[發明專利]用于增強浸沒式燃燒的頂部浸沒式噴射噴槍

有效

• 申請號: 201480055842.5
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN105612263B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: M·勒特爾;R·W·瑪祖塞韋奇;夏吉良;N·雅可布森
• 申請（專利權）人: 奧圖泰(芬蘭)公司
• 主分類號: C21C5/46
• 分類號: C21C5/46;F27B3/22;F27D3/16
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 林振波

一種用于火法冶金操作(10)中頂部浸沒式噴槍(TSL)噴射的噴槍(24)，其中，該噴槍(24)具有至少兩個基本上同心的管(28，30)，在最外管(28)與緊鄰管(30)之間限定出含氧氣體環形通道(42)并且在最內管(30)內部限定出另一燃料通道(46)；從噴槍(24)的可浸沒式下出口端起，最外管(28)具有長度上的下部，借此，最外管(28)延伸超出其它管(30)的出口端，以在最外管(28)的出口端與其它管(30)的出口端之間限定出與含氧氣體環形通道(42)連通的腔室(34)；并且，噴槍(24)還包括氣流更改裝置(60)，氣流更改裝置鄰近腔室(34)設置在含氧氣體環形通道(42)的下端部中，并且可用來使流入腔室(34)并且在腔室內縱向地流向噴槍(24)出口端的含氧氣體產生離開最外管(28)內表面的向內流動分量，從而增強含氧氣體與從燃料通道(46)流入腔室(34)的燃料的混合。

技術領域

本發明涉及用于熔池火法冶金操作的頂部浸沒式噴射噴槍。

背景技術

對發明背景的以下論述用來促進對本發明的理解。然而，應當知道，以下論述并不一定是承認提到的任何資料為截至本申請優先權日為止公開的、已知的或者公知常識的一部分。

需要熔池與含氧氣體源之間相互作用的熔池熔煉操作或者其它火法冶金操作采用幾種不同的供氣配置。通常，這些操作涉及直接噴入到熔融冰銅/金屬中。這可以通過如Bessemer式爐中的底吹風口或者Peirce-Smith式轉爐中的側吹風口來進行。替代地，噴氣可以借助于噴槍來提供頂吹或者浸沒式噴射。頂吹噴槍噴射的實例是KALDO煉鋼廠和BOP煉鋼廠，其中，從熔池上方吹純氧來由熔融鐵生產鋼。另一實例是三菱制銅法，其中，噴射噴槍使氣體射流(例如空氣或者富氧空氣)沖擊并且穿透熔池頂面，以分別生產冰銅和吹煉冰銅。在浸沒式噴槍噴射的情況中，噴槍下端浸沒，使得在熔池渣層內而不是從熔池渣層上方進行噴射，以提供頂部浸沒式噴槍(TSL)噴射，公知實例是應用于各類金屬加工的OutotecAusmelt TSL技術。

對于從上方噴射的兩種形式，也就是說頂吹和TSL噴射兩者，噴槍經受到極高的熔池溫度。三菱制銅法中的頂吹使用了多個較小的鋼噴槍，其具有大約50mm直徑的內管和大約100mm直徑的外管。內管大約終止于爐頂高度處，大大高于反應區。外管向下延伸到爐的氣體空間中，以將其下端定位在熔池上表面上方大約500-800mm處，外管是可旋轉的以防止其粘到爐頂處的水冷箍上。由空氣攜帶的粒料吹過內管，而富氧空氣吹過內外管之間的環形空間。盡管外管的下端在熔池液面上方間隔開且噴槍由流過的氣體來冷卻，但外管每日燒損大約400mm。因此，外管在操作期間慢慢地下降以補償該燒損，并且當需要時將新的管段附連至該易耗式外管的頂部。

用于TSL噴射的噴槍比用于頂吹(例如上述三菱法中)的噴槍大很多。如在下文中所假設的那樣，TSL噴槍通常至少具有內管和外管，但是也可具有至少一個與內管和外管同心的其它管。典型的大型TSL噴槍具有200到500mm或更大的外管直徑。此外，噴槍更長并且向下延伸穿過TSL反應器(大約10到15m高)的頂部，以使得外管下端浸沒在熔池的溶渣相中大約300mm以上的深度處，但是由外管內部噴射氣流的冷卻作用所形成并保持在外管外表面上的凝固渣覆層來保護。內管可與外管大約終止于相同高度處，或者內管終止于外管下端上方約達1000mm的更高處。因此，可以是僅外管的下端浸沒。無論如何，螺旋形葉片或者其它整流裝置可以安裝在內管的外表面上，橫跨內管與外管之間的環形空間。葉片使空氣或者富氧風沿著該環形空間產生強烈渦旋，并且用來增強冷卻效果，以及確保氣體與經內管供應的燃料和進料的很好混合，混合基本上在由外管所限定出的在內管下端下面的混合室中進行，其中，內管終止于外管下端上方足夠大的距離處。