一種旋浮冶煉噴嘴的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及有色金屬冶煉技術領域，尤其是涉及一種旋浮冶煉噴嘴。
【背景技術】
[0002]在有色金屬冶煉行業(yè)內，尤其是銅冶煉行業(yè)，懸浮閃速冶煉技術是最主要的冶煉技術之一，其工藝原理是:首先將冶金反應所需的氣體，通常是富氧空氣，由冶煉噴嘴噴入閃速爐的反應塔內；然后將干燥后的冶金反應所需的固態(tài)粉狀物料，通常包括精礦、熔劑以及返料，由冶煉噴嘴噴入閃速爐的反應塔內；固態(tài)粉狀物料與富氧空氣從噴嘴噴出后，相互混合形成氣料混合流體，固態(tài)粉狀物料懸浮在充滿富氧空氣且具有較高氧勢的反應塔內的空間內，使物料粒子與富氧空氣中的氧氣充分混勻接觸，由于固態(tài)粉狀物料的粒徑很小，具有巨大的表面積，使得固態(tài)粉狀物料與氧氣在瞬間(2?3秒)內完成冶金反應，產(chǎn)出相應的冶金產(chǎn)物，達到脫硫脫鐵的冶煉目的。由于冶金反應在很短的時間內完成，反應速度很快，故名懸浮閃速冶煉，實現(xiàn)上述懸浮閃速冶煉工藝的冶金爐稱作閃速爐。
[0003]近年來由于銅冶煉能力劇烈擴張，優(yōu)質銅精礦的供給變得越來越緊張，銅精礦逐漸變得“低品位”和/或“高雜質”。低品位，指銅精礦中的目標金屬銅元素的含量較低；高雜質，主要是指銅精礦中的鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫等雜質元素的含量較高。
[0004]而眾所周知，懸浮閃速冶煉中的閃速爐結構、噴嘴結構以及冶煉方法等等均是為處理優(yōu)質精礦而設計的，其并不適合處理低品位和/或高雜質的精礦:當懸浮閃速冶煉低品位的銅精礦時，銅精礦中的目標金屬銅元素的含量較低，意味著銅精礦中的低價態(tài)硫元素含量更高，低價態(tài)硫元素相當于冶金反應中的燃料，相同銅精礦投料量下會產(chǎn)生更多的熱量，造成爐溫過高，爐體承受更高的熱負荷，降低了爐體的使用壽命，從而限制了懸浮閃速冶煉處理低品位銅精礦的能力；當懸浮閃速冶煉高雜質的銅精礦時，銅精礦中的鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫等雜質元素的含量較高，這些雜質會降低銅精礦的升溫速度，升高銅精礦的反應溫度，降低銅精礦的反應速度，容易造成冶金反應不完全，降低了閃速爐的生產(chǎn)能力，從而限制了懸浮閃速冶煉處理高雜質銅精礦的能力。實際生產(chǎn)中，目前的懸浮閃速冶煉方法及懸浮閃速冶煉噴嘴還不能較好地實現(xiàn)對低品位和/或高雜質精礦的冶煉。
[0005]因此，如何利用現(xiàn)有的閃速爐，較好地實現(xiàn)對高雜質精礦的冶煉是本領域技術人員亟需解決的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0006]基于上述說明，本發(fā)明的目的在于提供一種旋浮冶煉噴嘴，該旋浮冶煉噴嘴配合現(xiàn)有的閃速爐，能夠較好地實現(xiàn)對高雜質精礦的冶煉。
[0007]為解決上述的技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0008]—種旋浮冶煉噴嘴，包括用于向反應塔供給冶金反應所需固態(tài)粉狀物料的供料裝置、用于向所述反應塔供給旋轉式第一富氧空氣的第一供氣裝置以及用于向所述反應塔供給第二富氧空氣的第二供氣裝置；
[0009]所述供料裝置包括供料管，所述第一供氣裝置包括第一供氣管以及用于產(chǎn)生所述旋轉式第一富氧空氣的第一旋流器，所述第二供氣裝置包括第二供氣管以及用于產(chǎn)生旋轉式第二富氧空氣的第二旋流器；
[0010]所述第一供氣管套裝于所述供料管的外部，所述第二供氣管套裝于所述第一供氣管的外部，所述供料管內的空腔形成物料通道，所述第一供氣管與所述供料管之間的空腔形成第一富氧空氣通道，所述第二供氣管與所述第一供氣管之間的空腔形成第二富氧空氣通道；
[0011 ] 所述第一旋流器設置于所述第一富氧空氣通道內，所述第二旋流器設置于所述第二富氧空氣通道內且可沿所述第一供氣管的外壁上下滑動；
[0012]所述第一旋流器為用于產(chǎn)生中心回流區(qū)和/或外回流區(qū)的蝸殼式旋流器、切向葉片式旋流器或軸向葉片式旋流器，所述第二旋流器為用于產(chǎn)生中心回流區(qū)和/或外回流區(qū)的軸向葉片式旋流器；
[0013]所述第二供氣裝置還包括設置于所述第二富氧空氣通道內，用于包裹所述第二旋流器防止第二富氧空氣從其中經(jīng)過的擋氣管，所述擋氣管的上端與所述第一供氣管的外壁密封連接，所述擋氣管的內徑大于所述第二旋流器的最大外徑，所述擋氣管的上下方向上的高度大于所述第二旋流器上下方向上的高度。
[0014]優(yōu)選的，所述第二供氣裝置還包括用于拉動所述第二旋流器上下滑動的拉桿，所述拉桿的一端與所述第二旋流器連接，所述拉桿的另一端通過螺母與所述第一供氣管的頂端的外壁面連接。
[0015]優(yōu)選的，所述第二供氣管包括第二供氣管主體以及位于所述第二供氣管底端的出氣口部，所述出氣口部包括若干塊伸縮板和同等數(shù)量的用于當若干塊所述伸縮板張開后，密封相鄰兩塊所述伸縮板之間空隙的密封板，若干塊所述伸縮板與所述密封板沿所述第二供氣管主體的周向管壁均勻布置且任一所述密封板位于相鄰的兩塊所述伸縮板之間，若干塊所述伸縮板的頂端與所述第二供氣管主體鉸接連接；
[0016]所述第二供氣裝置還包括若干個用于拉動所述伸縮板沿其鉸接點在豎直面內作轉動運動的液壓缸或氣壓缸，若干個所述液壓缸或氣壓缸與用于控制全部所述液壓缸或氣壓缸同時且同步動作的控制系統(tǒng)連接，若干個所述液壓缸或氣壓缸的遠離活塞桿的一端與所述第二供氣管主體的外壁面鉸接連接，若干個所述液壓缸或氣壓缸沿所述第二供氣管主體的周向壁面均勻布置，所述液壓缸或氣壓缸的數(shù)量與所述伸縮板的數(shù)量相同且若干個所述液壓缸或氣壓缸的活塞桿的自由端一一對應地與若干塊所述伸縮板的外壁面鉸接連接。
[0017]優(yōu)選的，所述伸縮板的左右兩個側面上設置有弧形截面的空心槽，所述密封板的左端插入在位于其左側的所述伸縮板的空心槽內且可沿所述空心槽的內表面滑動，所述密封板的右端插入在位于其右側的所述伸縮板的空心槽內且可沿所述空心槽的內表面滑動。
[0018]優(yōu)選的，所述密封板為可以伸展與收縮的波形板，所述波形板的左右兩端分別與左右兩側相應的所述伸縮板固定連接。
[0019]優(yōu)選的，所述第二供氣裝置還包括套設在所述第二供氣管主體外部的環(huán)形連接圈以及若干個連桿，若干個所述液壓缸或氣壓缸的活塞桿的自由端與所述環(huán)形連接圈的一端鉸接，所述環(huán)形連接圈的另一端與若干個所述連桿的一端鉸接，所述連桿的數(shù)量與所述伸縮板的數(shù)量相同，若干個所述連桿的另一端一一對應地與若干塊所述伸縮板的外壁面鉸接連接，若干個所述液壓缸或氣壓缸的缸體外壁與所述第二供氣管主體的外壁面固定連接。
[0020]優(yōu)選的，所述第二供氣管主體的外壁面上設置有第一耐火材料澆筑層，所述第一耐火材料澆筑層的內表面與所述第二供氣管主體的外壁面之間設置有允許所述液壓缸或氣壓缸及其活塞桿或所述環(huán)形連接圈活動的空間；所述出氣口部的外壁面上設置有第二耐火材料澆筑層，所述第二耐火材料澆筑層的內表面與所述出氣口部的外壁面之間設置有允許所述活塞桿或所述連桿活動的空間。
[0021]優(yōu)選的，還包括用于向所述反應塔供給第三富氧空氣的第三供氣裝置，所述第三供氣裝置包括第三供氣管，所述第三供氣管套裝于所述供料管的內部；所述供料管與所述第三供氣管之間的環(huán)形通道為物料通道，所述第三供氣管內的空腔形成第三富氧空氣通道。
[0022]優(yōu)選的，所述供料管的底部出口為直管式出口，所述第一供氣管的底部出口為從上到下逐漸向外擴張的漸擴口，所述第一供氣管的底部出口位于所述供料管底部出口的下方，所述第二供氣管的底部出口位于所述第一供氣管底部出口的下方。
[0023]優(yōu)選的，所述第三供氣管的底部出口為直管式出口 ；所述供料管的底部出口位于所述第三供氣管底部出口的下方。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種旋浮冶煉噴嘴，包括供料裝置、第一供氣裝置以及第二供氣裝置；所述供料裝置包括供料管，所述第一供氣裝置包括第一供氣管以及第一旋流器，所述第二供氣裝置包括第二供氣管以及第二旋流器；所述第二旋流器設置于所述第二富氧空氣通道內且可沿所述第一供氣管的外壁上下滑動，且所述第二供氣裝置還包括設置于所述第二富氧空氣通道內，用于包裹所述第二旋流器防止第二富氧空氣從其中經(jīng)過的擋氣管。本發(fā)明通過第二旋流器的上下滑動以及設置擋氣管，當將第二旋流器向上滑動、進入擋氣管與第一供氣管外壁之間的空間、完全被擋氣管包裹時，從管道輸送來的第二富氧空氣完全不經(jīng)過第二旋流器，使得從第二供氣管底端噴出的氣體為直流式第二富氧空氣；當將第二旋流器設置在擋氣管的外部且位于第二富氧空氣的流通路徑上時，從管道輸送來的第二富氧空氣完全經(jīng)過第二旋流器，使得從第二供氣管底端噴出的氣體為旋轉式第二富氧空氣。本發(fā)明通過設置第二旋流器上下滑動以及擋氣管，使得由第二供氣管輸送的第二富氧空氣既可以是旋轉式第二富氧空氣，也可以是直流式第二富氧空氣，可以根據(jù)實際生產(chǎn)要求，在旋轉式第二富氧空氣和直流式第二富氧空氣之間自由切換，從而提高了旋流冶煉噴嘴的實用性和功能多樣性，能夠適應比較復雜的原料，利于冶金反應進行和反應完全，提尚了閃速爐的生廣能力。
[0025]當從第二供氣管底端噴出的氣體為直流式第二富氧空氣時，直流式第二富氧空氣在氣料混合流體的外側以較高的風速或超音速噴入反應塔內，擴大和增強由第一旋流器產(chǎn)生的中心回流區(qū)，利于冶金反應進行和反應完全；控制整個高溫混合氣流的形狀、分布以及大小，與爐壁保持適當距離，減少高溫煙氣流對反應塔內壁的沖刷腐蝕；可以為氣料混合流體中的外圍物料提供氧化反應所需氧氣。
[0026]當從第二供氣管底端噴出的氣體為旋轉式第二富氧空氣時，該旋浮冶煉噴嘴首先選擇第一旋流器為可以產(chǎn)生中心回流區(qū)和/或外回流區(qū)的蝸殼式旋流器、切向葉片式旋流器或軸向葉片式旋流器，選擇第二旋流器為可以產(chǎn)生中心回流區(qū)和/或外回流區(qū)的軸向葉片式旋流器；然后通過第一旋流器將管道輸送來的第一富氧空氣轉化成具有軸向速度、徑向速度以及切向速度的旋轉式第一富氧空氣，通過第二旋流器將管道輸送來的第二富氧空氣轉化成具有軸向速度、徑向速度以及切向速度的旋轉式第二富氧空氣；然后將旋轉式第一富氧空氣和旋轉式第二富氧空氣分開噴入反應塔。旋轉式第一富氧空氣是由第一旋流器產(chǎn)生的強旋流