[实用新型]一种高效喷射冶金装置

说明书

本实用新型公开一种高效喷射冶金装置，包括粉剂喷吹装置、喷枪和给料装置，喷枪末端的直管段连接有分叉进料管，分叉进料管与直管段连通，粉剂喷吹装置的出口通过粉吹喷粉连接管与直管段连接，给料装置的出口与分叉进料管连接，在喷射冶金过程中，利用粉剂喷吹装置形成的粉剂和载气形成的混合流体在喷枪中将颗粒料加速后一同喷入待处理的金属熔体中，其中颗粒料相对于粉剂更易与待处理的金属熔体反应，颗粒料的粒径大于粉剂的粒径；本实用新型能够用于向金属溶液喷入加入少量颗粒料的粉剂进行冶金反应，有效改善喷射冶金中粉剂和金属溶液的反应动力学条件，明显提升喷射冶金反应速率和效果。

技术领域

本实用新型涉及火法冶金的喷射冶金领域，具体涉及一种高效喷射冶金装置。

背景技术

在火法冶金中，喷射冶金技术由于其反应动力学条件好、反应效率高而得到广泛的应用，特别是钢铁冶金的铁水预处理、炉外精炼中。

理论和实践表明，在实际喷射冶金过程中，大量的粉剂颗粒停留在气泡和金属界面，或形成团聚，所以只有小部分的粉剂颗粒界面和金属溶液形成了实质性的接触。也就是说粉剂很大的比表面积这一优势并未得到充分的发挥，如何进一步改善粉剂与金属的接触条件、进而提升冶金反应效率具有重要意义。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种高效喷射冶金装置，本实用新型能够用于向金属溶液喷入加入少量颗粒料的粉剂进行冶金反应，有效改善喷射冶金中粉剂和金属溶液的反应动力学条件，明显提升其反应速率和效果。

分析粉剂颗粒在气液界面聚集的原因有如下方面：(1)金属溶液的表面张力很大，克服这一表面张力的影响进入金属溶液要求粉剂颗粒必须有足够大的动能；(2)在气泡和金属溶液界面附近有气流边界层存在，阻碍着气体和粉剂混合流的穿透；(3)颗粒越小，其与气体间的粘滞力及拖曳力作用越大，其与气流的分离越困难；(4)流股前沿的气流反向作用；(5)金属溶液对粉剂的浮力。

从理论上讲，具有一定动能的大颗粒更容易穿透气液界面而进入金属溶液中。但大颗粒比表面积明显降低，完全反应时间长，且不易实现流态化和气流携带，更无法实现浓相输送。同时，要想让大颗粒进入金属溶液一定的深度又必须要有足够高的动能。如何在两者之间寻求平衡点是技术开发的关键。

在综合考量及试验模拟的基础上，本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种高效喷射冶金装置，包括粉剂喷吹装置、喷枪和给料装置，喷枪末端的直管段连接有分叉进料管，分叉进料管与直管段连通，粉剂喷吹装置用于使粉剂和载气形成的混合流体，粉剂喷吹装置的出口通过粉吹喷粉连接管与直管段连接，给料装置用于输送颗粒料，给料装置的出口与分叉进料管连接。

优选的，分叉进料管与直管段之间的夹角小于25°，所述喷枪在使用时，直管段竖直设置。

优选的，分叉进料管与直管段入口端的端部连接有连接法兰。

优选的，粉剂喷吹装置包括流态化装置和喷粉罐，流态化装置的出口与喷粉罐的入口连接，喷粉罐的出口通过粉吹喷粉连接管与直管段连接。

优选的，喷粉罐的出口连接有粉剂储存罐，粉剂储存罐的出口通过粉吹喷粉连接管与直管段连接。

优选的，给料装置包括颗粒料罐和给料器，粒料罐的出口与给料器的入口连接，给料器的出口与分叉进料管连接。

优选的，给料器采用螺旋给料器或电磁给料器。

优选的，给料器采用螺旋给料器时，螺旋给料器的中心延长线偏离喷枪中心线(1/2)D以上，其中，D为螺旋给料器外径。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：