嘴，其特征在于：所述分配器（6)的末端還固 設(shè)有能夠?qū)⒕V在所述出料口（ 10)處擴(kuò)散進(jìn)入所述反應(yīng)塔（12)內(nèi)的分料錐（11)。
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種旋風(fēng)式精礦噴嘴，包括輸料管，所述輸料管內(nèi)同軸設(shè)置有中央油槍，所述輸料管的外側(cè)固設(shè)有氣室，所述氣室為倒圓臺(tái)形，所述氣室的下端上固定有一能夠形成旋轉(zhuǎn)風(fēng)的旋風(fēng)鳥巢水套，所述輸料管的外側(cè)設(shè)有用于提供冷卻用氣體的輸料管外層，所述輸料管和輸料管外層的下端固設(shè)有一能夠形成旋轉(zhuǎn)風(fēng)的旋風(fēng)管，所述旋風(fēng)鳥巢水套設(shè)置在所述輸料管外層的外側(cè)，兩者之間的間隙形成出風(fēng)口；所述旋風(fēng)鳥巢水套和旋風(fēng)管產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)風(fēng)風(fēng)向相同，且在所述出料口處結(jié)合形成高速旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)。通過設(shè)置兩種旋風(fēng)機(jī)構(gòu)，將兩種旋轉(zhuǎn)風(fēng)結(jié)合，使精礦與反應(yīng)氣體充分混合，降低煙灰率；同時(shí)增加出料口處負(fù)壓值，有效減少返風(fēng)返料的問題，提高精礦投料生產(chǎn)能力。
【IPC分類】F27D3-18
【公開號(hào)】CN104567431
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410725685
【發(fā)明人】李光, 耿興平, 楊貴嚴(yán), 張繪, 岳占斌, 陳雪琴
【申請(qǐng)人】金川集團(tuán)股份有限公司, 航天晨光股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月4日