Шихтовая горелка Советский патент 1990 года по МПК C22B15/00 F23D1/02 

Изобретение относится к цветной металлургии, преимущественно к устройствам для сжигания порошкообразных сульфидных материалов в кислородсодержащем газе внутри реакционной зоны печи взвешенной плавки.

Целью изобретения является увеличение производительности горелки.

На фиг. 1 изображена горелка, вертикальный продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Шихтовая горелка содержит трубу 1, установленную внутри вертикальной осесимметричной (в частном случае цилиндрической) камеры 2 соосно. Камера 2 в верхней части соединена с трубой 3 через коллектор 4, а в ее нижней части, вблизи среза, выполнена радиально-кольцевая щель, соединенная с патрубком 5 каналом 6.

Горелка работает следующим образом.

10

15

Пылевидный твердый материал подается сверху в трубу 1. Реакционный газ, например воздух, вводится в коллектор 4 через трубу 3 и выходит через коаксиальный канал между трубой 1 и камерой 2 в нижнюю часть последней. Реакционный газ, например кислород, радиально-щелевой струей вводится через щель в нижней части камеры, предварительно пройдя через патрубок 5 и канал 6.

3 результате пересечения под трубой 1 радиально-щелевой струи с предварительно разжиженным потоком шихты обеспечивается равномерное эффективное перемешивание материала с кислородом. При этом частицы вылетают из горелки, не касаясь стенок ее камеры, что позволяет избежать абразивного износа камеры. Оба указанных фактора позволяют обеспечить высокую производительность горелки.

Лабораторная установка представляет собой модель печи взвешенной плав-.25 ки сульфидного медно-никелевого концентрата. Шихтовую горелку предлагаемой конструкции устанавливают в центре свода реакционной шахты лабораторной печи. В трубу 1 подают шихту (содержащую концентрат, %: Hi 7,5; Си 2,7; Со 0,3; G 32; Fe 49; Si О, 2,2) и флюс (78% SiOxj) при соотношении количества концентрата к количеству флюса 3,3:1. Среднемассовая крупность

20

30

высота щели 5,3 мм, длина щели 27 мм, расстояние от нижнего среза трубы подачи материала до нижнего среза камеры 42 мм (З/D-d). На такой горелке достигнута производительность 0,60 т/ч при нормальном протекании процесса.

Экономическая эффективность применения шихтовой горелки определяется как ее преимуществом в текущей производительности по объему перерабатываемого материала (в среднем на 7,5%) так и в снижении времени простоев на замену абразивно изнашиваемых узлов горелки, что выражается в росте средней производительности еще на 1,5%. Коагуляция частиц материала в факеле горелки предлагаемой конструкции позволяет уменьшить пылевьшос на 1%, что также дает рост фактической производительности из-за снижения объем оборотной пыли. Таким образом, рост производительности при применении данной горелки составит 10%.

Формула изобретения

Шихтовая горелка для сжигания порошкообразных материалов в кислородсодержащем газе, имеющая вертикальную осесимметричную камеру с установленной внутри нее и соосно с ней трубой для подачи материала, трубу для ввода реакционного газа, соединенную с

частиц флюса и концентрата составляет 35 верхней частью камеры коллектором, и

20 мкм. Через патрубок 3 в коллектор 4 горелки вводят воздух с расходом 130-150 нмэ/ч, а через патрубок 5 подают технологический кислород, содержащий 95% 0$, в количестве 80 - 100 им /ч. Результирующее содержание кислорода в дутье составляет- /50%. Плавку ведут на штейн с суммарным содержанием меди и никеля 40%. Внутренний диаметр камеры горелки D составляет 38 мм, наружный диаметр шихтовой трубы d 24 мм. Остальные конструктивные параметры различные для каждого из проведенных опытов.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Наилучшей является горелка, у которой расстояние от нижнего среза камеры до горизонтальной плоскости симметрии щели равно 12 мм (0,42 Д),

40

45

50

55

канал для ввода реакционного газа с входным патрубком и соплом (соплами), направленным(и) под углом к оси горелки, со срезом (срезами), расположенным (и) ниже трубы подачи материала, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности горелки, нижний срез трубы подачи материала расположен на расстоянии (2-4)(D-d) выше плоскости нижнего среза камеры, а соплом служит радиально-кольцевая щель, выполненная в камере на расстоянии не более 0,5 D от указанной плоскости, при этом длина щели составляет 1 (0,9., .1,4) -0,27D/d D, мм, а высота не более Н 0,4 DHl-(d-D)1 , мм, где D - внутренний диаметр камеры, мм; d - внешний диаметр трубы подачи материала, мм.

5

5

0

0

высота щели 5,3 мм, длина щели 27 мм, расстояние от нижнего среза трубы подачи материала до нижнего среза камеры 42 мм (З/D-d). На такой горелке достигнута производительность 0,60 т/ч при нормальном протекании процесса.

Экономическая эффективность применения шихтовой горелки определяется как ее преимуществом в текущей производительности по объему перерабатываемого материала (в среднем на 7,5%), так и в снижении времени простоев на замену абразивно изнашиваемых узлов горелки, что выражается в росте средней производительности еще на 1,5%. Коагуляция частиц материала в факеле горелки предлагаемой конструкции позволяет уменьшить пылевьшос на 1%, что также дает рост фактической производительности из-за снижения объема оборотной пыли. Таким образом, рост производительности при применении данной горелки составит 10%.

Формула изобретения

Шихтовая горелка для сжигания порошкообразных материалов в кислородсодержащем газе, имеющая вертикальную осесимметричную камеру с установленной внутри нее и соосно с ней трубой для подачи материала, трубу для ввода реакционного газа, соединенную с

5 верхней частью камеры коллектором, и

канал для ввода реакционного газа с входным патрубком и соплом (соплами), направленным(и) под углом к оси горелки, со срезом (срезами), расположенным (и) ниже трубы подачи материала, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности горелки, нижний срез трубы подачи материала расположен на расстоянии (2-4)(D-d) выше плоскости нижнего среза камеры, а соплом служит радиально-кольцевая щель, выполненная в камере на расстоянии не более 0,5 D от указанной плоскости, при этом длина щели составляет 1 (0,9., .1,4)- -0,27D/d D, мм, а высота не более Н 0,4 DHl-(d-D)1 , мм, где D - внутренний диаметр камеры, мм; d - внешний диаметр трубы подачи материала, мм.

По известному способу Нормальное протекание процесса,

Изобретение относится к цветной металлургии, преимущественно к устройствам для сжигания порошкообразных сульфидных материалов в кислородсодержащем газе внутри реакционной зоны печи взвешенной плавки. Цель - увеличение производительности горелки. В шихтовой горелке для сжигания порошкообразных материалов в реакционном кислородсодержащем газе, имеющей вертикальную осесимметричную камеру с установленной внутри камеры, соосно с ней, трубой для подачи материала, трубу для ввода реакционного газа, соединенную с верхней частью камеры через коллектор и канал для ввода реакционного газа с входным патрубком и соплом (соплами), направленным (и) под углом к оси горелки, со срезом (срезами), расположенным (и) ниже трубы подачи материала, нижний срез трубы подачи материала расположен на расстоянии (2 - 4) (D - D) выше плоскости нижнего среза камеры, а соплом служит радиально-кольцевая щель, выполненная в камере на расстоянии не более 0,5 D от указанной плоскости. При этом длина щели L составляет L = [(0,9 - 1,4)-0,27D/D]D, мм, а высота не превышает значения, определяемого формулой H = 0,4 D²[1^D - (D/D)²]^1,6/L, где D - внутренний диаметр камеры, мм

D - внешний диаметр трубы подачи материала, мм. 2 ил., 1 табл.

4.

±л

фиг.1