本發明涉及如獨立權利要求1前序部分所限定的用于監測懸浮熔煉爐(例如閃速熔煉爐或者閃速吹煉爐)的噴嘴(例如精礦噴嘴或者冰銅噴嘴)性能的方法。
本發明還涉及如獨立權利要求15前序部分所限定的用于監測懸浮熔煉爐(例如閃速熔煉爐或者閃速吹煉爐)的噴嘴(例如精礦噴嘴或者冰銅噴嘴)性能的裝置。
本發明還涉及方法和裝置的各種用途。
公開文件WO98/14741公開了一種具有噴嘴的懸浮熔煉爐。
發明目的
本發明的目的是提供能在線監測懸浮熔煉爐噴嘴性能的方法和裝置,以便容易對可能對噴嘴性能有影響的問題或者將對噴嘴性能有影響的問題快速作出反應。
發明概述
本發明方法的特征由獨立權利要求1限定。
方法的優選實施例在從屬權利要求2到14中限定。
本發明裝置的特征相應地由獨立權利要求15限定。
裝置的優選實施例在從屬權利要求16到31中限定。
本發明還涉及根據權利要求1到14中任一項的方法或者根據權利要求15到31中任一項的裝置的用于確定噴嘴反應氣體出口對稱性的用途。
本發明還涉及根據權利要求1到14中任一項的方法或者根據權利要求15到31中任一項的裝置的用于檢測積聚的用途。
本發明還涉及根據權利要求1到14中任一項的方法或者根據權利要求15到31中任一項的裝置的用于監測懸浮熔煉爐的反應爐身中固體物質與反應氣體和可能的燃料(例如油)之間反應的用途。
本發明的基本點是:通過至少一個成像器件生成代表反應氣體通道橫截面的圖像,利用處理器件從成像器件接收反應氣體通道橫截面的圖像,并且可通過處理器件將反應氣體通道橫截面的圖像與代表反應氣體通道橫截面的閾值圖像進行比較。
本發明提供了能在線監測懸浮熔煉爐噴嘴性能的方法和裝置,以便容易對可能對噴嘴性能有影響的問題或者將對噴嘴性能有影響的問題快速作出反應。
對噴嘴性能有影響的問題是噴嘴的反應氣體出口相對于噴嘴豎直中心線的對稱性。如果噴嘴的反應氣體出口相對于噴嘴豎直中心線不是對稱的,則爐渣損失量增加,氧利用率較低,爐渣中的磁鐵礦(Fe3O4)的比例增加,灰塵量增加,并且在噴嘴出口處形成更多積聚。在本發明的方法和裝置之前,僅可在停工期間確定噴嘴的反應氣體出口相對于噴嘴豎直中心線的對稱性。因為停工僅每月一次或者每兩個月一次,所以會長時間發生性能劣化。
對噴嘴性能有影響的問題是在噴嘴反應氣體出口區域中的積聚,這對噴嘴反應氣體出口的對稱性有不利影響。本發明的方法和裝置提供了在線監測積聚情況,并提供了對積聚情況迅速進行反應和清除可能積聚的可能性。已經發現積聚會增加爐渣損失、降低氧氣利用率、提高爐渣中磁鐵礦(Fe3O4)的比例并且增加灰塵量。
本發明還涉及方法或裝置的用于監測懸浮熔煉爐的反應爐身中固體物質和反應氣體之間反應(即,監測反應爐身中的火焰)的用途。通過追蹤火焰,操作者可以確定在噴嘴附近或者在噴嘴處是否存在積聚。
附圖說明
在下文中,將參照附圖更詳細地描述本發明,其中,
圖1示出了懸浮熔煉爐,
圖2示出了根據第一實施例的噴嘴的橫截面,
圖3示出了根據第二實施例的噴嘴的橫截面,
圖4示出了根據第三實施例的噴嘴的橫截面,和
圖5示出了根據第四實施例的噴嘴的橫截面。
具體實施方式
本發明涉及用于監測懸浮熔煉爐2(例如閃速熔煉爐或者閃速吹煉爐)的噴嘴1(例如精礦噴嘴或者冰銅噴嘴)的性能的方法和裝置。
首先,將更詳細地描述方法和方法的一些實施例和變型。
在方法中,噴嘴1布置在懸浮熔煉爐2的反應爐身4的爐頂結構3處,噴嘴1具有:固體物質供給通道5,其具有通入反應爐身4中的固體物質出口6,以用于將固體物質(例如硫化金屬精礦和可能的造渣材料)(附圖中未示出)供給到反應爐身4中;和反應氣體通道12,其具有通入懸浮熔煉爐2的反應爐身4中的反應氣體出口8,以用于將反應氣體(例如空氣、富氧空氣或者氧氣)(附圖中未示出)供給到反應爐身4中。
方法包括設置至少一個成像器件9。
方法包括通過至少一個成像器件9來生成代表反應氣體通道12橫截面的圖像。
方法包括利用處理器件10從成像器件9接收反應氣體通道12橫截面的圖像。例如,可追隨圖像中的顏色來監測懸浮熔煉爐的反應爐身4中的反應。
方法可包括通過處理器件10來將反應氣體通道12橫截面的圖像與代表反應氣體通道12橫截面的閾值圖像進行比較。例如,可通過將表示當前情況的圖像與閾值圖像進行比較來在線監測噴嘴處的積聚情況。
方法優選(但不必須)包括布置所述至少一個成像器件9以生成反應氣體出口8處的反應氣體通道12橫截面的圖像,即使得反應爐身4的內部在圖像中也是部分地可見的。這可以通過適當放置和/或對準所述至少一個成像器件9來實現。方法可包括將所述至少一個成像器件9至少部分地布置在噴嘴1外部。
如圖4中所示,方法可包括將所述至少一個成像器件9布置在噴嘴1外部,并且設置光學器件16(例如透鏡、物鏡和/或反射鏡),以用于在噴嘴1的反應氣體通道12的內部和噴嘴1外部的所述至少一個成像器件9之間引導圖像。
方法優選(但不必須)包括將所述至少一個成像器件9布置在噴嘴1的反應氣體通道12中。在此情況下,所述至少一個成像器件9優選放置和/或對準在噴嘴1的反應氣體通道12中,以生成在反應氣體出口8處反應氣體通道12橫截面的圖像,即,因此反應爐身4的內部在圖像中也是部分地可見的。
如果噴嘴1的反應氣體通道12在軸向上由反應氣體通道頂壁7限定,則所述至少一個成像器件9可布置在反應氣體通道頂壁7中。在此情況下,所述至少一個成像器件9優選放置和/或對準在噴嘴1的反應氣體通道12中,以生成在反應氣體出口8處反應氣體通道12橫截面的圖像,即,因此反應爐身4的內部在圖像中也是部分地可見的。
方法優選(但不必須)包括設置至少兩個成像器件9,并且成像器件相對于噴嘴1的豎直中心線A對稱地布置。這在反應氣體通道12為環形反應氣體通道12的情況下(正如附圖所示實施例那樣)是特別有利的,因為這能夠生成反應氣體通道12整個橫截面的圖像。例如,方法可包括設置三個成像器件9,它們相對于噴嘴1的豎直中心線A對稱地布置,每兩個相鄰成像器件9之間距離為120度;或者方法包括設置四個成像器件9,它們相對于噴嘴1的豎直中心線A對稱地布置,每兩個相鄰成像器件9之間距離為90度。
方法可包括布置用于測量反應氣體通道12寬度的至少兩個激光測距儀,并利用所述至少兩個激光測距儀來測量反應氣體通道的寬度。
如果方法中所使用的噴嘴1包括反應氣體通道12中的整流錐14(如圖2和圖3中所示噴嘴1那樣),則方法可包括將所述至少兩個激光測距儀布置在整流錐14處,以用于測量整流錐14處反應氣體通道12的寬度。
方法可包括將所述至少兩個激光測距儀15至少部分地布置在噴嘴1的反應氣體通道12中,優選布置在噴嘴1的反應氣體通道12中。
如圖5中所示,方法可包括將所述至少兩個激光測距儀15布置在噴嘴1的外部,并且設置光學器件16(例如透鏡、物鏡和/或反射鏡),以用于在噴嘴1的反應氣體通道12的內部和噴嘴1外部的所述至少兩個激光測距儀15之間引導激光束。
如果方法包括在反應氣體通道12中布置至少兩個激光測距儀,則方法優選(但不是必定地)包括將所述至少兩個激光測距儀相對于噴嘴1的豎直中心線A對稱地設置。例如,方法可包括設置三個激光測距儀,它們相對于噴嘴1的豎直中心線A對稱地布置,每兩個相鄰激光測距儀之間距離為120度;或者方法包括設置四個激光測距儀,它們相對于噴嘴1的豎直中心線A對稱地布置,每兩個相鄰激光測距儀之間距離為90度。方法可包括利用處理器件10從所述至少兩個激光測距儀接收關于反應氣體通道12寬度的數據。
方法可包括將代表反應氣體通道12橫截面的圖像保存到存儲器件中。
接下來,將更詳細地描述裝置和裝置的一些實施例和變型。
在裝置中,噴嘴1布置在懸浮熔煉爐2的反應爐身4的爐頂結構3處。
噴嘴1包括:固體物質供給通道5,其具有通入反應爐身4中的固體物質出口6,以用于將固體物質(例如硫化金屬精礦和可能的造渣材料)(附圖中未示出)供給到反應爐身4中;和反應氣體通道12,其具有通入懸浮熔煉爐2的反應爐身4中的反應氣體出口8,以用于將反應氣體供給到反應爐身4中。
在附圖中所示的噴嘴1中,噴嘴1的固體物質供給通道5在徑向上由固體物質供給通道壁11限定,并且固體物質供給通道5具有通入反應爐身4中的固體物質出口6以用于將固體物質供給到反應爐身4中。
在附圖中所示的噴嘴1中,反應氣體通道12為環形的反應氣體通道12,其同軸地至少部分圍繞環形固體物質供給通道5,并且具有通入懸浮熔煉爐2的反應爐身4中的反應氣體出口8(環形的反應氣體出口)以用于將反應氣體供給到反應爐身4中。
在附圖中所示的噴嘴1中,噴嘴1包括固體物質分配器13,以用于將微細固體物質引向懸浮熔煉爐2的反應爐身4中的反應氣體。固體物質分配器13至少部分地布置在固體物質供給通道5中,以使得固體物質供給通道5為至少部分環形的固體物質供給通道5,其同軸地至少部分圍繞固體物質分配器13,在徑向上由固體物質供給通道壁11限定,并且具有通入反應爐身4中的固體物質出口6(環形的固體物質出口)以用于將固體物質供給到反應爐身4中。
在附圖中所示的噴嘴1中,環形的固體物質供給通道5和環形的反應氣體通道12相對于噴嘴1的豎直中心線A對稱地設置。
裝置包括至少一個成像器件9,以用于生成代表反應氣體通道12橫截面的圖像。
裝置包括處理器件10,以用于從成像器件9接收反應氣體通道12橫截面的圖像。例如,處理器件可構造成追隨圖像中的顏色,以監測懸浮熔煉爐的反應爐身4中的反應。
處理器件可構造成將反應氣體通道12橫截面的圖像與代表反應氣體通道12橫截面的閾值圖像進行比較。這例如可通過以下方式來進行:將表示當前情況的圖像與閾值圖像進行比較,以監測積聚情況。
所述至少一個成像器件9可至少部分地布置在噴嘴1的外部。
如圖4中所示,所述至少一個成像器件9可布置在噴嘴1外部,并且裝置可包括光學器件16(例如透鏡、物鏡和/或反射鏡),以用于在噴嘴1的反應氣體通道12的內部和噴嘴1外部的所述至少一個成像器件9之間引導圖像。
裝置優選(但不必須)包括至少一個成像器件9,以用于生成在反應氣體出口8處反應氣體通道12橫截面的圖像,即,使得反應爐身4的內部在圖像中也是部分地可見的。這可以通過適當放置和/或對準所述至少一個成像器件9來實現。
在裝置中,所述至少一個成像器件9可布置在噴嘴1的反應氣體通道12中。如果反應氣體通道12在軸向上由反應氣體通道頂壁7限定,則所述至少一個成像器件9優選(但不必須)布置在反應氣體通道頂壁7中。
裝置優選(但不必須)包括至少兩個成像器件9,它們相對于噴嘴1的豎直中心線A對稱地布置。這在反應氣體通道12為環形反應氣體通道12的情況下(正如附圖中所示實施例那樣)是特別有利的,因為這能夠生成反應氣體通道12整個橫截面的圖像。例如,裝置可包括三個成像器件9,它們相對于噴嘴1的豎直中心線A對稱地布置,每兩個相鄰成像器件9之間距離為120度;或者裝置包括四個成像器件9,它們相對于噴嘴1的豎直中心線A對稱地布置,每兩個相鄰成像器件9之間距離為90度。
除了至少一個成像器件9以外,裝置優選(但不必須)包括在反應氣體通道12中的至少兩個激光測距儀,以用于測量反應氣體通道的寬度。如果噴嘴1包括在反應氣體通道12中的整流錐14(如圖2和圖3中所示噴嘴1的情況),則所述至少兩個激光測距儀優選(但不必須)在整流錐14處布置在反應氣體通道12中,以用于測量整流錐14處反應氣體通道12的寬度。所述至少兩個激光測距儀15可至少部分地布置在噴嘴1的反應氣體通道12中,優選布置在噴嘴1的反應氣體通道12中。替代地,如圖5中所示,所述至少兩個激光測距儀15可布置在噴嘴1的外部,并且光學器件25(例如透鏡、物鏡和/或反射鏡)可設置成用于在噴嘴1的反應氣體通道12的內部和噴嘴1外部的所述至少兩個激光測距儀15之間引導激光束。
如果裝置包括在反應氣體通道12中的至少兩個激光測距儀,則所述至少兩個激光測距儀優選(但不必須)相對于噴嘴1的豎直中心線A對稱地設置。例如,裝置可包括三個激光測距儀,它們相對于噴嘴1的豎直中心線A對稱地布置,每兩個相鄰激光測距儀之間距離為120度;或者裝置包括四個激光測距儀,它們相對于噴嘴1的豎直中心線A對稱地布置,每兩個相鄰激光測距儀之間距離為90度。處理器件10可構造成用于從所述至少兩個激光測距儀接收關于反應氣體通道12寬度的數據。
裝置優選(但不必須)包括存儲器件,以用于保存代表反應氣體通道12橫截面的圖像。
本發明還涉及方法或裝置的用于確定噴嘴1的反應氣體出口8的對稱性的用途。
本發明還涉及方法或裝置的用于檢測積聚的用途。
本發明還涉及方法或裝置的用于監測懸浮熔煉爐2的反應爐身4中固體物質與反應氣體和可能的燃料(例如油)之間反應的用途。
本領域技術人員將清楚,隨著技術進步,本發明的基本思想可以多種方式來實現。因此,本發明及其實施例不限于上述實例,而是可在權利要求的范圍內變化。