CN106544526A - 一种熔池熔炼侧吹射流泉涌式强化搅拌方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种熔池熔炼侧吹射流泉涌式强化搅拌方法，属于冶金技术领域。首先将喷嘴向炉膛底部倾斜呈5～40°（即倾斜角度为5～40°），通过缩小喷嘴1直径为1.0～3.0cm，喷嘴连接接通的风道中风压为0.2～0.4MPa，使富氧空气以射流的方式从侧面鼓入熔池内，从而产生像泉涌一样的熔池搅拌。本方法能够实现侧吹炉炉体大型化，增大有效熔炼面积，进而提高侧吹炉的熔炼强度，产生规模效应，降低侧吹炉的单位生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种熔池熔炼侧吹射流泉涌式强化搅拌方法，属于冶金技术领域。
背景技术
中国作为最大的能源消费国，也是二氧化碳排放总量最大的国家，面临着以“高碳”和“高污染物排放”为主要特征的环境问题。冶金行业作为典型的高能耗和高排放产业受到国家的重点关注，我国“十二五”发展规划明确了冶金行业的节能减排约束性指标，加大淘汰落后产能的力度。因此，自主创新开发新型冶炼节能技术将伴随着技术改造和淘汰落后工艺和设备，成为冶金行业节能减排的关键。
富氧熔池熔炼技术是将气体直接鼓入熔池来实现三相间的快速传热传质过程，其关键在于促进造渣反应快速充分的进行。近年来，富氧熔池熔炼技术呈现出良好的发展势头，富氧侧吹熔炼技术的发展稍显落后，其所占产能的份额最小，这是其工艺特点所决定的。过去采用的富氧侧吹熔炼技术属泡状流区制，而泡状流区制下的气泡体积大，富氧空气在熔池内的停留时间短，对熔池的搅拌不充分，影响熔池内造渣反应的速率，使得侧吹炉的床能力处于较低的水平，富氧空气难以吹透渣层，限制了炉体进一步扩大，导致侧吹炉的熔炼总量较小，同时富氧空气贴壁上浮也对炉壁造成了一定的冲刷腐蚀。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种熔池熔炼侧吹射流泉涌式强化搅拌方法。本方法能够实现侧吹炉炉体大型化，增大有效熔炼面积，进而提高侧吹炉的熔炼强度，产生规模效应，降低侧吹炉的单位生产成本，本发明通过以下技术方案实现。
一种熔池熔炼侧吹射流泉涌式强化搅拌方法，首先将喷嘴1向炉膛底部倾斜呈5～40°（即倾斜角度为5～40°），通过缩小喷嘴1直径为1.0～3.0cm，喷嘴1连接接通的风道2中风压为0.2～0.4MPa，，使富氧空气以射流的方式从侧面鼓入熔池内，从而产生像泉涌一样的熔池搅拌。
所述喷嘴（1）出口富氧空气流速为150.0～400.0m/s。
所述富氧空气中氧含量为23wt%～99.9wt%。
本发明的有益效果是：
（1）能够实现侧吹炉炉体大型化，增大有效熔炼面积，进而提高侧吹炉的熔炼强度，产生规模效应，降低侧吹炉的单位生产成本；
（2）气体射流具有一定的穿透深度，杜绝气泡贴壁上浮的现象，降低气泡对炉壁的冲刷腐蚀作用，延长炉壁的使用寿命；
（3）在射流作用下，渣层的含气率和搅动半径都有明显的提高，为反应提供了良好的动力学条件，促进造渣反应更快更充分的进行，提高了侧吹炉的床能力；
（4）由于富氧空气的反应更加充分，可以根据实际情况适当减少富氧空气的鼓入量，减少烟气的排放量和热损失，起到节能减排的效果。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中：1-喷嘴，2-风道，3-倾斜角度。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，某冶炼厂炼铜车间的侧吹炉，在采用该熔池熔炼侧吹射流泉涌式强化搅拌方法后，喷嘴直径由5cm缩小为3cm，风压由0.1MPa提高为0.25MPa，出口流速可达到200m/s，确保富氧空气（富氧空气中氧含量为23wt%）以射流的方式鼓入熔池内。喷嘴的向下倾斜角度设置为25°，进一步增强气体射流的横向穿透深度，减少了气泡对炉壁的冲刷腐蚀作用，使炉壁的使用寿命从1年提高到2年，渣层的含气率和湍流动能都提高了20%以上，促进熔池内的脱硫造渣反应快速充分的进行，床能力从20t/m2·d提高为25t/m2·d，炉体宽度可由2m增加到2.5m，有效熔炼面积由36m2提高到45m2，使侧吹炉的日处理干料量由600t提高到900t以上。
实施例2
某冶炼厂炼铜车间的侧吹炉，在采用该熔池熔炼侧吹射流泉涌式强化搅拌方法后，喷嘴直径由5cm缩小为2cm，风压由0.1MPa提高为0.3MPa，出口流速可达到250m/s，确保富氧空气（富氧空气中氧含量为99.9wt%）以射流的方式鼓入熔池内。喷嘴的向下倾斜角度设置为20°，进一步增强气体射流的横向穿透深度，减少了气泡对炉壁的冲刷腐蚀作用，使炉壁的使用寿命从1年提高到2年，渣层的含气率和湍流动能都提高了20%以上，促进熔池内的脱硫造渣反应快速充分的进行，床能力从20t/m2·d提高为24t/m2·d，炉体宽度可由2m增加到2.3m，有效熔炼面积由36m2提高到41.4m2，使侧吹炉的日处理干料量由600t提高到800t以上。同时由于富氧空气的鼓入量减少了10%，使得烟气的排放量和热损失都有一定程度的较少，降低了侧吹炉所需补充的热量。
实施例3
某冶炼厂炼铜车间的侧吹炉，在采用该熔池熔炼侧吹射流泉涌式强化搅拌方法后，喷嘴直径由5cm缩小为1cm，风压由0.1MPa提高为0.2MPa，出口流速可达到150m/s，确保富氧空气（富氧空气中氧含量为40wt%）以射流的方式鼓入熔池内。喷嘴的向下倾斜角度设置为5°，进一步增强气体射流的横向穿透深度，减少了气泡对炉壁的冲刷腐蚀作用，使炉壁的使用寿命从1年提高到1.5年，渣层的含气率和湍流动能都提高了20%以上，促进熔池内的脱硫造渣反应快速充分的进行，床能力从20t/m2·d提高为2.2t/m2·d，炉体宽度可由2m增加到2.2m，有效熔炼面积由36m2提高到39.6m2，使侧吹炉的日处理干料量由600t提高到650t以上。同时由于富氧空气的鼓入量减少了10%，使得烟气的排放量和热损失都有一定程度的较少，降低了侧吹炉所需补充的热量。
实施例4
某冶炼厂炼铜车间的侧吹炉，在采用该熔池熔炼侧吹射流泉涌式强化搅拌方法后，喷嘴直径由5cm缩小为1.5cm，风压由0.1MPa提高为0.4MPa，出口流速可达到400.0m/s，确保富氧空气（富氧空气中氧含量为60wt%）以射流的方式鼓入熔池内。喷嘴的向下倾斜角度设置为40°，进一步增强气体射流的横向穿透深度，减少了气泡对炉壁的冲刷腐蚀作用，使炉壁的使用寿命从1年提高到1.5年，渣层的含气率和湍流动能都提高了20%以上，促进熔池内的脱硫造渣反应快速充分的进行，床能力从20t/m2·d提高为28t/m2·d，炉体宽度可由2m增加到2.5m，有效熔炼面积由36m2提高到45m2，使侧吹炉的日处理干料量由600t提高到950t以上。同时由于富氧空气的鼓入量减少了10%，使得烟气的排放量和热损失都有一定程度的较少，降低了侧吹炉所需补充的热量。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种熔池熔炼侧吹射流泉涌式强化搅拌方法，其特征在于：首先将喷嘴（1）向炉膛底部倾斜呈5～40°，通过缩小喷嘴（1）直径为1.0～3.0cm，喷嘴（1）连接接通的风道（2）中风压为0.2～0.4MPa，，使富氧空气以射流的方式从侧面鼓入熔池内，从而产生像泉涌一样的熔池搅拌。
2.根据权利要求1所述的熔池熔炼侧吹射流泉涌式强化搅拌方法，其特征在于：所述喷嘴（1）出口富氧空气流速为150.0～400.0m/s。
3.根据权利要求1所述的熔池熔炼侧吹射流泉涌式强化搅拌方法，其特征在于：所述富氧空气中氧含量为23wt%～99.9wt%。
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