CN110475877B - 原料供给装置、自熔炉以及自熔炉的操作方法 - Google Patents
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Abstract
一种原料供给装置，向自熔炉内供给原料，并且至少向所述自熔炉内供给有助于所述原料反应的反应用气体，所述原料供给装置具备：喷枪，其前端部具备中空圆锥台状的分散锥，该分散锥具有朝向径向外侧开口的供给孔，并通过所述供给孔喷出使所述原料分散的分散用气体；原料流路，其设置于所述喷枪的外侧，并向所述自熔炉内供给所述原料；气体流路，其设置于所述原料流路的外侧，并向所述自熔炉内供给所述反应用气体；以及驱动部，其驱动所述喷枪旋转。
Description
技术领域
本发明涉及原料供给装置、自熔炉以及自熔炉的操作方法。
背景技术
自熔炉是指用于铜、镍等非铁金属的熔炼、以及铜锍处理熔炼的熔炼炉，是在反射炉型体的沉降器之上设置炉身，通过从炉身顶部吹入供与原料反应的气体而利用原料的氧化热瞬间进行氧化熔融的炉。在自熔炉中，将原料和反应用气体向炉内供给的装置担负着决定自熔炉的性能的重要作用。该原料供给装置的性能影响在反应炉身内的原料的反应效率、反应进行程度，其结果是，对自熔炉的处理能力以及金属获取率带来影响。在自熔炉的反应炉身内的反应优选迅速并且全部的原料均匀地以相同的反应进行程度来进行。因此，优选为原料与反应用气体被均匀地混合。
为了改善这样的原料与反应用气体的混合，已知有使从原料供给装置向反应炉身内供给的主送风回旋的装置(专利文献1)。另外，已知有：在管状的精矿滑槽的内侧以包围燃料燃烧器的方式设置氧吹入管，并在氧吹入管的开口部设置引导翼片而供给回旋流(专利文献2)。
在先技术文献
专利文献1：日本特表2010-538162号公报
专利文献2：日本特开昭60-248832号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，原料供给装置的正下方的区域由于主送风而温度降低，成为难以进行精矿反应的区域。专利文献1、专利文献2不是这样的在原料供给装置的正下方的区域积极地使回旋流产生的装置，存在改善的余地。
本发明是鉴于上述的课题而完成的，目的在于积极地促进向自熔炉内供给的原料和反应用气体的混合，从而将反应均匀化。
用于解决课题的方案
本发明涉及一种原料供给装置，向自熔炉内供给原料，并且至少向所述自熔炉内供给有助于所述原料反应的反应用气体，其中，具备：喷枪，其前端部具备中空圆锥台状的分散锥，该分散锥具有朝向径向外侧开口的供给孔，并通过所述供给孔喷出使所述原料分散的分散用气体；原料流路，其设置于所述喷枪的外侧，并向所述自熔炉内供给所述原料；气体流路，其设置于所述原料流路的外侧，并向所述自熔炉内供给所述反应用气体；以及驱动部，其驱动所述喷枪旋转。
在该情况下，所述原料供给装置还具备叶片，该叶片向所述气体流路内突出配置。该叶片能够以如下姿态设置：使所述反应用气体向与通过驱动所述喷枪旋转而使所述分散用气体回旋的回旋方向相对的方向回旋。所述喷枪可以在所述分散锥的外周面具备突起。能够设成在所述分散锥的外周面设置加强部的结构。
本发明的自熔炉具备本发明的原料供给装置。
本说明书涉及一种自熔炉的操作方法，向自熔炉内供给原料，并且至少向所述自熔炉内供给有助于所述原料反应的反应用气体，其中，具有通过设置于喷枪的外侧的原料流路向所述自熔炉内供给所述原料的同时，还通过设置于所述原料流路的外侧的气体流路向所述自熔炉供给所述反应用气体的工序，在向所述自熔炉供给所述反应用气体时，驱动喷枪旋转的同时，通过供给孔喷出使所述原料分散的分散用气体，在所述喷枪的前端部具备中空圆锥台状的分散锥，该分散锥具有朝向径向外侧开口的所述供给孔。
发明效果
本发明的原料供给装置以及自熔炉能够积极地促进向自熔炉内供给的原料与反应用气体的混合，从而能够将反应均匀化。
附图说明
图1是概要性地示出实施方式所涉及的铜熔炼用的自熔炉的结构的图。
图2是将第一实施方式的原料供给装置的一部分放大后的图。
图3是将分散锥放大表示的说明图。
图4是示意性地示出分散用气体向法线方向扩散的情形的说明图。
图5是示意性地示出由喷枪旋转引起的分散用气体的回旋和由叶片引起的反应用气体的回旋的情形的说明图。
图6是示出在分散锥的外周面设置有突起的情形的说明图。
具体实施方式
以下，基于图1～图6对实施方式所涉及的自熔炉详细地进行说明。图1是概略性地示出实施方式所涉及的铜熔炼用的自熔炉100的结构的图。
(第一实施方式)
如图1所示，自熔炉100具备原料供给装置1以及炉体2。原料供给装置1也被称为精矿燃烧器，向炉体2内供给：作为原料的精矿(铜精矿(CuFeS2等))、反应用主送风气体、反应用辅助气体、以及分散用气体(也有助于反应)。炉体2具备：供精矿与反应用气体混合的反应炉身3、沉降器4，上升烟道5。需要说明的是，反应用主送风气体以及反应用辅助气体是富氧空气，分散用气体是空气或者富氧空气。这些反应用气体以及分散用气体将精矿分散的同时使精矿氧化，在反应炉身3的底部分离为铜锍(matte)以及炉渣。
图2是将原料供给装置1的一部分放大后的图，是示出将原料、反应用气体、分散用气体向反应炉身3侧投入的投入部10的说明图。
原料供给装置1的投入部10具备喷枪(lance)16，在喷枪16内形成有通过分散用气体的第一通路11、供作为反应用气体的一部分的反应用辅助气体通过的第四通路14。第四通路14设置于喷枪16的中心部分，第一通路11设置于第四通路14的周围。另外，投入部10具备作为原料流路的第二通路12，第二通路12设置于喷枪16的外侧，更加具体而言是设置于喷枪16的外周。投入部10还具备供作为反应用气体的一部分的反应用主送风气体通过的第三通路13，第三通路13设置于第二通路12的外侧，更加具体而言是设置于第二通路12的外周。第三通路13相当于气体流路。第三通路13通过筒状部17b设置于第二通路12的外侧，筒状部17b与将内侧作为空气室171的漏斗状部17a的下游侧连接设置。第三通路13与设置于第三通路13上方的空气室171连通。第三通路13形成为通过圆筒状的分隔壁21与第二通路12分隔开的状态。
第一通路11向反应炉身3内供给分散用气体。第二通路12向反应炉身3内供给精矿。第三通路13从空气室17向反应炉身3内供给反应用主送风气体。另外，第四通路14向反应炉身3内供给反应用辅助气体。
在喷枪16的前端部(下端部)形成有中空圆锥台状的分散锥15。在分散锥15的侧面下部151形成有将通过第一通路11的分散用气体向反应炉身3内喷出的多个供给孔152。供给孔152以气体的喷出方向为分散锥15的底面圆的法线方向的方式而设置。
原料供给装置1具备驱动喷枪16旋转的驱动部30。在喷枪16的内部形成有第一通路11以及第四通路14，例如通过使用旋转接头，使得能够将喷枪16旋转的同时，向这些通路供给分散用气体、反应用辅助气体。
喷枪16以大致20rpm～120rpm的旋转速度驱动。旋转速度可以根据原料与反应用气体的混合情况适当选择。
参照图3，在分散锥15的外周面15a，更加具体而言在分散锥15的倾斜部的外周面15a，设置有加强部15a1。加强部15a1是比周围的部分耐磨损性高的部分。在分散锥15的外侧形成有第二通路12，以供给原料。因此，原料碰撞到旋转的分散锥15，有可能使分散锥15进一步磨损。于是，在易于磨损的部位设置有加强部15a1。本实施方式的加强部15a1是通过进行硬化加厚而形成的，但加强部15a1的结构并不局限于此，也可以采用例如粘贴由碳化钨等形成的耐磨损构件等措施。
参照图2，喷枪16的轴线AX配置为与铅垂方向一致。喷枪16将轴线AX作为旋转轴，例如若向图4中箭头a1所示的逆时针旋转方向旋转，则对从设置于喷枪16前端部的分散锥15所具有的供给孔152喷出的分散用气体赋予箭头a2所示的切线方向的矢量。若被赋予切线方向的矢量的分散用气体与从第二通路12供给的原料接触，则原料被搅拌，促进原料与通过第三通路13供给的反应用气体的混合，其结果使反应均匀化。
参照图5，实施方式的原料供给装置1具备叶片22，叶片22向第三通路13内突出而配置。叶片22设置于筒状部17b的内周壁面17b1。叶片22以相对于沿着轴线AX的方向具有至少大于0°的角度的方式借助轴构件安装于筒状部17b的内周壁面17b1。具体而言，叶片22以如下姿态设置：使通过第三通路13的反应用气体向与因驱动喷枪16旋转而使分散用气体回旋的回旋方向(箭头a2方向)相对的方向(箭头b1方向)回旋。通过像这样地使分散用气体与反应用气体碰撞，能够强化搅拌混合作用从而能够更加改善混合状态。需要说明的是，本实施方式的叶片22是固定叶片，但也可以采用可动叶片。通过采用可动叶片，能够控制反应用气体的回旋状态，因此能够根据原料与反应用气体的混合状态使反应用气体的回旋状态变化，有效地促进原料与反应用气体的混合，从而能够将反应均匀化。需要说明的是，虽然可以使通过第三通路13的反应用气体的回旋方向与分散用气体的回旋方向一致，但从促进原料与反应用气体的混合的观点来看，优选将反应用气体的回旋方向与分散用气体的回旋方向设为相反的方向。
参照图6，喷枪16在分散锥15的外周面具备突起15b。突起15b设置有多个，分别沿着分散锥15的长度方向配置于分散锥15的外周面。设置于被驱动旋转的喷枪16的外周面的突起15b像翼片一样发挥作用，能够取得使原料向水平方向分散的效果。另外，突起15b也可使原料流自身回旋，因此能够促进原料与反应用气体的混合，从而能够将反应均匀化。需要说明的是，突起是四边形状的突起、或者也可以是将球状分割为一半这样的半球状的突起，另外，突起的配置也可以是配置为曲折形状(zigzag)。
如以上那样，根据本实施方式的原料供给装置1，能够积极地促进向自熔炉100内供给的原料与反应用气体的混合，从而能够将反应均匀化。
上述的实施方式是本发明的较佳的实施例。但是，并不限定于此，在不脱离本发明的主旨的范围内能够实施各种变形。
附图标记说明：
1 原料供给装置
2 炉体
3 反应炉身
10 投入部
11 第一通路
12 第二通路
13 第三通路
14 第四通路
16 喷枪
17a 漏斗状部
17b 筒状部
17b1 内周壁面
22 叶片
100 自熔炉
Claims (5)
1.一种原料供给装置，向自熔炉内供给原料，并且至少向所述自熔炉内供给有助于所述原料反应的反应用气体，其中，具备：
喷枪，其前端部具备中空圆锥台状的分散锥，该分散锥具有朝向径向外侧开口的供给孔，并通过所述供给孔喷出使所述原料分散的分散用气体；
原料流路，其设置于所述喷枪的外侧，并向所述自熔炉内供给所述原料；
气体流路，其设置于所述原料流路的外侧，并向所述自熔炉内供给所述反应用气体；
驱动部，其驱动所述喷枪旋转；以及
叶片，其向所述气体流路内突出配置，
所述叶片以如下姿态设置：使所述反应用气体向与通过驱动所述喷枪旋转而使所述分散用气体回旋的回旋方向相对的方向回旋。
2.根据权利要求1所述的原料供给装置，其中，
所述喷枪在所述分散锥的外周面具备突起。
3.根据权利要求1或2所述的原料供给装置，其中，
在所述分散锥的外周面设置有加强部。
4.一种自熔炉，其中，具备权利要求1～3中任一项所述的原料供给装置。
5.一种自熔炉的操作方法，向自熔炉内供给原料，并且至少向所述自熔炉内供给有助于所述原料反应的反应用气体，其中，
所述自熔炉的操作方法具有通过设置于喷枪的外侧的原料流路向所述自熔炉内供给所述原料的同时，还通过设置于所述原料流路的外侧的气体流路向所述自熔炉供给所述反应用气体的工序，
在向所述自熔炉供给所述反应用气体时，驱动喷枪旋转的同时，通过供给孔喷出使所述原料分散的分散用气体，在所述喷枪的前端部具备中空圆锥台状的分散锥，该分散锥具有朝向径向外侧开口的所述供给孔，
在向所述自熔炉供给所述反应用气体时，通过向所述气体流路内突出配置的叶片使所述反应用气体向与通过驱动所述喷枪旋转而使所述分散用气体回旋的回旋方向相对的方向回旋。
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