一種振動預混型精礦噴嘴的制作方法

本發明屬于銅的冶煉技術領域，具體涉及一種振動預混型精礦噴嘴。

背景技術：

銅的閃速爐熔煉工藝中，是在熔煉爐頂部設置精礦噴嘴和用于鼓入工藝風的工藝風箱，通過精礦噴嘴向熔煉爐內噴入銅精礦礦料、氧氣以及分散風，在精礦噴嘴的底部，礦料與工藝風混合并著火燃燒形成爐渣和冰銅，礦料與工藝風實現充分混合，這是礦料在精礦噴嘴下部有限的空間內進行迅速、完全氧化反應的重要條件之一。

目前，銅礦企業使用的精礦噴嘴大多是由芬蘭奧托昆普公司設計和生產的中央擴散型精礦噴嘴，如圖1所示，精礦噴嘴的特點是礦料和工藝風同向噴入爐內，主要通過氣相和固相相互擴散、滲透達到混合的目的，使用這種中央擴散型精礦噴嘴進行低位噴料時，也就是說礦料的噴入口靠近工藝風出口時，礦料與工藝風較易混合，但在高位噴料時，也就說礦料的噴入口較高，與工藝風出口尚有一定的高度差時，此時礦料反應時間相對延遲，另外，礦料的投入量較少時，入爐礦料可以迅速的被爐內高溫煙氣或輻射熱加熱到反應溫度，并在距離精礦噴嘴出口約1.5m的范圍內就開始發生劇烈的燃燒反應，而礦料的投入量較多時，在反應塔頂部進料口的有限空間范圍內，難以保證礦料與工藝風能夠充分混合，而且在精礦噴嘴底部容易產生粘結現象；同時，由于噴嘴下端的水冷底板，起到了一定的隔熱和減少結瘤作用，但實際運行中，由于長期運行，在水冷底板下端還是產生了一定結瘤現象，從而大大影響了燃燒反應的傳質、傳熱速率，不僅造成爐渣中的四氧化三鐵含量增加、煙塵率及SO₃生成率上升，利用效率也明顯下降，進而影響熔煉產品銅的產能。

因此，如何保證礦料與工藝風的充分混合，提高氣固相互擴散、滲透，解決在不影響生產的條件下，定期清理噴嘴下部結瘤的問題，提高銅精礦礦料的燃燒效果，這對閃速熔煉工藝來說非常重要。

技術實現要素：

針對上述不足，本發明提供了一種在不影響生產的條件下，定期清理噴嘴下部結瘤的問題，從而能夠有效降低結瘤現象、提高銅精礦礦料的燃燒效果的振動預混型精礦噴嘴。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種振動預混型精礦噴嘴，包括管芯重合且沿豎向依次套設布置的供氧管、空心環狀的分散風管，以及形成風室的錐形工藝風箱，所述分散風管的外壁上套設有在其頂部斜向下開口的進料箱，且空心環狀的分散風管頂部固連有水平的固定板，在固定板上遠離分散風管道的端部固連有通過帶動分散風管做上下往復運動而振落結瘤的氣錘振動裝置。

所述氣錘振動裝置包括固設在固定板上側的氣錘、在固定板下側與氣錘相連的強力彈簧和導向桿；所述強力彈簧的上側套設在所述導向桿上，強力彈簧的下端支撐在進料箱上。

所述強力彈簧的下半段套設于導向套筒中，導向套筒的上側設置有鎖緊螺母，導向套筒通過其下側的底座固定在進料箱的頂部上，導向套筒的位于鎖緊螺母和底座之間的筒身上套設有與分散風管相固連的定位板。

進一步的，所述氣錘振動裝置在固定板上均勻布設為3個。

優選的，所述進料箱開口的鄰近下側設有風口朝上的進料口預混風口。

優選的，所述工藝風箱在直徑最大處設有使氣體沿切向預混精礦粉的工藝風旋向裝置。

進一步的，所述工藝風旋向裝置設為沿錐形工藝風箱的傾斜面平行而設的斜向工藝風進口，以形成可沿切向預混精礦粉的旋風。

優選的，所述分散風管中還設有通向進料箱底部的獨立預混供氣管路以及圍繞該在管路周側的預混風束器；所述預混風束器上設有朝外側方向傾斜30°的切向旋角。

本發明的有益效果在于：

1)、本發明設置有氣錘振動裝置，氣錘振動裝置包括固設在固定板上側的氣錘、在固定板下側與氣錘相連的強力彈簧和導向桿；其中，所述強力彈簧套設在所述導向桿上；由于長時間的冶煉或者精礦量多少的不同，會在噴嘴底端造成一定量的結瘤現象，當氣錘錘擊時，固定板隨之沿著導向桿壓縮強力彈簧從而帶動分散風管做上下導向運動，使分散風管產生瞬間振動，可將結塊品振落；因此本發明可以在生產過程中自動清理結瘤作業，極大地提高了提高了生產效率，同時能夠極大地降低設備維護費用。

2)、本發明進料箱開口的鄰近下側設有風口朝上的進料口預混風口，當經過干燥的粉狀精礦進入進料箱時，通過風口向上放入進料口預混風可以使得團狀精礦粉末進料時盡量分散，不至造成進料不均的狀況，保證了本發明的可靠運行。

3)、本發明當精礦粉末下落至使獨立預混供氣管路中的氣體切向吹出的預混風束器時，利用預混風束器30°的切向旋角進一步分散，提高氣固混合的效果。

4)、本發明當精礦粉末下落并通過錐形工藝風箱向四周分散時，通過工藝風旋向裝置吹出的旋風，切向預混精礦粉，可提高精礦粉在反噴嘴內的預混和停留時間，進一步提高預混效果，提高生產效率。

5)、綜上所述，本發明為一種振動預混型精礦噴嘴，通過分散風管、獨立預混供氣管路和預混風束器、進料口預混風口斜向上進風、工藝風旋向裝置進行多重預混其布料均勻，能充分利用內部空間，使得精礦和氧氣可以更加充分地混合，并且通過氣錘振動裝置有效完成自動清瘤作業，提高了精礦噴嘴的使用壽命，并且提高了銅冶煉的產品質量，減少了環境污染。

附圖說明

圖1為是現有技術中閃速熔煉爐的精礦噴嘴的結構示意圖。

圖2為本發明的結構剖視圖。

圖3為本發明氣錘振動裝置的放大結構圖(其中強力彈簧僅畫出了首位部分)。

圖4為圖2的局部放大圖。

圖5為圖2的俯視簡示圖。

圖6為工藝風旋向裝置三維圖

圖中標注符號的含義如下：

10-供氧管 11-分散風管 110-獨立預混供氣管路

111-預混風束器 112-層狀板 113-水冷底板 12-進料箱

120-進料口預混風口 13-水冷系統 14-工藝風箱

140-工藝風旋向裝置

20-固定板 21-氣錘振動裝置 210-氣錘 211-強力彈簧

212-導向桿 213-導向套筒 214-定位板 215-鎖緊螺母

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖2所示，為一種振動預混型精礦噴嘴，包括管芯重合且沿豎向依次套設布置的供氧管10、空心環狀的分散風管11，以及形成風室的錐形工藝風箱14，所述分散風管11為側向進風，在分散風管11的外壁上套設有在其頂部斜向下開口的進料箱12，且空心環狀的分散風管11頂部固連有水平的固定板20，在固定板20上遠離分散風管道的一端固連有通過帶動分散風管11做上下往復運動而除去結瘤的氣錘振動裝置21。

具體的，結合圖3所示，所述氣錘振動裝置21包括固設在固定板20上側的氣錘210、在固定板20下側與氣錘210相連的強力彈簧211和導向桿212；其中，所述導向桿212插設于強力彈簧211中；強力彈簧211的下側活動支撐在進料箱12的頂部。當氣錘210錘擊時，固定板20隨之帶動導向桿212壓縮強力彈簧211，從而通過固定板20驅動分散風管11做上下運動。

更優選的，上述強力彈簧211的下半段還套設有導向套筒213，導向套筒213的上側設置有鎖緊螺母215，導向套筒213通過其下側的底座固定在進料箱12的頂部上，導向套筒213上套設有與分散風管11相固連的定位板214；這種結構設計使得鎖緊螺母215、導向套筒213與進料箱12固定連接在一起，氣錘振動裝置21工作時，氣錘210帶動固定板20向下壓縮強力彈簧211，強力彈簧211在導向套筒213限定的方向做導向運動，保證了固定板20、分散風管11、定位板214以及強力彈簧211四者均隨氣錘210做穩定上下的往復運動，不因晃動發生水平向的位移。所述鎖緊螺母215的設置可以調節定位板214的行程。

并且如圖5所示，氣錘振動裝置21在環形固定板20上均勻布設為3個，彼此間隔120°的圓心角；使得氣錘210更加平穩的振動，并避免了分散風管11在振動時發生旋轉。

作為一種更優選的實施方案，所述進料箱12開口的鄰近下側設有風口朝上的進料口預混風口120。

作為一種更優選的實施方案，所述工藝風箱14在直徑最大處設有使氣體沿切向預混精礦粉的工藝風旋向裝置140。

具體的，所述工藝風旋向裝置140如圖6所示，其設為沿錐形工藝風箱14的傾斜面平行而設的斜向工藝風進口，以形成可沿切向預混精礦粉的旋風。

作為一種更優選的實施方案，如圖2、4所示，所述分散風管11中還設有通向進料箱底部的獨立預混供氣管路110以及圍繞該在管路周側的預混風束器111；所述預混風束器111上設有朝外側傾斜30°的切向旋角β。

下面結合附圖對本發明的預混過程作出如下的詳細說明。

S1、首先，經干燥的粉狀精礦直接進入進料箱12時，置于噴嘴內部的粉料不能均分，通過自風口向上的進料口預混風口120處進風，使得團狀精礦粉末進料時盡量分散；

S2、接著，當精礦粉末下落至使獨立預混供氣管路110中的氣體切向吹出的預混風束器111時，利用預混風束器111上30度的切向旋角進一步分散；

并且，當分散風管11中氣體流至靠近出風口的一端時，穿過透氣的層狀板112，均勻與精礦粉料接觸，提高氣固混合效果；

當精礦粉末下落并通過錐形工藝風箱14向四周分散時，通過工藝風旋向裝置140吹出的旋風，切向預混精礦粉，可提高精礦粉在噴嘴內的預混和停留時間，進一步提高預混效果，提高生產效率；

S3、由于長時間的冶煉、精礦量多少不同，會在噴嘴底端造成一定量的結塊現象，可通過氣錘210錘擊，從而固定板20隨之沿著導向桿212壓縮強力彈簧212從而帶動分散風管11做上下導向運動，使分散風管11產生瞬間振動，將結塊品振落。