拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪的制作方法

本发明涉及有色金属冶炼技术领域，尤其涉及一种采用拉瓦喷射混合流体的浸没式顶吹喷枪。

背景技术：

现有技术中，用于浸没式顶吹炉喷枪主要有两种：第一种是套筒式喷枪，套筒式喷枪是在赛罗喷枪的基础上开发的浸没式顶吹喷枪，这种喷枪是由多层套筒组成，每一层套筒内有一种流体，多种流体通过套筒进行混合。这种喷枪的不足之处是喷枪外层容易烧损变形，对喷枪外部冷却的流体流量小，冷却强度差，另外，喷枪结构复杂，制造难度大。

第二种是浸没式管束混合顶吹喷枪，这种喷枪是在套筒式喷枪的基础上进行改进，改进之处主要是在流体混合处设置多管束，把要混合的流体通过管束进行分流。这种喷枪的不足之处是管束混合段焊接制造困难，欲混合的流体不能均匀混合；由于混合段处空间狭小，如果把流体分得更细，里面的管道非常多，管道和管道之间间隙非常小，无法进行焊接，造成管束在使用过程中脱落，发生安全事故；其次，无法监视喷枪插入熔池的深度，造成生产效率降低；另外，没有设置喷枪缓冲支座，喷枪在使用过程中直接冲击高温熔体，造成喷枪弯曲，喷枪寿命短，维修成本高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种结构简单、使用方便、安全可靠、混流效果好、混流均匀的拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪，包括中空的枪体，枪体为圆筒形，枪体的一端为封闭端，另一端为开口端，其特征在于，所述枪体的内腔从封闭端至开口端依次分为混合段、输送段、旋流段和紊流段，一燃料管从封闭端中心同轴向穿入枪体中并延伸至紊流段中，所述枪体内的燃料管外套设有一导压管，封闭端的枪体外安装有端压取样器，端压取样器插入枪体内并连接导压管；混合段的枪体侧壁上开有至少两个流体接口；所述枪体内安装有至少一个拉瓦尔喷射装置，拉瓦尔喷射装置位于任意相邻的两个流体接口之间；所述旋流段的枪体内安装有旋流器。

进一步地，所述旋流器为叶片式旋流器。

进一步地，所述拉瓦尔喷射装置包括圆板，圆板的中心焊接在导压管上，圆板的外圆面与枪体的内壁无缝连接，圆板上开设有若干拉瓦尔孔。

进一步地，所述圆板的厚度为2mm～200mm，同一圆板上的拉瓦尔孔的数量≥2。

进一步地，所述输送段的枪体外壁上安装有缓冲支座，缓冲支座内安装有缓冲器。

进一步地，所述缓冲器为弹簧缓冲器或橡胶缓冲器。

进一步地，所述输送段的长度≥100mm；紊流段的长度为100～1000mm。

本发明的有益效果为：

（1）结构简单、制造方便、材料省、安全可靠。

（2）流体混合更加均匀，流通过拉瓦喷射装置的拉瓦尔孔喷射后，以喇叭状的形态混入到下面的流体，从而使各种流体混合更加均匀；实现了喷枪插入熔池的深度控制，提高了浸没式顶吹炉冶炼的生产效率。

（3）缓冲支座有效地克服了喷枪在搅动熔池过程中带来的对喷枪冲击，喷枪不容易弯曲，喷枪使用周期延长，提高作业生产率，降低生产成本，有效地消除了对熔体的垂直冲击，熔体喷溅更少，减少高温熔体凝渣对余热锅炉的堵塞。

（4）采用叶片式全包角旋流器，旋流效果更好。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

图2为拉瓦喷射装置的结构示意图。

图3为本发明另一实施例的结构示意图。

图中：枪体1、混合段2、输送段3、旋流段4、紊流段5、燃料管6、导压管7、端压取样器8、流体接口9、拉瓦喷射装置10、圆板11、拉瓦尔孔12、旋流器13、缓冲支座14、缓冲器15。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

如图1、图2所示，一种拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪，包括中空的枪体1，枪体1为圆筒形，枪体1的一端为封闭端，另一端为开口端，枪体1的内腔从封闭端至开口端依次分为混合段2、输送段3、旋流段4和紊流段5，一燃料管6从封闭端中心同轴向穿入枪体1中并延伸至紊流段5中，枪体1内的燃料管6外套设有一导压管7，封闭端的枪体1外安装有端压取样器8，端压取样器8插入枪体1内并连接导压管7；混合段2的枪体1侧壁上开有两个流体接口9；枪体1内安装有一个拉瓦尔喷射装置10，拉瓦尔喷射装置10位于相邻的两个流体接口9之间，拉瓦尔喷射装置10包括圆板11，圆板11的中心焊接在导压管7上，圆板11的外圆面与枪体1的内壁无缝连接，圆板11上开设有若干拉瓦尔孔12，圆板11的厚度为2mm～200mm，同一圆板11上的拉瓦尔孔12的数量≥2；输送段3的枪体1外壁上安装有缓冲支座14，缓冲支座14内安装有缓冲器15，缓冲器15为弹簧缓冲器或橡胶缓冲器，输送段3的长度≥100mm；旋流段4的枪体1内安装有旋流器13，旋流器13为叶片式旋流器；紊流段5的长度为100～1000mm。

实施例2

如图2、图3所示，一种拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪，包括中空的枪体1，枪体1为圆筒形，枪体1的一端为封闭端，另一端为开口端，枪体1的内腔从封闭端至开口端依次分为混合段2、输送段3、旋流段4和紊流段5，一燃料管6从封闭端中心同轴向穿入枪体1中并延伸至紊流段5中，枪体1内的燃料管6外套设有一导压管7，封闭端的枪体1外安装有端压取样器8，端压取样器8插入枪体1内并连接导压管7；混合段2的枪体1侧壁上开有三个流体接口9；枪体1内安装有两个拉瓦尔喷射装置10，两个拉瓦尔喷射装置10分别位于相邻的两个流体接口9之间，拉瓦尔喷射装置10包括圆板11，圆板11的中心焊接在导压管7上，圆板11的外圆面与枪体1的内壁无缝连接，圆板11上开设有若干拉瓦尔孔12，圆板11的厚度为2mm～200mm，同一圆板11上的拉瓦尔孔12的数量≥2；输送段3的枪体1外壁上安装有缓冲支座14，缓冲支座14内安装有缓冲器15，缓冲器15为弹簧缓冲器或橡胶缓冲器，输送段3的长度≥100mm；旋流段4的枪体1内安装有旋流器13，旋流器13为叶片式旋流器；紊流段5的长度为100～1000mm。

拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪的使用过程为：

通过天车把拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪吊运到喷枪升降小车上，喷枪升降小车上的固定器固定住拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪的缓冲支架；拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪上的燃料管、流体接口以及端压取样器连接到喷枪升降小车上的各个相应连接口。然后，启动喷枪升降小车，把拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪伸入到浸没式顶吹炉内，即紊流段的枪体插入浸没式顶吹炉内的熔池中，拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪内的各流体经旋流器旋流后，进入到紊流段并喷入到熔池内。拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪在插入熔池前，在接近熔池表面停留一会，喷枪表面挂一层冷凝渣，通过冷凝渣保护喷枪，延长喷枪使用寿命，提高作业率。

拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪有如下使用方法：

1、将拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪插入到浸没式顶吹炉内，并通过控制喷枪小车升降调节喷枪的插入熔池深度和喷枪流体接口的各个流体参数，获得不同的冶金反应气氛，并使浸没式顶吹炉的空间传热和传质加快，提高反应速度。此喷枪适用于浸没式顶吹炉熔炼、吹炼或其它冶金炉冶炼需求，适用于冶炼有色金属（包括有色金属矿石冶炼和废旧金属回收等）。

2、拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪在插入熔池后，监视喷枪端压取样器的数值。如果喷枪端压超过一定的数值，把喷枪提升一点，直至喷枪端压在合理的范围内；如果喷枪端压低于一定的数值，把喷枪下降一点，直至喷枪端压在合理的范围内。通过端压数值来控制喷枪的升降，从而使喷枪插入熔池的深度控制在有效的范围内，保证浸没式顶吹炉的高效运行。如果在使用过程中端压消失或不稳定，通过吹扫导压管，从而恢复喷枪端压的测量及控制。

3、当拉瓦喷射浸没式顶吹喷枪在埋入熔池中或浸没式顶吹炉内熔池表面和空间供热使用过程中，保持足够的流体进入紊流段中，使冷却流体能够不断冷却紊流段的枪体，使冶炼能够持续进行。

所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。