CN207335425U - 燃烧器及其环形喷嘴板 - Google Patents

Abstract

一种用于闪速熔炼炉的燃烧器包括：管状喷枪，其包封第一气体流动通路并且具有下端部，下端部包括一个或多个气体出口通路。下端部具有彼此面对的上环形密封表面和下环形密封表面，环形喷嘴部分位于上环形密封表面与下环形密封表面之间。气体出口通路至少部分地由环形喷嘴部分限定，并且在第一气体流动通路与喷枪的外表面之间延伸。环形喷嘴部分可以包括多个弓形区段，这些弓形区段可以彼此分离并且与上密封表面和下密封表面分离，使得当上环形密封表面和下环形密封表面彼此分离时环形喷嘴部分能被移除，以供检修。还公开了该燃烧器的环形喷嘴板。

Description

燃烧器及其环形喷嘴板

相关申请的交叉引用

本申请要求保护在2014年11月15日提交的美国临时专利申请号 62/080,272的优先权和权益，该专利申请的内容以引用的方式并入到本文中。

技术领域

本申请涉及用于熔炼技术和相关工艺的流体分散设备。在一方面，本实用新型涉及用于精矿燃烧器或闪速燃烧器的流体分散设备。在另一方面，公开了用于熔炼技术和相关工艺的流体分散喷嘴。

背景技术

精矿的有效闪速熔炼需要熔炼燃烧反应尽可能高效率地进行。闪速冶炼炉通常包括升高的反应塔(react1n shaft)，在反应塔的顶部处放置有燃烧器，在燃烧器中，粒状进料和反应气体被带到一起。在铜冶炼的情况下，进料是通常含有铜和铁硫化矿物的精矿。精矿通常与二氧化硅助熔剂混合，并且用预热空气或富氧空气燃烧。熔滴在反应塔中形成，并且下降到炉床，形成富铜的冰铜和富铁渣相。

常规燃烧器包括外风箱气室、水冷套筒、速度调整锥，和内部喷枪。燃烧器通常包含附连到风箱气室并集成于炉反应塔的顶板的冷却块。

调整锥的下部和冷却块的内缘创建出一个环形通道。富氧燃烧空气进入风箱，并通过环形通道排放到反应塔。

水冷套筒和内部喷枪在燃烧气流环状空间内创建出环形通道。进料从上方被引入并通过水冷套筒下降进入在环形通道内的反应塔内。进料到反应气体内的偏转是由位于水冷套筒中心的喷枪下端处的钟形顶端推动的。

典型喷枪顶端包含在下端组件中的实心分散环，实心分散环包含一系列等距间隔开的恒定直径的径向孔，参考美国专利4147535。孔从喷枪的加压内部向外导向压缩空气，以使进料在伞形反应区中分散。这种类型的喷枪顶端可能与以下缺点相关联：不利地影响燃烧器性能并且可能会造成低效，例如由于炉结瘤堵塞空气开口所造成。这种事件可能造成反应塔中进料和空气的不均匀分布。这些事件频繁地出现，并且仅通过从炉移除喷枪之后在原位清洁堵塞的开口或者完全替换喷枪以允许完全拆卸和清洁堵塞的分散环孔来校正。

通常通过谨慎地钻出每个孔来执行对结瘤的原位清洁。这种清洁操作不仅耗时而且有损坏孔的风险，孔的损坏会不利地影响空气流动分布的均匀性，造成进料分布和燃烧效率的不规则性。也存在钻孔期间可能迫使炉结瘤进入到分散空气腔内的风险，在分散空气腔内，炉结瘤可能硬化。为了保持喷嘴开口的条件，最安全的清洁方式是连同垫圈一起移除实心环，并且在维修车间中进行清洁。这需要在完全拆卸已经移除的喷枪之后替换炉中堵塞的喷枪。拆卸必须远离燃烧器，在具有充分空间的维修车间中进行，以便于分离内喷枪组件与外喷枪组件。在任何情况下，这个工作需要很多时间和精力开非常小心地钻通开口中的结瘤而不损坏空气开口。从开始到完成，清洁过程通常要花费两天时间来完成。

本发明人的第一目的在于提供一种改进的分散空气喷嘴设计，其中分散环由可互换的“型板”替换，型板供应均匀分布的空气流动，同时最小化清洁所需的器械停机时间。这通过简化原位清洁以及排除了对于在维修车间中拆卸以实现型板替换的需要来完成。

本发明人的第二个目的在于提供用于实现不同的、更加适宜的进料和工艺空气空间分布和喷射速度的各种可替换型板设计。这样做以允许操作者微调设施熔炼操作，以提供适宜的燃烧效率和在型板替换或清洁之间更长的操作持续时间。

实用新型内容

下面的内容旨在向读者介绍下面更详细的描述并且不限定或限制所要求保护的主题。

根据一个方面，分散空气型板设置于两个或更多个喷嘴区段中，在组装时，这两个或更多个喷嘴区段形成环。喷嘴区段包括板，板具有个别地铣削或以其它方式形成的喷嘴。型板插入于分散锥内并且保持在分散锥与与喷枪顶端的下凸缘之间。在移除和替换了型板之后执行对喷嘴开口的清洁，这需要喷枪充分放松，以在分散锥与下凸缘之间形成间隙(大约20-50mm)，从而移除型板区段并且用新的干净的套件来替换。这种替换能在燃烧器附近的熔炼器工作空间中完成，并且不需要完全拆卸喷枪。这具有以下优点：喷枪无需移动到维修车间或者其它的远程地点，因为并不需要从组件移除整个内喷枪。与现有实心环设计的2天的持续时间相对比，能以短至2小时的时间来完成型板的替换。

此外，分散空气型板并不需要在现有喷枪设计中通常使用的垫圈。型板被简单地压缩在内喷枪组件与外喷枪组件之间，这提供充分的压缩，使得少量密封剂能供应到接触面从而使泄露最小，同时简化了维修程序。而且，型板包含在底表面上对齐的面以确保其适当地定位和安放在内喷枪上，同时在顶表面上的固持面防止型板在操作期间弹出。

在某些示例中，分散空气型板开口被机械加工成多种定制形状，以允许不同的分散空气流动图案和速度。

在某些示例中，分散空气型板包含沿着轴线的多行机械加工的喷嘴。

在某些示例中，分散空气型板由绕整个周向的单个连续狭缝开口组成。

在某些示例中，分散空气型板开口弯曲，以产生具有切向速度分量的、通向反应塔的气体流动。这引起涡旋流动，在闪速熔炼器反应塔中时，增加了的固体进料的湍流。

在某些示例中，型板喷嘴开口被设计为会聚-发散喷嘴几何形状，从而允许以超音速空气速度操作。这向反应塔内提供额外流动动量，允许显著地减小压缩空气的总质量流率。

附图说明

为了更全面地理解要求保护的主题，现将参考附图，在附图中：

图1是自用于闪速熔炼炉的燃烧器的喷枪顶端的截面图，燃烧器与典型两件式型板组装在一起，每个型板形成半圆形区段。

图2是图1的细节A的特写。

图3是图1的喷枪顶端的放大横截面立体图；

图4是具有各机械加工的喷嘴开口的分散空气型板的第一实施例的等距视图。

图5是切割成两个半圆形区段的分散空气型板的第一实施例的等距视图。

图6是图5的细节A的特写。

图7是展示型板替换过程的等距视图，其中，内喷枪组件降低，并且两个半圆形分散空气型板区段被从内喷枪与外喷枪之间形成的间隙移除，并且由新的型板套件替换。

图8是包含沿着型板的中心轴线的多行喷嘴开口的第二实施例的等距视图。

图9是被切割成两个半圆形区段的分散空气型板的第二实施例的等距视图。

图10是图9的细节B的特写。

图11是用来向反应塔内供应具有切向速度分量的空气流动的弯曲型板型式所组成的第三实施例的等距视图。

图12是被切割成两个半圆形区段的分散空气型板的第三实施例的等距视图。

图13是图12的细节C的特写。

图14是第四实施例的等距视图，其包括离散喷嘴，离散喷嘴具有经计算的会聚-发散流动面积，以用于供应超音速空气流动。

图15是被切割成两个半圆形区段的分散空气型板的第四实施例的等距视图。

图16是图15的细节D的特写。

图17是第五实施例的等距视图，其包括绕整个周向的单个连续狭缝喷嘴，具有经计算的会聚-发散流动面积，用来供应超音速空气流动。

图18是沿着图17的线18-18’所截取的横截面图；

图19A是被切割成两个半圆形区段的分散空气型板的第五实施例的等距视图。

图19B是图19A的细节E的特写。

图20是包含封闭的喷嘴开口的分散空气型板的第六实施例的等距俯视图。

图21是被切割成两个半圆形区段的分散空气型板的第六实施例的等距仰视图。

具体实施方式

在下文的描述中，陈述了具体细节以便提供所要求保护的主题的示例。然而，下文描述的实施例预期并不限制所要求保护的主题。本领域技术人员应意识到在所主张的主题的范围内可能的具体实施例的许多变型。

除非另外叙述，本文所用的术语“内”和“外”是指相对于中心纵向轴线的径向位置或方向。因此，术语“内”和“外”用来描述相对靠近轴线。

图1至图3示出了闪速熔炼炉的燃烧器的一部分，具体地是管状喷枪10的下端部，其具有由水冷套筒(未图示)包围的外表面12和用于燃烧空气流动的环形通路。

管状喷枪10沿着纵向轴线A(图1和图3)延伸并且包括内喷枪管14和外喷枪管16。内喷枪管14和外喷枪杆16同心地布置并且沿着纵向轴线A延伸。第一气体流动通路18被包封在喷枪10内，并且设置于内喷枪管14与外喷枪管16之间的环形空间中。内喷枪管14具有限定第二气体流动通路20的中空内部。此外，内喷枪管14包括在其下端的内喷枪凸缘22，内喷枪凸缘22包围第二气体流动通路20的中心开口并且闭合第一气体流动通路18的下端。

喷枪10的下端包括向外延伸到喷枪10的外表面12的一个或多个气体出口通路24。喷枪10的下端还包括上环形密封表面26和下环形密封表面28，其中，上环形密封表面26和下环形密封表面28朝向彼此。喷枪10的下端还包括环形喷嘴部分30，环形喷嘴部分30位于上环形密封表面26与下环形密封表面28之间。环形喷嘴部分30在本文中有时被称作“型板”或“分散空气型板”。

一个或多个气体出口通路24至少部分地由环形喷嘴部分30限定，并且在第一气体流动通路18与喷枪10的外表面12之间延伸，以便允许气体和进料从第一气体流动通路18向外流动。

在图示实施例中，喷枪10的下端部、在本文中也被称作喷枪顶端，包括呈截头圆锥形式的分散锥32，其具有附连到外喷枪管16的圆柱形部段上的上边缘34，使得分散锥32形成外喷枪16的下延伸部，并且将径向分量引入到第一气体流动通路18的下端处的轴向流动方向。

分散锥32还包括下边缘36，下边缘36具有比上边缘34大的直径，其中上环形密封表面26设置于分散锥32的下边缘36处。

从附图可以看出，下环形密封表面28形成于内喷枪凸缘22上，并且与上环形密封表面26相对。上环形密封表面26和下环形密封表面28 中每一个位于基本上垂直于纵向轴线A的平面中。

环形喷嘴部分30位于上环形密封表面26与下环形密封表面28 之间，并且还位于基本上垂直于纵向轴线A的平面中。环形喷嘴部分30 的至少一部分可释放地被夹持于上环形密封表面26与下环形密封表面28 之间，允许它快速地移除和替换，而无需将喷枪10转移到维修车间。在图示实施例中，通过抵靠分散锥32以张紧内喷枪管16和其凸缘22，来提供用于固定环形喷嘴部分30的压缩负荷，这使外喷枪管16受压。在替代实施例中，上环形密封表面和下环形密封表面可以由可移除的机械紧固件、如螺栓(未图示)保持在一起。

环形喷嘴部分30具有密封到上环形密封表面26的至少一个上表面部分38和密封到下环形密封表面28上的至少一个下表面部分40。上表面部分38和下表面部分40可以具有多种不同配置，并且可以包括连续或不连续的表面，如将在下文中进一步描述。在上表面部分38和下表面部分 40与相应环形密封表面26、28之间的密封基本上是气密的，并且可以通过允许移除和替换环形喷嘴部分30的任何方式来提供。例如，密封可以由垫圈和/或密封剂(未图示)来提供。

根据本文所描述的某些实施例，并且如图5和图7所示，环形喷嘴部分30可以包括多个弓形区段42，通过放松内喷枪管22(在图7中竖直箭头44的方向上)来分离上环形密封表面26和下环形密封表面28，并且在图7中水平箭头46的方向上径向向外地牵拉这些区段，来允许移除区段。可以看出，这允许移除区段42而无需完全拆卸喷枪10。因此，被污染的环形喷嘴部分30或者其区段可以被容易地移除，并且插入新的喷嘴部分 30或区段。内喷枪管6可以快速地被再次张紧，将环形喷嘴部分30夹持就位。

在图7的实施例中，并且在本文所描述的其它实施例中，环形喷嘴部分30包括半圆形区段42，每个半圆形区段42呈现为约180度的圆弧。为了允许容易地移除这些区段，它们应各呈现为约180度或更小的弧度，不过可容许的弧长至少部分地由内喷枪凸缘22的下端直径确定。尽管在图中示出了两个区段42，环形喷嘴部分30可以包括三个或更多个区段42。构成环形喷嘴部分30的区段42的长度未必相等。而且，尽管区段42的端部可以彼此接触，应意识到有可能希望在相邻区段42之间提供间隙，例如以提供额外的气体出口通路24。

下文是对环形喷嘴部分30的各种配置的描述。

在图4至图6的实施例中，示出了环形喷嘴部分30的实施例，其具有型板状外观，具有气体出口通路24，气体出口通路24由完全穿过喷嘴部分30延伸的多个机械加工出的开口所限定。尽管图4至图6的环形喷嘴部分30被示出为包括两个区段，应意识到其可以包括连续环，或者其可以包括相等或不相等长度的三个或更多个区段。

图4至图6的环形喷嘴部分30呈平板形式，具有适于密封到上环形密封表面26上的上表面48和适于密封到下环形密封表面28上的下表面50。环形喷嘴部分30还包括外面52和多个气体出口通路24。气体出口通路24中每一个包括开放通道54，开放通道54具有内端56和外端58，外端58位于环形喷嘴部分30的外面52处。开放通道54中每一个在其内端56处与第一气体流动通路18成流动连通。

在图4至图6中，开放通道54中每一个在环形喷嘴板30的整个高度上延伸，即，从上表面48延伸到下表面50。因此，当图4至图6的环形喷嘴部分30密封于上环形密封表面26与下环形密封表面28之间时，气体出口通路24中每一个由开放通道54和上环形密封表面26和下环形密封表面26限定，使得气体出口通路24中每一个具有由上环形密封表面26 限定的顶部、由下环形密封表面28限定的底部和由开放通道54侧部限定的相对侧部。

如现在参考图1至图3所解释，本文所描述的环形喷嘴部分30 还可以包括用来将喷嘴部分30定位和保持在上环形密封表面26与下环形密封表面28之间的适当位置的装置。就此而言，从图2可以看出环形喷枪凸缘22可以包括肩部60。环形喷嘴部分30包括内面62，当环形喷嘴部分 30或其区段42被放置于内喷枪凸缘22上时，内面62抵靠肩部60，使得它们处于适当位置。

此外，如从图2可以看出，环形喷嘴部分30包括内部分64和外部分66，其中外部分66位于内部分64的径向外部。当安装于喷枪10中时，外部分66与上环形密封表面26和下环形密封表面28成密封接合，并且位于上环形密封表面26与下环形密封表面28之间，而内部分64位于上环形密封表面26的径向内部。

如在图2的细节A中最佳地看出的，环形喷嘴部分30的上表面 48设有环形肩部68，环形肩部68分隔内部分64和外部分66，并且从外部分66沿着轴线A向上延伸到环形喷嘴部分30的内部分64，使得内部分64 比外部分66厚。在本实施例中，肩部68是不连续的，并且由开放通道54 中断。然而，应意识到肩部68可以桥接通道54。

肩部68具有略小于分散锥32的下边缘36的内径的直径，使得肩部68装配于分散锥32的下边缘36内并且接合分散锥32的下边缘36。这帮助适当地定位环形喷嘴部分30，并且保持环形喷嘴部分30就位且防止环形喷嘴部分30由于在喷枪10顶端内的正压力而弹出。尽管看出环形喷嘴部分30的下表面50是平坦的，应意识到固持肩部68可以设置于下表面 50上而不是上表面48上。

为了在气体出口通路24与第一气体流动通路18之间提供流动连通，开放通道54在环形喷嘴部分30的整个外部66上从外面52延伸到肩部68，并且开放通道54也在肩部68内部延伸到环形喷嘴部分30的内部分 64。因此，位于肩部68内部的每个开放通道54的部分提供通向气体出口通路24中每一个内的入口通路。

图8至图10示出了根据第二实施例的环形喷嘴部分30。第二实施例的环形喷嘴部分30可以包括如图8的连续环或者可以包括两个或更多个区段42，如图9所示。还应意识到，环形喷嘴部分30可以包括相同或不相同长度的三个或更多个区段。图8至图10的实施例包括许多与图4至图 6的实施例相同的元件，这些元件以相同的附图标记表示。

在此方面，图8至图10的环形喷嘴部分30包括具有型板状外观的环形板，具有上表面48，下表面50、外面52和内面62，上表面48设有环形肩部68，环形肩部将板分成内部分64和外部分66。

图8至图10的环形喷嘴部分30包括多个气体出口通路24，包括多个上气体出口通路24’和多个下气体出口通路24”。

上气体出口通路24’中每一个包括开放通道54’，开放通道54’形成于环形喷嘴部分30的上表面48中，其中开放通道54’在环形喷嘴部分 30的上表面48处开放。因此，当环形喷嘴部分30密封于上环形密封表面 26与下环形密封表面28之间时，上气体出口通路24’中每一个由开放通道 54’和上环形密封表面26限定，使得上气体出口通路24’中每一个具有由上环形密封表面26限定的顶部、由开放通道54’的底表面限定的底部和由开放通道54’侧部限定的相对侧部。

下气体出口通路24”中每一个包括开放通道54”，开放通道54”形成于环形喷嘴部分30的下表面50中，其中开放通道54”在环形喷嘴部分 30的下表面50处开放。因此，当环形喷嘴部分30密封于上环形密封表面 26与下环形密封表面28之间时，下气体出口通路24”中每一个由开放通道 54”和下环形密封表面28限定，使得下气体出口通路24”中每一个具有开放通道54”的顶表面限定的顶部、由下环形密封表面28限定的底部和由开放通道54”侧部限定的相对侧部。

上气体出口通路24’和下气体出口通路24”在其内端56与外端 58之间彼此分开，并且可以看出通路24’和24”的内端56向内延伸到环形喷嘴部分30的内部分64。位于通路24’和24”的内端56内部的是连通开口 70，连通开口70从上表面48延伸到下表面50，即，完全穿过环形喷嘴部分30。这些连通开口70提供在第一气体流动通路18与上气体出口通路24’和下气体出口通路24”之间的流动连通。

从图8至图10可以看出，连通开口70中每一个可以与上气体通路开口24’中至少一个和下气体通路开口24”中至少一个成流动连通。例如，在图示实施例中，每个连通开口70与上气体出口通路24’之一和下气体出口通路24”中两个成流动连通。

尽管图8至图10的实施例包括上气体出口通路24’和下气体出口通路24”，应意识到其它实施例可以仅包括上气体出口通路24’或下气体出口通路24”。

在图8至图10的实施例中，上气体出口通路24’被布置为绕环形喷嘴部分30的周向延伸的上部行，并且下气体出口通路24”被布置为绕环形喷嘴部分30周向延伸的下部行。在各种实施例中，其中某些实施例在本文中描述，上气体出口通路24’可以在以下方面中的一个或多个方面不同于下气体出口通路24”：

(a)截面积；

(b)数量；

(c)相对于纵向轴线的角度；以及

(d)相对于径向方向的角度。

在图8至图10中，上气体出口通路24’和下气体出口通路24”在数量(上通路24’数量更少)和截面积(上通路24’具有更大面积)方面彼此不同。因此，下通路24”可以具有更小面积和更低流率，提供高速喷射射流，该高速喷射射流能扰乱在上通路24’下方的粒子再循环区。尽管下通路24”会随着时间而缓慢地变得堵塞，它们将充当上通路24’的牺牲性空气喷嘴，上通路24’使喷枪10流出的大部分分散空气流动到周围反应塔(未图示)内。相比而言，美国专利US6238457实施了一种多行喷嘴设计，但仅为了改进所得到的进料的伞状分布，而没有对经由牺牲性高速低流率喷嘴而有利于解决堵塞问题提出任何主张。

图11至图13示出了根据第三实施例的环形喷嘴部分30。第三实施例的环形喷嘴部分30可以包括如图11所示的连续环或者其可以包括如图12所示的两个区段42。还应认识到，环形喷嘴部分30可以包括相同长度或不同长度的三个或更多个区段。图11至图13的实施例包括许多与图4至图6和图8至图10的实施例相同的元件，并且这些元件用相同的附图标记来表示。

图11至图13的实施例类似于图4至图6的实施例，其中开放通道54中每一个在环形喷嘴板30的整个高度上延伸，即，从上表面48延伸到下表面50。图11至图13的实施例还包括环形肩部68，环形肩部68并非如图4至图6中那样不连续，而是呈连续环的形式，其沿着环形喷嘴部分的上表面48桥接开放通道54。

图11至图13的实施例与图4至图6的实施例的不同之处在于气体出口通路24是弯曲的，并且它们全都相对于径向方向成角度，以便形成从喷枪10向周围反应塔内排放的涡旋切向气体流动。这增加了在反应塔内的涡旋和湍流，导致改进的燃烧。美国专利申请US2011/0074070 A1 (Yasuda等人)公开了分散空气设备的喷射喷嘴，其以相对于分散环的外表面并不垂直的角度通过直孔供应盘旋的流动。然而，由于Yasuda等人使用直孔，其实际上不能相对于圆形分散环的切向表面以较小角度供应分散空气流动，限制了所能实现的最大涡旋强度。在图11至图13中示出的本实施例的弯曲并且成角度的气体出口通路24提供分散空气的额外涡旋强度。

图14至图16示出了根据第四实施例的环形喷嘴部分30。第四实施例的环形喷嘴部分30包括如图14所示的连续环，或者其可以包括如图15所示的两个区段42。还应认识到，环形喷嘴部分30可以包括相同长度或不同长度的三个或更多个区段。图14至图16的实施例包括许多与图4 至图6和图8至图10的实施例相同的元件，并且这些元件用相同的附图标记来表示。

图14至图16的实施例与图8至图10的实施例类似之处在于，其包括一行上气体出口通路24’和一行下气体出口通路24”。在图14至图 16的实施例中，上气体出口通路24’和下气体出口通路24”在数量和截面积方面彼此对应。然而，在此实施例中，各个气体出口通路24’和24”的截面积沿着其长度变化。更具体而言，通路24’和24”被切割为具有受控制的会聚-发散喷嘴开口截面的剖面，以产生超音速出射空气射流。这允许使用者以低质量流率向反应塔内供应额外流动动量。通常为周围氧浓度的分散空气稀释在燃烧器附近的点燃区中的氧气富集的空气。减小的稀释水平促进了更高的局部氧气浓度，便于精矿迅速点燃。

图17至图19B示出了根据第五实施例的环形喷嘴部分30。第五实施例的环形喷嘴部分30可以包括如图17所示的连续环或者其可以包括如图19A至图19B所示的两个区段42。还应认识到环形喷嘴部分30可以包括相同长度或不同长度的三个或更多个区段。图17至图19B的实施例包括许多与图4至图6和图8至图16的实施例相同的元件，并且这些元件用相同的附图标记来表示。

在图17至图19B的实施例中，环形喷嘴部分30包括上部分72 和下部分74，上部分72和下部分74可以通过相对较薄的腹板(未图示) 联结在一起。在上部分72与下部分74之间设有单个气体出口通路24，呈绕环形喷嘴部分30的圆周基本上连续地延伸的狭缝形式。除了单个连续狭缝，应意识到环形喷嘴部分30也可以包括两个或更多个狭缝状气体出口通路24。

如在图18的截面图中最佳地看出，狭缝状气体出口通路24在环形喷嘴部分的内面62与外面52之间具有可变的截面高度，在内面62和/ 或外面52处具有最大高度，并且在内面62与外面52之间的一点具有最小高度。如图17至图19B所示，气体出口通路24截面的这种配置限定了受控制的会聚-发散喷嘴开口，以产生超音速出射空气速度。此实施例的操作优点类似于在图14至图16中示出的操作优点，然而，连续狭缝形气体出口通路24提供发散气体绕喷枪10圆周的更均匀喷射剖面。

图20和图21示出了根据第六实施例的环形喷嘴部分30。第六实施例的环形喷嘴部分30可以包括如图20所示的连续环或者其可以包括如图21所示的两个区段42。还应认识到环形喷嘴部分30可以包括相同长度或不同长度的三个或更多个区段。图8的实施例包括许多与图4至图6 和图8至图19B的实施例相同的元件并且这些元件用相同的附图标记来表示。

在图20至图21的实施例中，环形喷嘴部分30包括用于密封到上环形表面26的连续上表面48、用于密封到下环形表面28的连续下表面 50、内面62和外面52、以及多个气体出口通路24。气体出口通路24中每一个位于环形喷嘴部分30的上表面48与下表面50之间，即，通路24的侧部完全被包封于环形喷嘴部分30内。气体出口通路24沿着环形喷嘴部分30的周向间隔开，并且通路24中每一个包括从环形喷嘴部分30的外面 52向内延伸的圆柱形孔。这些圆柱形孔基本上垂直于纵向轴线，并且可以通过钻孔形成。

本领域技术人员应意识，在所主张的主题的范围内能做出许多变型。在上文中已经描述的实施例意图说明但非限定或限制。例如，存在能适应拆分式型板设计、允许快速替换的许多可能的几何形状。

虽然上述主题在用于闪速熔炼炉的燃烧器的情境下展开描述，应意识到其也适用于粉状进料的其它燃烧器，诸如由粉煤作为燃料的炉的燃烧器。

Claims (31)

1.一种用于闪速熔炼炉的燃烧器，其中所述燃烧器包括管状喷枪，所述管状喷枪包封第一气体流动通路并且具有外表面，所述喷枪沿着纵向轴线延伸并且具有下端部，所述下端部包括从所述轴线向外延伸的一个或多个气体出口通路，其中所述下端部包括：

上环形密封表面和下环形密封表面，其中所述上环形密封表面和所述下环形密封表面彼此面对；

环形喷嘴部分，所述环形喷嘴部分位于所述上环形密封表面与所述下环形密封表面之间；

其中所述一个或多个气体出口通路至少部分地由所述环形喷嘴部分限定，所述一个或多个气体出口通路在所述第一气体流动通路与所述喷枪的所述外表面之间延伸。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述环形喷嘴部分包括多个弓形区段。

3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述环形喷嘴部分的所述弓形区段中每一个呈现约180度或更小的弧度。

4.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述环形喷嘴部分包括所述弓形区段中的至少两个。

5.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，在所述上环形密封表面和所述下环形密封表面沿着所述纵向轴线彼此分离时，所述弓形区段能彼此分离并且与上密封表面和下密封表面分离。

6.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述上环形密封表面、所述下环形密封表面和所述环形喷嘴部分各位于基本上垂直于所述纵向轴线的平面中。

7.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述环形喷嘴部分的至少一部分可释放地被夹持于所述上环形密封表面与所述下环形密封表面之间。

8.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述环形喷嘴部分具有密封到所述上环形密封表面的至少一个上表面部分和密封到所述下环形密封表面的至少一个下表面部分。

9.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述喷枪的所述下端部包括呈截头圆锥形式的分散锥，所述分散锥具有上边缘和下边缘，其中所述下边缘的直径大于所述上边缘，并且其中所述上环形密封表面设置于所述分散锥的所述下边缘处。

10.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述喷枪包括外喷枪管和内喷枪管，其中所述内喷枪管和所述外喷枪管同心地布置，并且沿着所述纵向轴线延伸，其中所述第一气体流动通路设置于所述内喷枪管与所述外喷枪管之间的环形空间中，并且其中所述内喷枪管包括内喷枪凸缘，所述内喷枪凸缘闭合所述第一气体流动通路的下端，并且其中所述下环形密封表面形成于所述内喷枪凸缘上。

11.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述环形喷嘴部分包括：

密封到所述上环形表面上的连续上表面；

密封到所述下环形表面上的连续下表面；

内面和外面；以及

多个所述气体出口通路；

其中所述气体出口通路中每一个位于所述环形喷嘴部分的所述上表面与所述下表面之间，并且其中所述气体出口通路中每一个在所述环形喷嘴部分的所述内面与外面之间延伸。

12.根据权利要求11所述的燃烧器，其特征在于，所述环形喷嘴部分包括多个所述气体出口通路，其中所述气体出口通路沿着所述环形喷嘴部分的周向间隔开，并且其中所述气体出口通路中每一个包括圆柱形孔，所述圆柱形孔从所述环形喷嘴部分的所述内面延伸到所述外面。

13.根据权利要求11所述的燃烧器，其特征在于，所述环形喷嘴部分包括所述气体出口通路中的一个，并且其中所述一个气体出口通路呈绕所述环形喷嘴部分的基本上整个周向延伸的基本上连续狭缝的形式。

14.根据权利要求13所述的燃烧器，其特征在于，所述基本上连续狭缝在所述环形喷嘴部分具有在所述内面与所述外面之间的可变的截面高度、具有在所述内面和/或外面处的最大高度、以及具有在所述内面与外面之间的一点处的最小高度，限定会聚-发散喷嘴开口。

15.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述环形喷嘴部分具有外部分和内部分，所述外部分位于所述内部分的径向外部，其中所述环形喷嘴部分的外部分与所述上环形密封表面和所述下环形密封表面成密封接合，并且其中所述环形喷嘴部分的所述内部分位于所述上环形密封表面的径向内部。

16.根据权利要求15所述的燃烧器，其特征在于，所述环形喷嘴部分具有上表面，所述上表面包括环形肩部，所述环形肩部沿着所述纵向轴线从所述环形喷嘴部分的外部分向上延伸到所述环形喷嘴部分的内部分，使得所述内部分的厚度大于所述外部分。

17.根据权利要求16所述的燃烧器，其特征在于，包括：多个所述气体出口通路，其中所述气体出口通路中的每一个由形成于所述环形喷嘴部分的所述外部分中的开放通道以及所述上环形密封表面和所述下环形密封表面中的一者或二者所限定，其中所述开放通道中每一个与所述第一气体流动通路成流动连通。

18.根据权利要求17所述的燃烧器，其特征在于，所述气体出口通路中每一个由所述开放通道以及所述上环形密封表面和所述下环形密封表面限定，使得所述气体出口通路中每一个具有由所述上环形密封表面限定的顶部、由所述下环形密封表面限定的底部和由所述开放通道的侧部限定的相对侧部，并且其中所述开放通道向内延伸到所述环形喷嘴部分的所述内部分内，并且与所述第一气体流动通路成流动连通。

19.根据权利要求17所述的燃烧器，其特征在于，所述气体出口通路中至少一些包括上气体出口通路，所述上气体出口通路中每一个由所述开放通道和所述上环形密封表面限定，其中所述开放通道形成于所述环形喷嘴部分的所述上表面中，使得所述上气体出口通路中每一个具有由所述上环形密封表面限定的顶部、由所述开放通道的底表面限定的底部和由所述开放通道的侧部限定的相对侧部。

20.根据权利要求19所述的燃烧器，其特征在于，所述气体出口通路中至少一些包括下气体出口通路，所述下气体出口通路中每一个由所述开放通道和所述下环形密封表面限定，其中所述开放通道形成于所述环形喷嘴部分的下表面中，使得所述下气体出口通路中每一个具有由所述开放通道的顶表面限定的顶部、由下环形密封表面的限定的底部和由所述开放通道的侧部限定的相对侧部。

21.根据权利要求20所述的燃烧器，其特征在于，所述环形喷嘴部分的所述内部分设有多个连通开口，所述多个连通开口在所述环形喷嘴部分的所述上表面与所述下表面之间延伸，并且提供在所述下气体出口通路与所述第一气体流动通路之间的所述流动连通。

22.根据权利要求21所述的燃烧器，其特征在于，所述连通开口中每一个与所述下气体出口通路中至少一个成流动连通。

23.根据权利要求20所述的燃烧器，其特征在于，所述环形喷嘴部分包括多个所述上气体出口通路和多个所述下气体出口通路，其中所述上气体出口通路布置为绕所述环形喷嘴部分的周向延伸的上部行，并且其中所述下气体出口通路布置为绕所述环形喷嘴部分的所述周向延伸的下部行。

24.根据权利要求23所述的燃烧器，其特征在于，所述上气体出口通路在以下方面中的一个或多个方面不同于所述下气体出口通路：

(a)截面积；

(b)数量；

(c)相对于纵向轴线的角度；以及

(d)相对于径向方向的角度。

25.根据权利要求24所述的燃烧器，其特征在于，所述环形喷嘴部分包括多个所述气体出口通路，并且其中所述气体出口通路中每一个相对于所述径向方向成角度，以便形成涡旋切向气体流动。

26.根据权利要求25所述的燃烧器，其特征在于，所述气体出口通路为弯曲的。

27.根据权利要求1至12和15至24中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述环形喷嘴部分包括多个所述气体出口通路，并且其中所述气体出口通路中每一个的截面积沿着其长度变化。

28.一种环形喷嘴板，所述环形喷嘴板适于固持在分散锥的下边缘与用于闪速熔炼炉的燃烧器中的环形喷枪的内喷枪凸缘之间，其中所述环形喷嘴板包括：

(a)上表面，所述上表面适于密封到所述分散锥的所述下边缘的环形密封表面上；

(b)下表面，所述下表面适于密封到所述内喷枪凸缘的环形密封表面上；

(c)外面；

(d)形成于所述环形喷嘴板中的多个气体出口通路，所述气体出口通路中每一个包括开放通道，所述开放通道在所述环形喷嘴板的所述上表面和下表面中一者或二者处开放，并且其中，所述开放通道具有内端和外端，所述开放通道的所述外端位于所述环形喷嘴板的所述外面处。

29.根据权利要求28所述的环形喷嘴板，其特征在于，所述开放通道中的每一个在所述环形喷嘴板的整个高度上从所述上表面延伸到所述下表面。

30.根据权利要求28所述的环形喷嘴板，其特征在于，所述多个气体出口通路包括多个上气体出口通路，所述上气体出口通路中每一个包括开放通道，所述开放通道形成于所述环形喷嘴板的所述上表面中，并且在所述环形喷嘴板的所述上表面处开放。

31.根据权利要求28或30所述的环形喷嘴板，其特征在于，所述多个气体出口通路包括多个下气体出口通路，所述下气体出口通路中每一个包括开放通道，所述开放通道形成于所述环形喷嘴板的所述下表面中，并且在所述环形喷嘴板的所述下表面处开放。