体出口 7排出。烟气中SO2含量平均提高了2.5%，SO2的瞬时浓度可达7000~10000mg/Nm3，通过该工艺处理生成的高SO2烟气则由排烟道送到制酸工序，平均一年减排S027?9万吨。
[0029]本实施例中烟气中残氧含量由6%降至4%以下，烟尘率由1.42%降至0.85%以下，含铜由3.2%降至2.4%以下，含金由0.678八降至0.278八以下，含银1148八降至628八以下，烟气中SO2含量平均提高了 2.5%以上，SO2的瞬时浓度可达7000?10000mg/Nm3。渣含铜由0.767%降至0.572%以下，渣含银由7.5g/t降至2.7g/t以下。本实用新型制备得到的熔体经现有流程的方法制备得到后续产品金回收率由93.18%提升至97.30%，银回收率由94.04%提升至96.30%ο
[0030]实施例2
[0031]如图1至2所示，该超音速旋转射流氧枪，包括外螺纹1、枪体2、氧气通道3、燃料通道4和水冷通道5，所述枪体2内部中心为中空氧气通道3，氧气通道3采用拉瓦尔喷管，氧气通道3上部内部端口设有外螺纹I，以氧气通道3壁从里至外设有同心燃料通道层、水冷通道层，燃料通道层上设有贯穿枪体2的若干燃料通道4，水冷通道层上设有若干水冷通道5，相邻水冷通道5密封连接。
[0032]其中外螺纹I螺距为25mm，齿高为20mm，螺纹总长度为300mm;拉瓦尔喷管为长40cm，直径从20至25cm渐扩型直管。
[0033]如图3所示，该超音速旋转射流氧枪的应用装置，包括外螺纹1、枪体2、氧气通道3、燃料通道4和水冷通道5、放渣口 6、熔体出口 7、排烟道8、加料口 9和冶金炉体1，所述枪体2内部中心为中空氧气通道3，氧气通道3采用拉瓦尔喷管，氧气通道3上部内部端口设有外螺纹I，以氧气通道3壁从里至外设有同心燃料通道层、水冷通道层，燃料通道层上设有贯穿枪体2的若干燃料通道4，水冷通道层上设有若干水冷通道5，相邻水冷通道5密封连接，枪体2从冶金炉体10顶部插入，冶金炉体10顶部设有与冶金炉体10相通的排烟道8和加料口9，冶金炉体10下部一侧设有放渣口 6，冶金炉体10底部一侧设有熔体出口 7。
[0034]该超音速旋转射流氧枪的应用装置的应用方法:
[0035]步骤1、首先将枪体2从冶金炉体10顶部插入，并控制距离熔池液面250mm;
[0036]步骤2、将1000kg物料(物料为高镍二次铜精矿，包括以下质量百分比组分:Cu66%、Fe4.3%、S21%、Ni5.6%等)从加料口9加入置冶金炉体10内，全氧(全氧中含氧量为99wt%)从枪体2中的氧气通道3、冷却水从枪体2中的水冷通道5通入，将补充燃料(重油)从枪体2的燃料通道4通入，全氧以超音速状态通过氧枪进入熔池内，形成以轴线为中心的超音速射流，形成以轴线为中心的超音速射流，超音速射流冲击溶液表面，在熔池液相内形成一个明显的凹陷面，其液相流动速度可达到45?50m/s。在液相内部形成流场使得矿料颗粒与氧气充分接触，促进粒子间的碰撞，促进化学反应进行，释放大量热量，在凹陷面附近温度能够保持在2100?2200k左右；由于氧气通道3上部内部端口设有外螺纹I，使射流边界层形成旋转射流，该旋转射流由于外螺纹的阻碍作用，其气流速度会发生明显的衰减。旋转射流速度只有中心射流速度的三分之一到二分之一，但足够带动炉腔3内可燃气体不断流动，这些可燃气体也会充分燃烧，释放出热量供给熔池。在整个熔炼过程中固体炉壁面处的温度能够恒定在1600?1700k，在此过程中产生的烟气从排烟道8排出，冶炼完成后渣从放渣口 7中排出，熔体从熔体出口 7排出。
[0037]实施例3
[0038]如图1至2所示，该超音速旋转射流氧枪，包括外螺纹1、枪体2、氧气通道3、燃料通道4和水冷通道5，所述枪体2内部中心为中空氧气通道3，氧气通道3采用拉瓦尔喷管，氧气通道3上部内部端口设有外螺纹I，以氧气通道3壁从里至外设有同心燃料通道层、水冷通道层，燃料通道层上设有贯穿枪体2的若干燃料通道4，水冷通道层上设有若干水冷通道5，相邻水冷通道5密封连接。
[0039]其中外螺纹I螺距为22mm，齿高为18mm，螺纹总长度为250mm;拉瓦尔喷管为长45cm，直径从20至25cm渐扩型直管。
[0040]如图3所示，该超音速旋转射流氧枪的应用装置，包括外螺纹1、枪体2、氧气通道3、燃料通道4和水冷通道5、放渣口 6、熔体出口 7、排烟道8、加料口 9和冶金炉体1，所述枪体2内部中心为中空氧气通道3，氧气通道3采用拉瓦尔喷管，氧气通道3上部内部端口设有外螺纹I，以氧气通道3壁从里至外设有同心燃料通道层、水冷通道层，燃料通道层上设有贯穿枪体2的若干燃料通道4，水冷通道层上设有若干水冷通道5，相邻水冷通道5密封连接，枪体2从冶金炉体10顶部插入，冶金炉体10顶部设有与冶金炉体10相通的排烟道8和加料口9，冶金炉体10下部一侧设有放渣口 6，冶金炉体10底部一侧设有熔体出口 7。
[0041 ]该超音速旋转射流氧枪的应用装置的应用方法:
[0042]步骤1、首先将枪体2从冶金炉体10顶部插入，并控制距离熔池液面200mm;
[0043]步骤2、将1000kg物料(物料为高铜镍精矿，包括以下质量百分比组分:Ni65%、Cu6%、Fe4.1%、S23%等)从加料口9加入置冶金炉体10内，全氧(全氧中含氧量为98wt%)从枪体2中的氧气通道3、冷却水从枪体2中的水冷通道5通入，将补充燃料(重油)从枪体2的燃料通道4通入，全氧以超音速状态通过氧枪进入熔池内，形成以轴线为中心的超音速射流，形成以轴线为中心的超音速射流，超音速射流冲击溶液表面，在熔池液相内形成一个明显的凹陷面，其液相流动速度可达到45?50m/s。在液相内部形成流场使得矿料颗粒与氧气充分接触，促进粒子间的碰撞，促进化学反应进行，释放大量热量，在凹陷面附近温度能够保持在2100?2200k左右；由于氧气通道3上部内部端口设有外螺纹I，使射流边界层形成旋转射流，该旋转射流由于外螺纹的阻碍作用，其气流速度会发生明显的衰减。旋转射流速度只有中心射流速度的三分之一到二分之一，但足够带动炉腔3内可燃气体不断流动，这些可燃气体也会充分燃烧，释放出热量供给熔池。在整个熔炼过程中固体炉壁面处的温度能够恒定在1600?1700k，在此过程中产生的烟气从排烟道8排出，冶炼完成后渣从放渣口7中排出，熔体从熔体出口 7排出。
[0044]以上结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种超音速旋转射流氧枪，其特征在于:包括外螺纹(I)、枪体(2)、氧气通道(3)、燃料通道(4)和水冷通道(5)，所述枪体(2)内部中心为中空氧气通道(3)，氧气通道(3)采用拉瓦尔喷管，氧气通道(3)上部内部端口设有外螺纹(I)，以氧气通道(3)壁从里至外设有同心燃料通道层、水冷通道层，燃料通道层上设有贯穿枪体(2)的若干燃料通道(4)，水冷通道层上设有若干水冷通道(5)，相邻水冷通道(5)密封连接。2.根据权利要求1所述的超音速旋转射流氧枪，其特征在于:所述外螺纹(I)螺距为20?25mm，齿高为15?20mm，螺纹总长度为200?300mm。3.根据权利要求1所述的超音速旋转射流氧枪，其特征在于:所述拉瓦尔喷管，长35?50cm，直径从20至25cm渐扩型直管。4.一种根据权利要求1至3任意一项所述的超音速旋转射流氧枪的应用装置，其特征在于:还包括放渣口(6)、熔体出口(7)、排烟道(8)、加料口(9)和冶金炉体(10)，枪体(2)从冶金炉体(10)顶部插入，冶金炉体(10)顶部设有与冶金炉体(10)相通的排烟道(8)和加料口(9)，冶金炉体(10)下部一侧设有放渣口(6)，冶金炉体(10)底部一侧设有熔体出口(7)。
【专利摘要】本实用新型涉及一种超音速旋转射流氧枪和应用装置，属于冶金工业生产技术领域。该超音速旋转射流氧枪包括外螺纹、枪体、氧气通道、燃料通道和水冷通道，所述枪体内部中心为中空氧气通道，氧气通道采用拉瓦尔喷管，氧气通道上部内部端口设有外螺纹，以氧气通道壁从里至外设有同心燃料通道层、水冷通道层，燃料通道层上设有贯穿枪体的若干燃料通道，水冷通道层上设有若干水冷通道，相邻水冷通道密封连接。该超音速旋转射流氧枪能应用于冶金物料的吹炼处理工艺和装置。本实用新型作为超音速旋转射流氧枪能满足现代生产高产能、低能耗、低污染、控制成本的冶炼要求。
【IPC分类】F27B14/14, F27D7/02, F23D11/00
【公开号】CN205299514
【申请号】
【发明人】王仕博, 李鹏, 王 华
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月8日