精礦噴嘴是閃速爐的關鍵部件之一。精礦粉料和工藝風( 富氧空氣) 分別通過精礦噴嘴與中央氧管進入反應塔空間，精礦粉料在精礦噴嘴處通過分布風進行分散，在合適的溫度下和氧氣充分混合。
它的作用是將爐料與空氣充分混合併使其沿塔橫截面儘量均勻分布；另外通過噴嘴的高速氣流對物料產生引射作用，使下料順暢。噴嘴的形式與設計，對反應過程速度，熔煉質量，反應塔高度和塔壁侵蝕程度等有很大影響。
基本介紹
- 中文名：精礦噴嘴
- 外文名：concentrate burner
- 類型：一段收縮式，中央噴射式
- 形式：中央反調節式，精礦單噴嘴
- 組成：進風管，下料管，油噴嘴，外殼
- 屬性：閃速爐的關鍵部件之一
構造,類型,耐火材料,
構造
閃速爐精礦噴嘴的構造是怎樣的？
精礦噴嘴是閃速爐的關鍵設備之一，精礦、石英粉、菸灰等粉狀物料及風、氧、油從反應塔頂進入閃速爐時，起著料與風的混合、料的吹散、重油的霧化燃燒等作用，它的結構性能合理與否，直接關係到閃速熔煉的熱工制度和反應過程的優劣。精礦噴嘴的形式多種多樣，因物料及工藝制度的不同而不同。一般分為中央反調節式精礦噴嘴和精礦單噴嘴。
(1)中央反調節式精礦噴嘴
中央反調節式精礦噴嘴由喉口、風箱、分料錐、油槍、調節錐、固定料管等組成。
其原理是，當精礦等物料在進入固定料管後，通過調整活動料管、調節錐、油槍的相對位置，及壓縮風、富氧熱風、油的配入，加入反應塔並迅速燃燒和熔化。在改變加料量時，需改變喉口部的進風量和風速，此時主要是通過調整在喉口部上活動加料管外側的風速調節錐的升降實現。同時在活動料管下部有一個設有垂直於加料方向小孔的分料錐，壓縮空氣從小孔中吹出將精礦等物料吹散，使其與富氧熱風更均勻地混合，並因從在加料管中間用壓縮空氣霧化的油槍噴出的重油燃燒而迅速熔化。
(2)精礦單噴嘴
精礦單噴嘴的配置主要有兩部分：風動溜槽和精礦噴嘴。圖4-7為風動溜槽和精礦噴嘴的示意圖。
風動溜槽：風動溜槽把混合物料引入下料口，風動溜槽運輸機把混合物料給入精礦噴嘴入口，風動溜槽運輸方式的優點包括排除小流量的波動並且使物料的薄厚均勻。物料的流態化、平穩乃至物料進入精礦噴嘴的給料截面對操作過程非常重要。
精礦噴嘴：精礦噴嘴包括一個括風箱、中央噴射分散器( CJD)、一個工藝風流速調節控制設備、分料器、一個中央油槍、一個鳥巢水套、一個環繞水套。冷卻水套位於反應塔頂部的精礦噴嘴入口。中央噴射分散器( CJD)位於風箱的中部。
精礦噴嘴是用來混合和驅散固體物料，富氧工藝風進入反應塔的關鍵設備。反應塔是反應的主要場所，可以使粒狀物料被氧化形成熔化的鎳銅。當物料通過精礦噴嘴進入反應塔，將被迅速加熱、燃燒，發生氧化反應。當富氧工藝風通過工藝風管吹入時，混合乾物料通過風動溜槽進入精礦噴嘴。當沒有精礦時冷卻風只被用來冷卻精礦噴嘴。冷卻風順著精礦噴嘴通過中間氧管、分散風管、風箱進入反應塔。
工藝風流速在噴嘴出口被流速控制器控制，流速控制器由執行機構、齒輪、軸和一個調整套筒組成。噴嘴出口截面可根據設定速率、工藝風體積和溫度來實現。
類型
目前噴嘴主要有一段收縮式和中央噴射式兩類。後者是20世紀年代末至90年代初發展起來的。隨著富氧熔煉的發展，生產能力的大型化，許多廠家已將一段收縮式改為中央噴射式噴嘴。
(一)一段收縮式
這種噴嘴的均勻布料性是靠過程空氣在噴嘴喉部的高速流動完成。因而，單台噴嘴的生產能力有限，精礦處理量最高達450t/d。喉部流速越高，布料性越好。但過程空氣壓力損失大。在噴嘴頭部一般設有小型布料錐。一段收縮式噴嘴要求過程空氣預熱，預熱溫度200—400℃，有的高達800—900℃。
(二)中央噴射式
噴嘴的布料機理是靠壓縮空氣的噴吹和過程空氣的快速噴出共同完成的。曲線形布料錐先將從加料管落下的物料柱分散，再經壓縮空氣水平噴射，快速進行物料與氧的混合。因而噴嘴生產能力大，單噴嘴處理精礦量達3000—3500t/d，目前最大的閃速爐只安裝一個噴嘴。該噴嘴煙塵率低，一般為5%一7%，而一段收縮式煙塵率7%一10%。塔頂只安裝一個噴嘴，有利於供料的均勻化，而且易於操作管理，爐頂環境好。中央噴射式噴嘴內不設定油噴嘴，而在塔頂另設氧油燒嘴或天然氣燒嘴。
世界上各閃速爐使用廠家根據各自的使用條件，例如富氧空氣含氧量的高低、空氣預熱溫度的高低、精礦噴嘴內是否布置油槍等，研製了各種形狀的精礦噴嘴，有單純收縮式的，有收縮擴張式的，有拉瓦爾管形狀的。精礦噴嘴的布置，以前多採用一台閃速爐4個精礦噴嘴，均勻分布在反應塔頂的一個圓周上。芬蘭奧托昆普公司又首創用一個大能量的精礦噴嘴代替4個較小的精礦噴嘴，布置在反應塔頂中心的方法。這對於簡化閃速爐塔頂的布置、減少上料系統、改善反應塔內的物料反應狀況以及增加反應塔的壽命，都有顯著的效果。
耐火材料
精礦噴嘴使用的耐火材料比較簡單。常溫鼓風的精礦噴嘴完全由金屬結構組成，不使用耐火材料。中溫(200—450°C)鼓風和高溫(450—900℃)鼓風的精礦噴嘴的外殼內需要襯耐火材料，以減少熱損失和改善周圍的操作環境。為了不使爐料中的硫在中心料管中氧化，高溫鼓風的精礦噴嘴的中心料管外部要採用銅管水冷，水冷銅管外再襯耐火材料。因為預熱空氣的溫度在900°C以下，又沒有爐料或熔體的沖刷、侵蝕，所以精礦噴嘴的耐火材料一般都選用高鋁質耐火澆注料或搗打料。
