[发明专利]一种处理复杂物料的自热式闪速冶炼工艺及装置

摘要

本发明公开了一种处理复杂物料的自热式闪速冶炼工艺及装置，利用旋转一次风形成的高温内回流区快速加热物料，物料与一次风形成风粉混合气流，与工艺风中的氧发生冶金反应。直流中心风及直流二次风分别控制内回流区、整个风粉混合气流的体积、形状及分布。由轴向中心线向外依次是燃料管、中心风管、物料管、一次风管、二次风管；采用轴向叶片、出口扩口、板孔式稳燃器、齿形或齿环形布料器、圆形喷嘴间断出风、束焰罩设计，使得一次风旋转强度大大加强，风粉混合更加充分均匀，拥有稳定存在、形状合理的内回流区，风粉迅速升温发生冶金反应，高温气流形状可控，减小对炉壁的高温冲刷腐蚀，提高炉体使用寿命。

主权项

一种处理复杂物料的自热式闪速冶炼工艺，其特征是，向反应塔中心通入燃料，在开始投料时作为点火器，为自热式冶炼反应之初提供热量，待冶炼反应稳定后，停止使用燃料；将一次工艺风经轴向叶片转化为具有轴向速度、切向速度、径向速度的旋转风喷入冶金炉内，其在离心力作用下在径向上向外扩张，在中心区域产生负压，使周围高温气体回流旋转风中心，形成高温内回流区；将经配料、干燥后的粉状物料由物料风气力输送并充分流态化后在一次工艺风内侧喷入冶金炉内，被一次工艺风卷入、混合，形成旋转风粉混合气流；用直流风作中心工艺风在物料风内侧通过板孔式稳燃器喷入冶金炉内，为风粉混合气流中的内侧物料提供氧化反应所需氧气；用直流风作二次工艺风在一次工艺风外侧通过圆形喷嘴喷入冶金炉内，为风粉混合气流中的外围物料提供氧化反应所需氧气；旋转风粉混合气流被内回流区内的高温气体加热到氧化反应温度，与中心工艺风、物料风、一次工艺风、二次工艺风中的氧发生氧化反应，无需额外燃烧燃料提供热量，充分利用氧化反应放出的化学热，实现自热式闪速冶炼反应；齿形或齿环形布料器改善物料在环状截面上的分布均匀性，使物料着火及氧化反应稳定持续；中心工艺风通过风量、风速、板孔式稳燃器、出口扩口控制内回流区的体积、形状及分布；二次工艺风通过风量、风速、束焰罩、圆形喷嘴及出口扩口控制整个高温风粉混合气流的体积、形状及分布，减少高温冶炼产物对冶金炉内壁的冲刷；高温内回流区、中心工艺风、物料风、一次工艺风、二次工艺风共同作用产生的风粉混合气流，使得物料与氧充分混合、碰撞，实现冶炼成分、组成多元的复杂物料。