[其他]燃烧器及其环形喷嘴板

说明书

一种用于闪速熔炼炉的燃烧器包括：管状喷枪，其包封第一气体流动通路并且具有下端部，下端部包括一个或多个气体出口通路。下端部具有彼此面对的上环形密封表面和下环形密封表面，环形喷嘴部分位于上环形密封表面与下环形密封表面之间。气体出口通路至少部分地由环形喷嘴部分限定，并且在第一气体流动通路与喷枪的外表面之间延伸。环形喷嘴部分可以包括多个弓形区段，这些弓形区段可以彼此分离并且与上密封表面和下密封表面分离，使得当上环形密封表面和下环形密封表面彼此分离时环形喷嘴部分能被移除，以供检修。还公开了该燃烧器的环形喷嘴板。

相关申请的交叉引用

本申请要求保护在2014年11月15日提交的美国临时专利申请号 62/080,272的优先权和权益，该专利申请的内容以引用的方式并入到本文中。

技术领域

本申请涉及用于熔炼技术和相关工艺的流体分散设备。在一方面，本实用新型涉及用于精矿燃烧器或闪速燃烧器的流体分散设备。在另一方面，公开了用于熔炼技术和相关工艺的流体分散喷嘴。

背景技术

精矿的有效闪速熔炼需要熔炼燃烧反应尽可能高效率地进行。闪速冶炼炉通常包括升高的反应塔(react1n shaft)，在反应塔的顶部处放置有燃烧器，在燃烧器中，粒状进料和反应气体被带到一起。在铜冶炼的情况下，进料是通常含有铜和铁硫化矿物的精矿。精矿通常与二氧化硅助熔剂混合，并且用预热空气或富氧空气燃烧。熔滴在反应塔中形成，并且下降到炉床，形成富铜的冰铜和富铁渣相。

常规燃烧器包括外风箱气室、水冷套筒、速度调整锥，和内部喷枪。燃烧器通常包含附连到风箱气室并集成于炉反应塔的顶板的冷却块。

调整锥的下部和冷却块的内缘创建出一个环形通道。富氧燃烧空气进入风箱，并通过环形通道排放到反应塔。

水冷套筒和内部喷枪在燃烧气流环状空间内创建出环形通道。进料从上方被引入并通过水冷套筒下降进入在环形通道内的反应塔内。进料到反应气体内的偏转是由位于水冷套筒中心的喷枪下端处的钟形顶端推动的。

典型喷枪顶端包含在下端组件中的实心分散环，实心分散环包含一系列等距间隔开的恒定直径的径向孔，参考美国专利4147535。孔从喷枪的加压内部向外导向压缩空气，以使进料在伞形反应区中分散。这种类型的喷枪顶端可能与以下缺点相关联：不利地影响燃烧器性能并且可能会造成低效，例如由于炉结瘤堵塞空气开口所造成。这种事件可能造成反应塔中进料和空气的不均匀分布。这些事件频繁地出现，并且仅通过从炉移除喷枪之后在原位清洁堵塞的开口或者完全替换喷枪以允许完全拆卸和清洁堵塞的分散环孔来校正。

通常通过谨慎地钻出每个孔来执行对结瘤的原位清洁。这种清洁操作不仅耗时而且有损坏孔的风险，孔的损坏会不利地影响空气流动分布的均匀性，造成进料分布和燃烧效率的不规则性。也存在钻孔期间可能迫使炉结瘤进入到分散空气腔内的风险，在分散空气腔内，炉结瘤可能硬化。为了保持喷嘴开口的条件，最安全的清洁方式是连同垫圈一起移除实心环，并且在维修车间中进行清洁。这需要在完全拆卸已经移除的喷枪之后替换炉中堵塞的喷枪。拆卸必须远离燃烧器，在具有充分空间的维修车间中进行，以便于分离内喷枪组件与外喷枪组件。在任何情况下，这个工作需要很多时间和精力开非常小心地钻通开口中的结瘤而不损坏空气开口。从开始到完成，清洁过程通常要花费两天时间来完成。

本发明人的第一目的在于提供一种改进的分散空气喷嘴设计，其中分散环由可互换的“型板”替换，型板供应均匀分布的空气流动，同时最小化清洁所需的器械停机时间。这通过简化原位清洁以及排除了对于在维修车间中拆卸以实现型板替换的需要来完成。

本发明人的第二个目的在于提供用于实现不同的、更加适宜的进料和工艺空气空间分布和喷射速度的各种可替换型板设计。这样做以允许操作者微调设施熔炼操作，以提供适宜的燃烧效率和在型板替换或清洁之间更长的操作持续时间。

实用新型内容