一种振动预混型精矿喷嘴的制作方法

本发明属于铜的冶炼技术领域，具体涉及一种振动预混型精矿喷嘴。

背景技术：

铜的闪速炉熔炼工艺中，是在熔炼炉顶部设置精矿喷嘴和用于鼓入工艺风的工艺风箱，通过精矿喷嘴向熔炼炉内喷入铜精矿矿料、氧气以及分散风，在精矿喷嘴的底部，矿料与工艺风混合并着火燃烧形成炉渣和冰铜，矿料与工艺风实现充分混合，这是矿料在精矿喷嘴下部有限的空间内进行迅速、完全氧化反应的重要条件之一。

目前，铜矿企业使用的精矿喷嘴大多是由芬兰奥托昆普公司设计和生产的中央扩散型精矿喷嘴，如图1所示，精矿喷嘴的特点是矿料和工艺风同向喷入炉内，主要通过气相和固相相互扩散、渗透达到混合的目的，使用这种中央扩散型精矿喷嘴进行低位喷料时，也就是说矿料的喷入口靠近工艺风出口时，矿料与工艺风较易混合，但在高位喷料时，也就说矿料的喷入口较高，与工艺风出口尚有一定的高度差时，此时矿料反应时间相对延迟，另外，矿料的投入量较少时，入炉矿料可以迅速的被炉内高温烟气或辐射热加热到反应温度，并在距离精矿喷嘴出口约1.5m的范围内就开始发生剧烈的燃烧反应，而矿料的投入量较多时，在反应塔顶部进料口的有限空间范围内，难以保证矿料与工艺风能够充分混合，而且在精矿喷嘴底部容易产生粘结现象；同时，由于喷嘴下端的水冷底板，起到了一定的隔热和减少结瘤作用，但实际运行中，由于长期运行，在水冷底板下端还是产生了一定结瘤现象，从而大大影响了燃烧反应的传质、传热速率，不仅造成炉渣中的四氧化三铁含量增加、烟尘率及SO₃生成率上升，利用效率也明显下降，进而影响熔炼产品铜的产能。

因此，如何保证矿料与工艺风的充分混合，提高气固相互扩散、渗透，解决在不影响生产的条件下，定期清理喷嘴下部结瘤的问题，提高铜精矿矿料的燃烧效果，这对闪速熔炼工艺来说非常重要。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明提供了一种在不影响生产的条件下，定期清理喷嘴下部结瘤的问题，从而能够有效降低结瘤现象、提高铜精矿矿料的燃烧效果的振动预混型精矿喷嘴。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种振动预混型精矿喷嘴，包括管芯重合且沿竖向依次套设布置的供氧管、空心环状的分散风管，以及形成风室的锥形工艺风箱，所述分散风管的外壁上套设有在其顶部斜向下开口的进料箱，且空心环状的分散风管顶部固连有水平的固定板，在固定板上远离分散风管道的端部固连有通过带动分散风管做上下往复运动而振落结瘤的气锤振动装置。

所述气锤振动装置包括固设在固定板上侧的气锤、在固定板下侧与气锤相连的强力弹簧和导向杆；所述强力弹簧的上侧套设在所述导向杆上，强力弹簧的下端支撑在进料箱上。

所述强力弹簧的下半段套设于导向套筒中，导向套筒的上侧设置有锁紧螺母，导向套筒通过其下侧的底座固定在进料箱的顶部上，导向套筒的位于锁紧螺母和底座之间的筒身上套设有与分散风管相固连的定位板。

进一步的，所述气锤振动装置在固定板上均匀布设为3个。

优选的，所述进料箱开口的邻近下侧设有风口朝上的进料口预混风口。

优选的，所述工艺风箱在直径最大处设有使气体沿切向预混精矿粉的工艺风旋向装置。

进一步的，所述工艺风旋向装置设为沿锥形工艺风箱的倾斜面平行而设的斜向工艺风进口，以形成可沿切向预混精矿粉的旋风。

优选的，所述分散风管中还设有通向进料箱底部的独立预混供气管路以及围绕该在管路周侧的预混风束器；所述预混风束器上设有朝外侧方向倾斜30°的切向旋角。

本发明的有益效果在于：

1)、本发明设置有气锤振动装置，气锤振动装置包括固设在固定板上侧的气锤、在固定板下侧与气锤相连的强力弹簧和导向杆；其中，所述强力弹簧套设在所述导向杆上；由于长时间的冶炼或者精矿量多少的不同，会在喷嘴底端造成一定量的结瘤现象，当气锤锤击时，固定板随之沿着导向杆压缩强力弹簧从而带动分散风管做上下导向运动，使分散风管产生瞬间振动，可将结块品振落；因此本发明可以在生产过程中自动清理结瘤作业，极大地提高了提高了生产效率，同时能够极大地降低设备维护费用。

2)、本发明进料箱开口的邻近下侧设有风口朝上的进料口预混风口，当经过干燥的粉状精矿进入进料箱时，通过风口向上放入进料口预混风可以使得团状精矿粉末进料时尽量分散，不至造成进料不均的状况，保证了本发明的可靠运行。

3)、本发明当精矿粉末下落至使独立预混供气管路中的气体切向吹出的预混风束器时，利用预混风束器30°的切向旋角进一步分散，提高气固混合的效果。

4)、本发明当精矿粉末下落并通过锥形工艺风箱向四周分散时，通过工艺风旋向装置吹出的旋风，切向预混精矿粉，可提高精矿粉在反喷嘴内的预混和停留时间，进一步提高预混效果，提高生产效率。

5)、综上所述，本发明为一种振动预混型精矿喷嘴，通过分散风管、独立预混供气管路和预混风束器、进料口预混风口斜向上进风、工艺风旋向装置进行多重预混其布料均匀，能充分利用内部空间，使得精矿和氧气可以更加充分地混合，并且通过气锤振动装置有效完成自动清瘤作业，提高了精矿喷嘴的使用寿命，并且提高了铜冶炼的产品质量，减少了环境污染。

附图说明

图1为是现有技术中闪速熔炼炉的精矿喷嘴的结构示意图。

图2为本发明的结构剖视图。

图3为本发明气锤振动装置的放大结构图(其中强力弹簧仅画出了首位部分)。

图4为图2的局部放大图。

图5为图2的俯视简示图。

图6为工艺风旋向装置三维图

图中标注符号的含义如下：

10-供氧管 11-分散风管 110-独立预混供气管路

111-预混风束器 112-层状板 113-水冷底板 12-进料箱

120-进料口预混风口 13-水冷系统 14-工艺风箱

140-工艺风旋向装置

20-固定板 21-气锤振动装置 210-气锤 211-强力弹簧

212-导向杆 213-导向套筒 214-定位板 215-锁紧螺母

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，为一种振动预混型精矿喷嘴，包括管芯重合且沿竖向依次套设布置的供氧管10、空心环状的分散风管11，以及形成风室的锥形工艺风箱14，所述分散风管11为侧向进风，在分散风管11的外壁上套设有在其顶部斜向下开口的进料箱12，且空心环状的分散风管11顶部固连有水平的固定板20，在固定板20上远离分散风管道的一端固连有通过带动分散风管11做上下往复运动而除去结瘤的气锤振动装置21。

具体的，结合图3所示，所述气锤振动装置21包括固设在固定板20上侧的气锤210、在固定板20下侧与气锤210相连的强力弹簧211和导向杆212；其中，所述导向杆212插设于强力弹簧211中；强力弹簧211的下侧活动支撑在进料箱12的顶部。当气锤210锤击时，固定板20随之带动导向杆212压缩强力弹簧211，从而通过固定板20驱动分散风管11做上下运动。

更优选的，上述强力弹簧211的下半段还套设有导向套筒213，导向套筒213的上侧设置有锁紧螺母215，导向套筒213通过其下侧的底座固定在进料箱12的顶部上，导向套筒213上套设有与分散风管11相固连的定位板214；这种结构设计使得锁紧螺母215、导向套筒213与进料箱12固定连接在一起，气锤振动装置21工作时，气锤210带动固定板20向下压缩强力弹簧211，强力弹簧211在导向套筒213限定的方向做导向运动，保证了固定板20、分散风管11、定位板214以及强力弹簧211四者均随气锤210做稳定上下的往复运动，不因晃动发生水平向的位移。所述锁紧螺母215的设置可以调节定位板214的行程。

并且如图5所示，气锤振动装置21在环形固定板20上均匀布设为3个，彼此间隔120°的圆心角；使得气锤210更加平稳的振动，并避免了分散风管11在振动时发生旋转。

作为一种更优选的实施方案，所述进料箱12开口的邻近下侧设有风口朝上的进料口预混风口120。

作为一种更优选的实施方案，所述工艺风箱14在直径最大处设有使气体沿切向预混精矿粉的工艺风旋向装置140。

具体的，所述工艺风旋向装置140如图6所示，其设为沿锥形工艺风箱14的倾斜面平行而设的斜向工艺风进口，以形成可沿切向预混精矿粉的旋风。

作为一种更优选的实施方案，如图2、4所示，所述分散风管11中还设有通向进料箱底部的独立预混供气管路110以及围绕该在管路周侧的预混风束器111；所述预混风束器111上设有朝外侧倾斜30°的切向旋角β。

下面结合附图对本发明的预混过程作出如下的详细说明。

S1、首先，经干燥的粉状精矿直接进入进料箱12时，置于喷嘴内部的粉料不能均分，通过自风口向上的进料口预混风口120处进风，使得团状精矿粉末进料时尽量分散；

S2、接着，当精矿粉末下落至使独立预混供气管路110中的气体切向吹出的预混风束器111时，利用预混风束器111上30度的切向旋角进一步分散；

并且，当分散风管11中气体流至靠近出风口的一端时，穿过透气的层状板112，均匀与精矿粉料接触，提高气固混合效果；

当精矿粉末下落并通过锥形工艺风箱14向四周分散时，通过工艺风旋向装置140吹出的旋风，切向预混精矿粉，可提高精矿粉在喷嘴内的预混和停留时间，进一步提高预混效果，提高生产效率；

S3、由于长时间的冶炼、精矿量多少不同，会在喷嘴底端造成一定量的结块现象，可通过气锤210锤击，从而固定板20随之沿着导向杆212压缩强力弹簧212从而带动分散风管11做上下导向运动，使分散风管11产生瞬间振动，将结块品振落。