一种冶炼炉及其喷嘴制造技术

本实用新型专利技术公开一种冶炼炉及其喷嘴。公开的冶炼炉的喷嘴包括外壳体和旋流发生器；所述旋流发生器包括旋流筒和回转进风通道；旋流筒的中心线与水平面垂直，且旋流筒上端封闭，内部形成反应气体通道；所述旋流筒具有若干个沿圆周切向布置的进风口，所述回转进风通道通过进风口与反应气体通道相通；所述旋流筒的外壁面与外壳体的内壁面之间形成环形的物料通道。利用该喷嘴，在旋流筒中，由于反应气体未携带物料颗粒，进而不会对旋流筒产生磨损；物料在环形的物料通道内自由下落，由于其下落速度较小，对外壳体及旋流筒的磨损也非常小，进而，该喷嘴具有较长的使用寿命。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及有色金属冶炼技术，确切地说涉及到一种冶炼铜、镍、铅、锌的冶炼技术，具体涉及一种冶炼炉的喷嘴，还涉及一种包括该喷嘴的冶炼炉。
技术介绍
在有色金属行业，常用火法冶金法进行金属冶炼；火法冶金法是使硫化物矿中的硫和铁与氧反应最终被脱除而得到有色金属的方法。随着市场竞争日益激烈，环保要求也越来越高，如何强化金属冶炼过程的环保性，同时降低生产成本成为有色金属冶炼的重要课题；同时这也促进新的冶金工艺不断涌现。虽然各种工艺遵循的化学反应机理相同，但在过程上，火法冶金法大致可以分为 熔池熔炼和空间悬浮熔炼两大类；空间悬浮熔炼应用最广泛的是发端于芬兰的奥托昆普闪速熔炼。空间悬浮熔炼的实质就是利用干燥后粉状硫化物矿的巨大表面积，使物料粒子与氧充分结合，在瞬间(2 3秒)内完成氧化反应，达到脱硫的目的。由于氧化反应过程中产生巨大的热量，产物是高温烟气和高温熔体，反应炉需要承受巨大的热负荷；目前常用的悬浮熔炼炉要承受的热负荷不低于2000MJ/m3. h，但此时，该熔炼炉的炉衬被冲刷腐蚀现象比较严重。中国专利文献CN102268558A公开一种旋流卷吸冶金技术。该专利文献公开的旋流发生器中设置有圆锥形的出口风速控制器，该出口风速控制器能够在反应气体通道中上下移动，改变出口风速控制器的上下位置可以改变旋流发生器的出口面积，进而可以控制反应气体进入炉体反应空间的速度。但在实际生产中，由于需要对出口风速控制器的位置进行连续调整，由于机械传动及控制系统本身的误差存在，进而容易导致出口风速控制器位置会产生偏差，导致进入反应空间的反应气体的旋流速度难以控制，影响反应空间反应的稳定性，进而导致金属冶炼过程不稳定。另外，圆锥形的出口风速控制器还会对反应气体产生一定的阻力，导致冶炼炉的运转成本较高。
技术实现思路
本技术的第一个目的是提供一种喷嘴，利用该喷嘴可以提高金属冶炼的稳定性。在提供上述喷嘴的基础上，本技术还提供一种包括该喷嘴的冶炼炉。本技术提供的冶炼炉的喷嘴包括外壳体和旋流发生器；所述旋流发生器包括旋流筒和回转进风通道；旋流筒的中心线与水平面垂直，且旋流筒上端封闭，内部形成反应气体通道；所述旋流筒具有若干个沿圆周切向布置的进风口，所述回转进风通道通过进风口与反应气体通道相通；所述旋流筒的外壁面与外壳体的内壁面之间形成环形的物料通道。可选的，所述旋流筒下部形成从上向下通流截面逐渐减小的旋流收缩部。可选的，与旋流收缩部相对应，所述外壳体下部形成从上向下内壁面直径逐渐减小的壳体收缩部。可选的，所述进风口均匀分布在所述旋流筒中心线的周围。可选的，各所述回转进风通道上安装有调节阀，各所述调节阀均与同一信号控制器相连。可选的，所述外壳体外侧设置有冷却水套。可选的，所述反应气体通道中设置有中心供氧通道。可选的，在所述中心供氧通道中，还设置有燃料枪。 本技术提供的冶炼炉包括炉体和喷嘴，所述喷嘴安装在炉体的顶壁上，所述喷嘴为上述任一种冶炼炉的喷嘴；所述炉体形成的反应空间的横截面大于所述外壳体下端的横截面。本技术提供的喷嘴中，旋流发生器包括旋流筒和回转进风通道，旋流筒内形成反应气体通道，回转进风通道与旋流筒内的反应气体通道相通，并能够在切向方向上向反应气体通道供入反应气体，这样就可以在反应气体通道内形成旋转气流；另外，外壳体的内壁面和旋流筒的外壁面之间形成环形的物料通道；这样，物料与反应气体在离开喷嘴之前并不混合。在旋流筒中的反应气体通道中，虽然反应气体高速旋转，由于其未携带物料颗粒，进而不会对旋流筒产生磨损；物料在环形的物料通道内自由下落，由于其下落速度较小，对外壳体及旋流筒的磨损也非常小(可以不考虑)。这样，喷嘴就能够较长时间使用，具有较长的使用寿命。在物料及反应气体到达炉体的反应空间后，粉状的物料沿反应气体的周围自由下落形成环形物料流；以旋转流体形式进入反应空间的反应气体能够在反应空间内卷吸物料和上部的高温炉气，能够形成混合旋流体；同时,在反应空间的高温炉气被卷吸时要通过环形的物料流，进而能够加热物料，使物料粒子在进入反应空间的第一时间即被高温炉气加热，进而能够加快物料的反应速度，使物料粒子从加热到化学反应能在更短的时间(I秒)内完成。更重要的是，旋流筒中形成反应气体通道，反应气体通道中不存在任何阻碍反应气体向下或在周向上旋转的出口风速控制器，进而可以使反应气体比较稳定的方式运动，进而提高向炉体供给反应气体的稳定性，为金属冶炼的稳定性提供良好前提。在进一步的技术方案中，所述旋流筒下部形成从上向下通流截面逐渐减小的旋流收缩部。这样，在反应气体从旋流筒的下端喷出后，可以具有更高的速度，进而提高旋转气流的旋转速度，提高对物料及高温炉气的卷吸力。在进一步的技术方案中，与旋流收缩部相对应，所述外壳体下部形成壳体收缩部，在从上向下的方向上，壳体收缩部的内壁面的直径逐渐减小。这样可以使物料下落形成的物料带更靠近旋流筒的中心线，提高物料在反应空间中心线位置的集中度。本技术提供冶炼炉包括上述任一种喷嘴，由于喷嘴具有上述技术效果，包括该喷嘴的冶炼炉也具有相对应的技术效果。附图说明图I是本技术实施例提供的冶炼炉的喷嘴的结构示意图，为了描述的方便，图中还示出的炉体结构。图2是图I中A向示意图。图3是本技术实施例提供的冶炼炉的喷嘴的工作原理示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术提供的技术方案进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应视为对本技术公开
技术实现思路
的限制。应当说明的是本文件中，所述“上”、“下”方位词是以喷嘴使用状态为参考确定；所述“内”、“外”是以喷嘴中轴线为参考确定，靠近中轴线的位置为内，远离中轴线的位置为外；所述横截面均为与水平面平行的截面。请参考图I和图2，图I是本技术实施例提供的冶炼炉的喷嘴的结构示意图；为了描述的方便，图中示出的炉体4结构，炉体形成的反应空间的横截面大于喷嘴外壳体的下端横截面。图2是图I中A向示意图。实施例提供的喷嘴包括外壳体I和位于外壳体I内的旋流发生器2。旋流发生器2包括旋流筒21和回转进风通道22。本例中，外壳体I和旋流筒21均为筒状结构，且二者的中心线重合；旋流筒21的中心线与水平面垂直，旋流筒21的中心线形成喷嘴的中轴线O。旋流筒21和外壳体I保持固定，外壳体I安装在炉体4的顶壁上，且外壳体外侧设置有冷却水套，以通过水冷方式对外壳体I进行冷却。旋流筒21上端封闭，下端敞开，内部形成反应气体通道23 ;反应气体通道23下端与炉体4形成的反应空间41相通。靠近上端的部分，旋流筒21具有两个沿圆周切向布置的进风口 211。回转进风通道22的延伸方向与旋流筒21的中心线保持垂直，且通过进风口 211与反应气体通道23相通；在从远离旋流筒21的中心线位置向靠近该中心线位置的方向，回转进风通道22的通流截面逐渐减小。这样，通过回转进风通道22及进风口 211进入旋流筒21内的反应气体就会在旋流筒21侧壁的导向作用下在反应气体通道23中形成旋转气流。在反应气体通道23中,旋转气流能够沿旋流筒21向下流动,使反应气体以旋流的方式进入炉体4的反应空间41中。本实施例中，旋流筒21中未设置调节进入反应空间41的反应气体速度的出口风速控制器，在旋流筒21中形成反应气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周松林，刘卫东，
申请(专利权)人：阳谷祥光铜业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：