CN113532111B - 一种富氧熔炼炉可调节供氧系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及熔炼炉供养系统领域，尤其涉及一种富氧熔炼炉可调节供氧系统，包括喷气管，所述喷气管的下方对接有伸入管，所述喷气管与伸入管的内侧共同固定连接有沿中轴方向延伸的喷料管，所述喷气管与伸入管的相靠近的端口处共同转动连接有转动框，所述转动框的下端固定连接连接套，所述连接套的外表面设置有若干个旋流叶，所述连接套以及转动框均活动套在喷料管的外表面，所述转动框的外侧套设有连接筒，还提供了一种富氧熔炼炉可调节供氧方法，本发明运用在艾萨熔炼工艺中，针对铜质金属回收时粉碎后的片状金属碎屑的熔炼，熔炼的过程中伸入管的下端不再直接插入热熔料中，利于片状碎屑料的快速热熔，确保碎屑料的入料均匀，提升热熔效率。

Description

一种富氧熔炼炉可调节供氧系统及方法

技术领域

本发明涉及熔炼炉供养系统领域，尤其涉及一种富氧熔炼炉可调节供氧系统及方法。

背景技术

富养熔炼炉用来加热熔炼金属材料，通过通入氧气与燃料油进行燃烧供热，将金属材料融化，热熔后的金属料排出后即可，现有技术中的艾萨法熔炼是通过在炉体内插入的喷枪将富氧空气和燃料喷入竖式熔池内，浸没喷射产生湍动熔池，从而进行熔炼的方法，该方式中喷枪直接与热熔料接触，易发生损坏的问题；在废金属回收利用中，粉碎获得的片状铜质金属个体质地较轻，且片状易被气体吹动，在对该金属碎屑熔炼的过程中，碎屑易被喷飞，飞向周围靠近炉内壁处，而难以被喷枪下端直接加热融化，只能借由熔池中热熔料蠕动进行缓慢热熔，尤其在初始热熔阶段液压的热熔料过少时，热熔的效率极低；在原料碎屑加入的过程中，入料位置较为集中，不利于均匀的热熔。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中存在的缺点，而提出的一种富氧熔炼炉可调节供氧系统及方法。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种富氧熔炼炉可调节供氧系统，包括喷气管，所述喷气管的下方对接有伸入管，所述喷气管与伸入管的内侧共同固定连接有沿中轴方向延伸的喷料管，所述喷气管与伸入管的相靠近的端口处共同转动连接有转动框，所述转动框的下端固定连接连接套，所述连接套的外表面设置有若干个旋流叶，所述连接套以及转动框均活动套在喷料管的外表面，所述转动框的外侧套设有连接筒，所述连接筒的内壁与转动框外表面之间固定连接有若干个连接扇叶，所述连接筒的下端端口处连接有转动斗，从上至下的方向上所述转动斗的内壁到喷气管外表面的间距逐渐增大，所述转动斗的下端面固定连接有若干个环形阵列排布的导流板，所述喷气管的外表面靠近转动斗的上方固定安装有导筒，所述导筒的下端端口滑动套装有活动筒体，所述转动斗的上端面靠近边沿处设置有随着转动斗转动间断上顶活动筒体的顶动件，其中：

随着所述喷气管内侧气体下冲经过旋流叶驱使转动框转动时，所述连接扇叶同步转动将气体向上方吹动，所述导流板将气体向着喷气管的中轴方向螺旋汇流。

优选的，所述喷料管的外表面固定套装有不少于两个的加固框，所述加固框分别与喷气管的内壁以及伸入管的内壁固定连接，所述转动框的上下端面分别开设有环状卡槽，所述喷气管与伸入管的端部分别活动卡入环状卡槽的内侧。

优选的，所述喷料管的下端端口处设置有雾化头，所述雾化头的上端面开设有锥形面，所述雾化头的边沿上朝向上方延伸出环形阵列排布的连接条，且所述连接条的上端固定连接喷料管的下端端口。

优选的，所述活动筒体包括内环与套设在其外侧的外环，所述外环的下端一侧延伸出弧形段，所述弧形段的内壁靠近下端处延伸出与内环相连接的连接部，所述外环与内环之间形成空隙并从导筒的下端处套上。

优选的，所述导筒的内壁上固定连接有若干个环形阵列排布的固定架，且所述固定架的端部固定连接在喷气管的外表面，所述导筒的外表面凸设有沿竖向延伸的导条，所述导条与外环的内壁间沿竖向滑动配合。

优选的，所述顶动件包括固定连接在转动斗上端面靠近边沿处的固定座、转动连接在固定座上端面的接触轮，所述接触轮沿着弧形段下端滚动时将外环向上顶起。

优选的，所述导流板的靠近下端处的边沿上垂直延伸出挂渣板，所述导流板远离伸入管一侧的边沿上朝向挂渣板的一侧延伸出挡板。

优选的，所述喷气管的上端连接有注入头，所述注入头的上端开设有进入口，所述注入头的一侧外表面接入有进油口，所述进油口连通喷料管的上端。

一种富氧熔炼炉可调节供氧方法，采用上述的一种富氧熔炼炉可调节供氧系统，步骤如下：

S1、喷气管插入炉体内，且伸入管的下端接近炉体的内侧底面；

S2、向喷气管中冲入氧气、喷料管中冲入燃油，在伸入管下方点火后进行燃烧，氧气气体下冲旋流叶时，使得转动框与转动斗发生转动；

S3、碎屑料从炉体的上方倒入内侧后经过落料区落至转动斗表面，随着转动斗的转动将表面的碎屑料均匀分散，顶动件间断性的顶起活动筒体后，使得碎屑料从转动斗的边沿均匀洒向下方；

S4、伸入管的下方因燃烧喷焰形成热熔区，热熔成液态的热熔料后沉在炉体的底部；

S5、伸入管下方喷出的气流受到热熔料的阻挡而向周围翻动形成吹开区，位于吹开区中的碎屑料向远离热熔区的方向移动；

S6、转动斗转动使得导流板转动，形成上升旋流区，将气流引导向着伸入管的方向上移动，碎屑料受自身重力与导流板的作用在吹开区的上方形成翻动区，碎屑料经翻动区后落在热熔区的下方热熔。

优选的，热熔料表面被吹动的部分飞溅在伸入管的表面形成挂渣区。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的供养系统运用在艾萨熔炼工艺中，针对铜质金属回收时粉碎后的片状金属碎屑的熔炼，熔炼的过程中伸入管的下端不再直接插入热熔料中，有效减少了直接接触时易发生损坏的问题发生，同时对于片状的碎屑料易被吹向周围，设计导流板随着转动斗的转动形成翻动区，确保周围的碎屑料持续的翻动落在伸入管的下方，利于片状碎屑料的快速热熔，同时，转动斗与活动筒体的配合，将落在表面的碎屑料间断的较为均匀的洒向炉体靠近内壁的周围处，配合翻动区的翻动碎屑料的效果，确保碎屑料的入料均匀，提升热熔效率。

2、伸入管的下方因燃烧喷焰形成热熔区，热熔成液态的热熔料后沉在炉体的底部，伸入管的下方热熔碎屑料时将不与液态的热熔料直接接触，有效减少了对伸入管的损害，延长使用寿命，伸入管下方喷出的气流受到热熔料的阻挡而向周围翻动形成吹开区，位于吹开区中的碎屑料向远离热熔区的方向移动，转动斗转动使得导流板转动，将气流引导向着伸入管的方向上移动，碎屑料受自身重力与导流板的作用在吹开区的上方形成翻动区，碎屑料经翻动区后落在热熔区的下方热熔。

3、在伸入管下方点火后进行燃烧，氧气气体下冲旋流叶时，使得转动框与转动斗发生转动，碎屑料从炉体的上方倒入内侧后经过落料区落至转动斗表面，随着转动斗的转动将表面的碎屑料均匀分散，顶动件间断性的顶起活动筒体后，使得碎屑料从转动斗的边沿均匀洒向下方，因此利于碎屑料均匀的洒入炉体内靠近内壁周围处，入料均匀，配合翻动区的作用，利于碎屑料均匀落在伸入管的下方进行热熔。

附图说明

图1为本发明一种富氧熔炼炉可调节供氧系统的结构示意图；

图2为本发明一种富氧熔炼炉可调节供氧系统的剖视图；

图3为本发明一种富氧熔炼炉可调节供氧系统的局部剖视图；

图4为本发明一种富氧熔炼炉可调节供氧系统的图3中A处放大图；

图5为本发明一种富氧熔炼炉可调节供氧系统的导筒处示意图；

图6为本发明一种富氧熔炼炉可调节供氧系统的导筒与活动筒体拆开示意图；

图7为本发明一种富氧熔炼炉可调节供氧系统的转动斗处示意图；

图8为本发明一种富氧熔炼炉可调节供氧系统的转动斗下方视角示意图；

图9为本发明一种富氧熔炼炉可调节供氧系统的伸入管下方处剖视图；

图10为本发明一种富氧熔炼炉可调节供氧方法的原理图；

图11为本发明一种富氧熔炼炉可调节供氧方法的局部原理图。

图中：1、喷气管；2、伸入管；3、转动斗；4、连接筒；5、连接扇叶；6、转动框；7、环状卡槽；8、连接套；9、旋流叶；10、喷料管；11、加固框；12、注入头；13、导筒；14、固定架；15、内环；16、外环；17、弧形段；18、固定座；19、接触轮；20、连接部；21、导条；22、导流板；23、挂渣板；24、挡板；25、雾化头；26、锥形面；27、连接条；28、进入口；29、进油口；30、热熔区；31、上升旋流区；32、挂渣区；33、炉体；34、落料区；35、碎屑料；36、热熔料；37、吹开区；38、翻动区；39、排气区；40、进料机构；41、排放口；42、排气口。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1-图11所示的一种富氧熔炼炉可调节供氧系统，包括喷气管1，喷气管1的下方对接有伸入管2，喷气管1与伸入管2的内侧共同固定连接有沿中轴方向延伸的喷料管10，喷气管1与伸入管2的相靠近的端口处共同转动连接有转动框6，转动框6的下端固定连接连接套8，连接套8的外表面设置有若干个旋流叶9，连接套8以及转动框6均活动套在喷料管10的外表面，转动框6的外侧套设有连接筒4，连接筒4的内壁与转动框6外表面之间固定连接有若干个连接扇叶5，连接筒4的下端端口处连接有转动斗3，从上至下的方向上转动斗3的内壁到喷气管1外表面的间距逐渐增大，转动斗3的下端面固定连接有若干个环形阵列排布的导流板22，喷气管1的外表面靠近转动斗3的上方固定安装有导筒13，导筒13的下端端口滑动套装有活动筒体，转动斗3的上端面靠近边沿处设置有随着转动斗3转动间断上顶活动筒体的顶动件，其中：

随着喷气管1内侧气体下冲经过旋流叶9驱使转动框6转动时，连接扇叶5同步转动将气体向上方吹动，导流板22将气体向着喷气管1的中轴方向螺旋汇流。

喷料管10的外表面固定套装有不少于两个的加固框11，加固框11分别与喷气管1的内壁以及伸入管2的内壁固定连接，转动框6的上下端面分别开设有环状卡槽7，喷气管1与伸入管2的端部分别活动卡入环状卡槽7的内侧，在旋流叶9转动时，转动框6转动，带动转动斗3转动，此时喷气管1与伸入管2相对静止，不会发生转动。

喷料管10的下端端口处设置有雾化头25，雾化头25的上端面开设有锥形面26，雾化头25的边沿上朝向上方延伸出环形阵列排布的连接条27，且连接条27的上端固定连接喷料管10的下端端口，燃料油下冲击锥形面26的表面，经过连接条27阻挡后，分散飞出至周围与氧气混合。

活动筒体包括内环15与套设在其外侧的外环16，外环16的下端一侧延伸出弧形段17，弧形段17的内壁靠近下端处延伸出与内环15相连接的连接部20，外环16与内环15之间形成空隙并从导筒13的下端处套上，连接部20确保内环15与外环16的同步上下移动。

导筒13的内壁上固定连接有若干个环形阵列排布的固定架14，且固定架14的端部固定连接在喷气管1的外表面，导筒13的外表面凸设有沿竖向延伸的导条21，导条21与外环16的内壁间沿竖向滑动配合，以进一步提升外环16上下移动时的平稳程度。

顶动件包括固定连接在转动斗3上端面靠近边沿处的固定座18、转动连接在固定座18上端面的接触轮19，接触轮19沿着弧形段17下端滚动时将外环16向上顶起，从而使得内环15的下端不再接触转动斗3的表面，存在距离时，转动斗3上的碎屑料35将会下落到周围。

导流板22的靠近下端处的边沿上垂直延伸出挂渣板23，导流板22远离伸入管2一侧的边沿上朝向挂渣板23的一侧延伸出挡板24，随着导流板22的转动，飞溅的热熔料36挂在挡板24、挂渣板23以及导流板22形状的拐角位置处，形成挂渣，由于该位置处高度较低，易与飞溅的热熔料36接触，形成挂渣后起到保护的效果。

喷气管1的上端连接有注入头12，注入头12的上端开设有进入口28，注入头12的一侧外表面接入有进油口29，进油口29连通喷料管10的上端，工作时氧气从进入口28的上端通入，燃料油从进油口29的上端通入。

使用过程中，该装置插入炉体33内，炉体33在艾萨熔炼技术领域常规选择即可，炉体33下端处连通有排放口41，用来排出热熔料36，炉体33的上端面开口，通过进料机构40进行碎屑料35的送入，同时炉体33的上端面设置排气口42，排出内侧废气，一种富氧熔炼炉可调节供氧方法，采用上述的一种富氧熔炼炉可调节供氧系统，，步骤如下：

S1、喷气管1插入炉体33内，且伸入管2的下端接近炉体33的内侧底面；

S2、向喷气管1中冲入氧气、喷料管10中冲入燃油，在伸入管2下方点火后进行燃烧，氧气气体下冲旋流叶9时，使得转动框6与转动斗3发生转动；

S3、碎屑料35从炉体33的上方倒入内侧后经过落料区34落至转动斗3表面，随着转动斗3的转动将表面的碎屑料35均匀分散，顶动件间断性的顶起活动筒体后，使得碎屑料35从转动斗3的边沿均匀洒向下方；

S4、伸入管2的下方因燃烧喷焰形成热熔区30，热熔成液态的热熔料36后沉在炉体33的底部；

S5、伸入管2下方喷出的气流受到热熔料36的阻挡而向周围翻动形成吹开区37，位于吹开区37中的碎屑料35向远离热熔区30的方向移动；

S6、转动斗3转动使得导流板22转动，形成上升旋流区31，将气流引导向着伸入管2的方向上移动，碎屑料35受自身重力与导流板22的作用在吹开区37的上方形成翻动区38，碎屑料35经翻动区38后落在热熔区30的下方热熔。

热熔料36表面被吹动的部分飞溅在伸入管2的表面形成挂渣区32，形成之后起到保护伸入管2的作用，连接扇叶5的转动，促进废气上流，流经排气区39后从排气口42处排出。

本发明的供养系统运用在艾萨熔炼工艺中，针对铜质金属回收时粉碎后的片状金属碎屑的熔炼，熔炼的过程中伸入管2的下端不再直接插入热熔料36中，有效减少了直接接触时易发生损坏的问题发生，同时对于片状的碎屑料35易被吹向周围，设计导流板22随着转动斗3的转动形成翻动区38，确保周围的碎屑料35持续的翻动落在伸入管2的下方，利于片状碎屑料35的快速热熔，同时，转动斗3与活动筒体的配合，将落在表面的碎屑料35间断的较为均匀的洒向炉体33靠近内壁的周围处，配合翻动区38的翻动碎屑料35的效果，确保碎屑料35的入料均匀，提升热熔效率。

伸入管2的下方因燃烧喷焰形成热熔区30，热熔成液态的热熔料36后沉在炉体33的底部，伸入管2的下方热熔碎屑料35时将不与液态的热熔料36直接接触，有效减少了对伸入管2的损害，延长使用寿命，伸入管2下方喷出的气流受到热熔料36的阻挡而向周围翻动形成吹开区37，位于吹开区37中的碎屑料35向远离热熔区30的方向移动，转动斗3转动使得导流板22转动，将气流引导向着伸入管2的方向上移动，碎屑料35受自身重力与导流板22的作用在吹开区37的上方形成翻动区38，碎屑料35经翻动区38后落在热熔区30的下方热熔。

在伸入管2下方点火后进行燃烧，氧气气体下冲旋流叶9时，使得转动框6与转动斗3发生转动，碎屑料35从炉体33的上方倒入内侧后经过落料区34落至转动斗3表面，随着转动斗3的转动将表面的碎屑料35均匀分散，顶动件间断性的顶起活动筒体后，使得碎屑料35从转动斗3的边沿均匀洒向下方，因此利于碎屑料35均匀的洒入炉体33内靠近内壁周围处，入料均匀，配合翻动区38的作用，利于碎屑料35均匀落在伸入管2的下方进行热熔。

在本发明中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，若出现术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种富氧熔炼炉可调节供氧系统，包括喷气管(1)，其特征在于：所述喷气管(1)的下方对接有伸入管(2)，所述喷气管(1)与伸入管(2)的内侧共同固定连接有沿中轴方向延伸的喷料管(10)，所述喷气管(1)与伸入管(2)的相靠近的端口处共同转动连接有转动框(6)，所述转动框(6)的下端固定连接连接套(8)，所述连接套(8)的外表面设置有若干个旋流叶(9)，所述连接套(8)以及转动框(6)均活动套在喷料管(10)的外表面，所述转动框(6)的外侧套设有连接筒(4)，所述连接筒(4)的内壁与转动框(6)外表面之间固定连接有若干个连接扇叶(5)，所述连接筒(4)的下端端口处连接有转动斗(3)，从上至下的方向上所述转动斗(3)的内壁到喷气管(1)外表面的间距逐渐增大，所述转动斗(3)的下端面固定连接有若干个环形阵列排布的导流板(22)，所述喷气管(1)的外表面靠近转动斗(3)的上方固定安装有导筒(13)，所述导筒(13)的下端端口滑动套装有活动筒体，所述转动斗(3)的上端面靠近边沿处设置有随着转动斗(3)转动间断上顶活动筒体的顶动件，其中：

随着所述喷气管(1)内侧气体下冲经过旋流叶(9)驱使转动框(6)转动时，所述连接扇叶(5)同步转动将气体向上方吹动，所述导流板(22)将气体向着喷气管(1)的中轴方向螺旋汇流。

2.根据权利要求1所述的一种富氧熔炼炉可调节供氧系统，其特征在于：所述喷料管(10)的外表面固定套装有不少于两个的加固框(11)，所述加固框(11)分别与喷气管(1)的内壁以及伸入管(2)的内壁固定连接，所述转动框(6)的上下端面分别开设有环状卡槽(7)，所述喷气管(1)与伸入管(2)的端部分别活动卡入环状卡槽(7)的内侧。

3.根据权利要求1所述的一种富氧熔炼炉可调节供氧系统，其特征在于：所述喷料管(10)的下端端口处设置有雾化头(25)，所述雾化头(25)的上端面开设有锥形面(26)，所述雾化头(25)的边沿上朝向上方延伸出环形阵列排布的连接条(27)，且所述连接条(27)的上端固定连接喷料管(10)的下端端口。

4.根据权利要求1所述的一种富氧熔炼炉可调节供氧系统，其特征在于：所述活动筒体包括内环(15)与套设在其外侧的外环(16)，所述外环(16)的下端一侧延伸出弧形段(17)，所述弧形段(17)的内壁靠近下端处延伸出与内环(15)相连接的连接部(20)，所述外环(16)与内环(15)之间形成空隙并从导筒(13)的下端处套上。

5.根据权利要求4所述的一种富氧熔炼炉可调节供氧系统，其特征在于：所述导筒(13)的内壁上固定连接有若干个环形阵列排布的固定架(14)，且所述固定架(14)的端部固定连接在喷气管(1)的外表面，所述导筒(13)的外表面凸设有沿竖向延伸的导条(21)，所述导条(21)与外环(16)的内壁间沿竖向滑动配合。

6.根据权利要求4所述的一种富氧熔炼炉可调节供氧系统，其特征在于：所述顶动件包括固定连接在转动斗(3)上端面靠近边沿处的固定座(18)、转动连接在固定座(18)上端面的接触轮(19)，所述接触轮(19)沿着弧形段(17)下端滚动时将外环(16)向上顶起。

7.根据权利要求1所述的一种富氧熔炼炉可调节供氧系统，其特征在于：所述导流板(22)的靠近下端处的边沿上垂直延伸出挂渣板(23)，所述导流板(22)远离伸入管(2)一侧的边沿上朝向挂渣板(23)的一侧延伸出挡板(24)。

8.根据权利要求1所述的一种富氧熔炼炉可调节供氧系统，其特征在于：所述喷气管(1)的上端连接有注入头(12)，所述注入头(12)的上端开设有进入口(28)，所述注入头(12)的一侧外表面接入有进油口(29)，所述进油口(29)连通喷料管(10)的上端。

9.一种富氧熔炼炉可调节供氧方法，采用上述权利要求1-8任意一条所述的一种富氧熔炼炉可调节供氧系统，其特征在于：步骤如下：

S1、喷气管(1)插入炉体(33)内，且伸入管(2)的下端接近炉体(33)的内侧底面；

S2、向喷气管(1)中冲入氧气、喷料管(10)中冲入燃油，在伸入管(2)下方点火后进行燃烧，氧气气体下冲旋流叶(9)时，使得转动框(6)与转动斗(3)发生转动；

S3、碎屑料(35)从炉体(33)的上方倒入内侧后经过落料区(34)落至转动斗(3)表面，随着转动斗(3)的转动将表面的碎屑料(35)均匀分散，顶动件间断性的顶起活动筒体后，使得碎屑料(35)从转动斗(3)的边沿均匀洒向下方；

S4、伸入管(2)的下方因燃烧喷焰形成热熔区(30)，热熔成液态的热熔料(36)后沉在炉体(33)的底部；

S5、伸入管(2)下方喷出的气流受到热熔料(36)的阻挡而向周围翻动形成吹开区(37)，位于吹开区(37)中的碎屑料(35)向远离热熔区(30)的方向移动；

S6、转动斗(3)转动使得导流板(22)转动，形成上升旋流区(31)，将气流引导向着伸入管(2)的方向上移动，碎屑料(35)受自身重力与导流板(22)的作用在吹开区(37)的上方形成翻动区(38)，碎屑料(35)经翻动区(38)后落在热熔区(30)的下方热熔。

10.根据权利要求9所述的一种富氧熔炼炉可调节供氧方法，其特征在于：热熔料(36)表面被吹动的部分飞溅在伸入管(2)的表面形成挂渣区(32)。

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