專利名稱：熔體浸沒式粉料噴槍的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于冶金過程中將粉料噴入熔體中的裝置。
在冶金熔煉過程中或為達到某些特殊的目的，如熔體內部加熱、把粉煤噴入熔體以貧化爐渣、把硫化劑噴入冶金熔體以制造低品位冰銅、把精礦及熔劑直接噴入冶金熔體以強化冶金過程等都要使用粉料噴槍。如煙化爐使用的噴槍(見
圖1)，它是一種在主管道上設置有粉料輸入管及助燃氣體輸入管的管體，粉料在高壓助燃氣體的協助下由槍口噴入熔體，這種噴槍的不足之處是在使用中管體極易在粉料的流動過程中磨損，壽命短。需要更換時，必須把熔體放空，否則會造成熔體倒灌。還有一種常用的組合式噴槍(見圖2)，它由置于中心的粉料通道管，助燃流體通道管及冷卻劑通道管組成。這種噴槍雖可選用耐磨、耐蝕材料制成粉料通道管以提高噴槍的使用壽命，但一旦損壞需要更換時，仍然需要轉動爐體，使槍口高出熔體，否則熔體仍會倒灌。對于一些不能轉動的爐體，則就要中斷連續的冶金過程，造成重大損失。
本實用新型的目的是要設計一種浸沒式粉料噴槍，這種噴槍在使用過程中不需要旋轉爐體即可方便地更換粉料通道管，不會造成熔體倒灌。
本實用新型所設計的浸沒式粉料噴槍由粉料通道管、套裝在粉料通道管外的助燃流體通道管組成，助燃流體通道管上有助燃流體導入管，在助燃流體通道管的后端設有防止熔體倒灌的裝置。粉料通導管的長度大于助燃流體通導管，露出在助燃流體通道管的后端。粉料通導管與防熔體倒灌裝置滑動配合。
根據不同爐體的實際需要，噴槍還設有冷卻部分。冷卻部分可設計成自循環的閉合式結構，也可是直通的開口式結構。
根據不同的使用目的及要求，粉料通道管和助燃流體通道管的前端可以采用平齊結構，也可采用助燃流通道管長于粉料通道管的結構，以形成予混合室。
為了得到不同的粉料輸送速度，粉料通道管可以是等徑管，也可以是由進口到出口端順次分段縮徑的變徑管。
圖1為一種煙化爐噴槍的結構圖。
圖2為一種組合式噴槍的結構圖。
圖3為本實用新型設計的一種粉料噴槍結構圖。
圖4為圖3的粉料噴槍需更換粉料通導管時防倒灌裝置的動作結構圖。
圖5為另一種冷卻方式的粉料噴槍的結構圖。
圖6為一種可供兩類助(可)燃流體噴入熔體的粉料噴槍的結構圖。
圖7為粉料通導管前端帶側孔的粉料噴槍結構圖。
圖8為帶閘閥的防熔體倒灌裝置的粉料噴槍結構圖。
圖9為另一種可供兩類助(可)燃流體噴入熔體的粉料噴槍的結構圖。
圖10為圖8的A－A剖視圖。
圖11為
圖10中B區放大圖。
下面將結合附圖對本實用新型的實施方式及其效果作進一步的描述。
圖3是本實用新型設計的一種浸沒式粉料噴槍的結構圖。它由套裝的粉料通道管1，助燃流體通道管2組成。助燃流體通道管2上有助燃流體導入管7，在助燃流體通道管2的后端設有防熔體倒灌裝置。粉料通道管1長于助燃流體通道管2，露出在助燃流體通道管2的后端。
根據不同爐體的實際需要，噴槍的前端部還設有冷卻部分。圖3中采用的是自循環的閉口式結構，即冷卻劑不噴入熔體內。它由與助燃流體通道管2連成一體的冷卻套3，置于冷卻套3內的冷卻劑導液管4及進、出口管5、6組成。圖5中采用的是直通的開口式結構，它是在助燃流體通道管52的外面再增加一冷卻劑通道管53，冷卻劑通道管53和助燃流體通道管52之間形成在前端開口的冷卻劑通道，該冷卻劑通道可以是兩管間的空隙，也可以是在管子上開的槽，槽的形式可以是直槽，也可以是螺旋式槽。由開口噴出的冷卻劑可降低槍口最外管的溫度，以免槍口燒壞。
粉料通道管1為含粉料流體的通道。根據對粉料出口速度的要求及單位時間內輸送的粉料量，粉料通道管1可以是直徑不變的等徑管，也可以是由粉料的進口端到出口端逐次分段縮徑的變徑管。圖3中的粉料通道管1就是一種型式的變徑管。在粉料通道管的前端即出口端可以與助燃流體通道管齊平，也可以在助燃流體通道管內，以形成混合室，混合室的長度為100－200毫米，在該室內含粉料的流體和助燃流體初次混合。為了有更好的予混合效果，在粉料通道管的前端管壁還可設置若干側孔16，見圖7。
助燃流體通道管2與粉料通道管1之間為助燃流體的通道。助燃流體通道管2上有與此通道連通的助燃氣體導入管7，助燃流體由此導入管通入。在助燃流體的后端設有防熔體倒灌裝置，它可以是彈子閥、球閥、閘閥、液動或氣動閥、電磁閥。
圖3中給出的是一種較簡單的彈子球閥結構的防熔體倒灌裝置，它由與助燃流體通道管2連成一體的球導軌8、鋼球9、檔圈10、墊圈11，密封圈12、密封墊13及壓緊圈14組成，用螺釘將壓緊圈14、檔圈10及助燃流體通道管2連接成一體，粉料通道管1的后端與防熔體倒灌裝置滑動配合，其管端露出在防熔體倒灌裝置之外，粉料通道管1可以在該裝置的壓緊圈14內沿軸前后移動。
工作時，將噴槍前端部插入爐體的適當位置，可以在爐體的側面，也可以在底部插入爐體的熔體中。含粉料的流體由粉料通道管的進口端15進入噴槍內，對于圖3所示變徑的粉料通道管，可以通過兩級加速到粉料通道管的出口端。例如，第一級收縮段的收縮面積為進口端管面積的一半，這時，如噴槍入口端粉料速度為30米／秒，則經一級加速后可達60米／秒。粉料在出槍口時，經粉料通道管的前端收縮段時再加速，如果前端收縮面積仍采用面積減小一半，則粉料可加速到120米／秒的出口速度。助燃氣體或液體由助燃流體導入管7輸入，一般助燃氣體或液體的壓力大大地大于粉料流體的壓力，致使粉料再次加速而極易達到設計要求的出口速度。在予混合室，使粉料和助燃流體初次混合，并噴向熔體。本身帶冷卻裝置的爐體，噴槍不需有冷卻部分。不帶冷卻裝置的爐體，則噴槍本身一定要有冷卻部分。冷卻部分可以有各種形式。圖3中的結構是冷卻劑由進口管5進入冷卻套3，經其中的冷卻劑導液管4從出口管6排出，形成循環流動，達到冷卻槍口的目的。使用一定時間后，為防止因粉料通道管磨損而導致噴槍的損壞，可以在不轉動爐體，不中斷冶煉過程的情況下，隨時更換粉料通道管。
需要更換粉料通道管時，首先，粉料通道管內由輸送粉料改為輸送氣體，然后松開連接檔圈10與壓緊圈之間的螺釘，同時壓住壓緊圈14，向外抽動粉料通道管1。當粉料通道管1的前端到達圖4的A位置時，球9在自重的作用下落入檔圈10前的空間，此時可將粉料通道管1抽出，也可連帶墊圈11，密封圈12及壓緊圈14一起抽出。此時，在導管7內氣壓力或液壓力的作用下，球9與檔圈10的前端緊密相接，起到密封的作用。粉料通道管1抽出后，迅速將新的粉料通道管或帶有新墊圈、密封圈及壓緊圈的新粉料通道管插入槍中，用螺釘將壓緊圈14重新與檔圈10固緊，這時再將含粉料的流體通入粉料通道管，噴槍再次進入正常工作狀態。
本實用新型設計的這種浸沒式粉料噴槍在粉料通道管需要更換時，不需中斷冶煉過程，也不需要轉動爐體使槍的出口端露出在熔體之上，即可方便地更換。由于更換方便，因此不易出現整個噴槍的損壞，從而可確保冶煉過程的連續進行。尤其對于諸如QSL爐和白銀爐需要連續操作的爐子更加適用。
對于需要輸送兩種助(可)燃流體的噴槍，還可以增設另一流體通道管。圖6就是一種采用直通開口式結構冷卻、可輸送兩種助(可)燃流體的噴槍結構圖。與圖5中噴槍的不同之處在于在助燃流體通道管62和冷卻劑通道管63之間增設了一根另一流體通道管64，另一流體可以是助燃流體，也可以是可燃流體。冷卻劑通道管63和另一流體通道管64之間為冷卻劑通道。另一流體通道管64和助燃流體通導管62之間為第二類助燃流體通道。助燃流體通道管62和粉料通道管61之間為第一類助燃流體通道，粉料通道管61內為含粉料的流體通道。其工作過程與圖3、圖5結構的噴槍基本相似，不同的是圖6結構的噴槍可以同時輸入兩類助(可)燃流體。
這類噴槍還可采用圖9所示的結構，與圖6噴槍不同之處是另一流體通道管94設在粉料通導管91內。另一流體由另一流體通道管94輸入。含粉料的流體由另一流體通道管94與粉料通道管91之間的通道輸入。在噴槍工作過程中，粉料通道管91和另一流體通道管94都易被流動的粉料磨損，所以需要更換時要同時抽換另一流體通道94和粉料通道管91，更換方法與圖3結構噴槍的更換方法相同。
圖5中給出的是一種帶球閥或柱形閥的防熔體倒灌裝置的粉料噴槍。球閥或柱形閥的中間帶通孔。工作時，旋動旋扭使中間通孔與粉料通道管導通，粉料通道管穿過閥的中間通孔。需要更換時，抽出粉料通道管，直至退出中間通孔，然后旋動旋扭，使中間通孔與道管不通，由于球閥或柱形閥與檔圈前端緊密相接而起到密封作用。
圖8是一種帶閘閥的防熔體倒灌裝置的粉料噴槍。工作時，在粉料通道管插入噴槍的同時推開閘板，需要更換時，抽出粉料通道管至閘閥位置時，絞接的閘板在重力作用下自動關閉，在導管助燃流體壓力的作用下，閘門與檔圈的前端緊密相接而起到密封作用。這種噴槍更適用于側吹的爐子。用于底吹的爐子時，要在閘板的端部按一壓緊彈簧，以使閘板關閉。
本實用新型設計的粉料噴槍，可根據需要，在不轉動爐體使槍口高出熔體，不中斷連續的冶煉過程情況下，方便地更換粉料通道管。
例如，將本設計的如圖3等帶冷卻劑通道的噴槍用于QSL煉鉛爐就可使冶煉過程連續進行。又如白銀煉銅爐，這種爐體不能旋轉，又要求連續作業，過去不得不采用頂吹噴粉煤，所以粉煤只能在爐頂燃燒，熱利用率極低，對爐子側墻沖刷極大，使爐子易于損壞，也給煙氣的冷卻增加負擔。使用本設計的噴槍則可直接噴入熔體中，明顯提高熱利用率。再如三菱法煉銅，為滿足冶煉的要求，只能采用頂吹法，頂吹用的槍管消耗極大，每噸礦石的消耗高達1.2公斤，而且需要高的廠房和高的輸送壓力，一般都大于10公斤／厘米2，使用本設計的帶冷卻部分的噴槍后，每噸的消耗減少到幾克，輸送壓力減少到3公斤／厘米2。一般噴槍的內管直徑約20毫米，槍長大于500毫米。
權利要求1.一種包括套裝在粉料通道管外的助燃流體通道管的浸沒式粉料噴槍，其特征是(1)所說的助燃流體通道管上有助燃流體導入管，其后端有防熔體倒灌裝置，(2)所說的粉料通道管的長度大于助燃流體通道管，并露出在助燃流體通道管的后端，粉料通道管與防熔體倒灌裝置滑動配合。
2.按權利要求1所說的浸沒式粉料噴槍，其特征是，所說的防熔體倒灌裝置包括與助燃流體通道管連成一體的球導軌，球、檔圈、密封件及壓緊圈，用螺釘將壓緊圈、檔圈與助燃流體通道管連接成一體，粉料通道管與壓緊圈滑動配合。
3.按權利要求2所說的浸沒式粉料噴槍，其特征是，所說的噴槍還包括設置在助燃流體通道管外的冷卻部分，所說的冷卻部分包括冷卻套，置于冷卻套內的冷卻水導管及進出水口。
4.按權利要求2所說的浸沒式粉料噴槍，其特征是，所說的噴槍還包括設置在助燃流體通道管外的冷卻部分，所說的冷卻部分是套裝在助燃流體通道管外的冷卻劑通道管。
5.按權利要求1或2或3或4所說的浸沒式粉料噴槍，其特征是，所說的粉料通道管是由進口至出口端順次分段縮徑的變徑管。
6.按權利要求5所說的浸沒式粉料噴槍，其特征是，所說的粉料通道管的前端短于助燃流體通道管，形成予混合室。
7.按權利要求6所說的浸沒式粉料噴槍，其特征是，所說的粉料通道管的前端帶側孔。
8.按權利要求7所說的浸沒式粉料噴槍，其特征是，在所說的助燃流體通導管外還有一個另一流體通道管。
9.按權利要求7所說的浸沒式粉料噴槍，其特征是，在所說的粉料通道管內還有一個另一流體通道管。
專利摘要本實用新型是一種冶金過程中使用的粉料噴槍，它由粉料通道管及套裝在其外的助燃流體通道管組成，在助燃流體通道管的后端設有防熔體倒灌裝置，粉料通道管與防熔體倒灌裝置滑動配合，這種噴槍在使用過程中，可根據需要在不轉動爐體使槍口高出熔體的情況下，及不中斷連續的冶煉過程的情況下，方便地更換粉料通道管。
文檔編號F27D3/00GK2100593SQ9121899
公開日1992年4月1日 申請日期1991年7月30日 優先權日1991年7月30日
發明者遠忠森 申請人:北京有色金屬研究總院