有色金属富氧底吹熔炼用氧枪设计与实验研究

摘要

氧枪是铜和铅等有色金属富氧底吹熔炼工艺的核心设备之一,氧枪的性能对有色金属冶炼过程中关键化学反应的效率、产品质量、生产率、底吹炉的耐火材料的寿命、运行成本等有着非常重要的影响.因此,合理的氧枪结构和材料成为有色金属冶炼中备受关注的重要环节.本文针对目前氧枪所普遍存在的寿命短及氧气高速射流造成的物料喷溅等问题研发了新型底吹用氧枪,采用了多路螺旋结构输送氧气,并根据底吹炉参数设计与之匹配的旋流喷射角度,显著改善了反应熔池内的气固液三相混合效率及混合的均匀性,氧气卷吸物料的同时减少了物料喷溅,减少喷溅可有效保护炉内耐火材料减少损伤,进而提高了炉龄,氧气通道周围布置了扇形冷却气体通道,高效冷却并保护氧枪.本文利用水模型冷态实验和ANSYS软件基于东营方圆底吹炉参数对此氧枪模型进行物理实验及数值模拟,验证了氧枪模型的合理性和可靠性,为下一步的工业化奠定了基础.