本發(fā)明涉及如獨(dú)立權(quán)利要求1前序部分所限定的用于監(jiān)測(cè)懸浮熔煉爐(例如閃速熔煉爐或者閃速吹煉爐)的噴嘴(例如精礦噴嘴或者冰銅噴嘴)性能的方法。

本發(fā)明還涉及如獨(dú)立權(quán)利要求15前序部分所限定的用于監(jiān)測(cè)懸浮熔煉爐(例如閃速熔煉爐或者閃速吹煉爐)的噴嘴(例如精礦噴嘴或者冰銅噴嘴)性能的裝置。

本發(fā)明還涉及方法和裝置的各種用途。

公開文件WO98/14741公開了一種具有噴嘴的懸浮熔煉爐。

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是提供能在線監(jiān)測(cè)懸浮熔煉爐噴嘴性能的方法和裝置，以便容易對(duì)可能對(duì)噴嘴性能有影響的問題或者將對(duì)噴嘴性能有影響的問題快速作出反應(yīng)。

發(fā)明概述

本發(fā)明方法的特征由獨(dú)立權(quán)利要求1限定。

方法的優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求2到14中限定。

本發(fā)明裝置的特征相應(yīng)地由獨(dú)立權(quán)利要求15限定。

裝置的優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求16到31中限定。

本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求1到14中任一項(xiàng)的方法或者根據(jù)權(quán)利要求15到31中任一項(xiàng)的裝置的用于確定噴嘴反應(yīng)氣體出口對(duì)稱性的用途。

本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求1到14中任一項(xiàng)的方法或者根據(jù)權(quán)利要求15到31中任一項(xiàng)的裝置的用于檢測(cè)積聚的用途。

本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求1到14中任一項(xiàng)的方法或者根據(jù)權(quán)利要求15到31中任一項(xiàng)的裝置的用于監(jiān)測(cè)懸浮熔煉爐的反應(yīng)爐身中固體物質(zhì)與反應(yīng)氣體和可能的燃料(例如油)之間反應(yīng)的用途。

本發(fā)明的基本點(diǎn)是：通過至少一個(gè)成像器件生成代表反應(yīng)氣體通道橫截面的圖像，利用處理器件從成像器件接收反應(yīng)氣體通道橫截面的圖像，并且可通過處理器件將反應(yīng)氣體通道橫截面的圖像與代表反應(yīng)氣體通道橫截面的閾值圖像進(jìn)行比較。

本發(fā)明提供了能在線監(jiān)測(cè)懸浮熔煉爐噴嘴性能的方法和裝置，以便容易對(duì)可能對(duì)噴嘴性能有影響的問題或者將對(duì)噴嘴性能有影響的問題快速作出反應(yīng)。

對(duì)噴嘴性能有影響的問題是噴嘴的反應(yīng)氣體出口相對(duì)于噴嘴豎直中心線的對(duì)稱性。如果噴嘴的反應(yīng)氣體出口相對(duì)于噴嘴豎直中心線不是對(duì)稱的，則爐渣損失量增加，氧利用率較低，爐渣中的磁鐵礦(Fe₃O₄)的比例增加，灰塵量增加，并且在噴嘴出口處形成更多積聚。在本發(fā)明的方法和裝置之前，僅可在停工期間確定噴嘴的反應(yīng)氣體出口相對(duì)于噴嘴豎直中心線的對(duì)稱性。因?yàn)橥９H每月一次或者每兩個(gè)月一次，所以會(huì)長時(shí)間發(fā)生性能劣化。

對(duì)噴嘴性能有影響的問題是在噴嘴反應(yīng)氣體出口區(qū)域中的積聚，這對(duì)噴嘴反應(yīng)氣體出口的對(duì)稱性有不利影響。本發(fā)明的方法和裝置提供了在線監(jiān)測(cè)積聚情況，并提供了對(duì)積聚情況迅速進(jìn)行反應(yīng)和清除可能積聚的可能性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)積聚會(huì)增加爐渣損失、降低氧氣利用率、提高爐渣中磁鐵礦(Fe₃O₄)的比例并且增加灰塵量。

本發(fā)明還涉及方法或裝置的用于監(jiān)測(cè)懸浮熔煉爐的反應(yīng)爐身中固體物質(zhì)和反應(yīng)氣體之間反應(yīng)(即，監(jiān)測(cè)反應(yīng)爐身中的火焰)的用途。通過追蹤火焰，操作者可以確定在噴嘴附近或者在噴嘴處是否存在積聚。

附圖說明

在下文中，將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中，

圖1示出了懸浮熔煉爐，

圖2示出了根據(jù)第一實(shí)施例的噴嘴的橫截面，

圖3示出了根據(jù)第二實(shí)施例的噴嘴的橫截面，

圖4示出了根據(jù)第三實(shí)施例的噴嘴的橫截面，和

圖5示出了根據(jù)第四實(shí)施例的噴嘴的橫截面。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及用于監(jiān)測(cè)懸浮熔煉爐2(例如閃速熔煉爐或者閃速吹煉爐)的噴嘴1(例如精礦噴嘴或者冰銅噴嘴)的性能的方法和裝置。

首先，將更詳細(xì)地描述方法和方法的一些實(shí)施例和變型。

在方法中，噴嘴1布置在懸浮熔煉爐2的反應(yīng)爐身4的爐頂結(jié)構(gòu)3處，噴嘴1具有：固體物質(zhì)供給通道5，其具有通入反應(yīng)爐身4中的固體物質(zhì)出口6，以用于將固體物質(zhì)(例如硫化金屬精礦和可能的造渣材料)(附圖中未示出)供給到反應(yīng)爐身4中；和反應(yīng)氣體通道12，其具有通入懸浮熔煉爐2的反應(yīng)爐身4中的反應(yīng)氣體出口8，以用于將反應(yīng)氣體(例如空氣、富氧空氣或者氧氣)(附圖中未示出)供給到反應(yīng)爐身4中。

方法包括設(shè)置至少一個(gè)成像器件9。

方法包括通過至少一個(gè)成像器件9來生成代表反應(yīng)氣體通道12橫截面的圖像。

方法包括利用處理器件10從成像器件9接收反應(yīng)氣體通道12橫截面的圖像。例如，可追隨圖像中的顏色來監(jiān)測(cè)懸浮熔煉爐的反應(yīng)爐身4中的反應(yīng)。

方法可包括通過處理器件10來將反應(yīng)氣體通道12橫截面的圖像與代表反應(yīng)氣體通道12橫截面的閾值圖像進(jìn)行比較。例如，可通過將表示當(dāng)前情況的圖像與閾值圖像進(jìn)行比較來在線監(jiān)測(cè)噴嘴處的積聚情況。

方法優(yōu)選(但不必須)包括布置所述至少一個(gè)成像器件9以生成反應(yīng)氣體出口8處的反應(yīng)氣體通道12橫截面的圖像，即使得反應(yīng)爐身4的內(nèi)部在圖像中也是部分地可見的。這可以通過適當(dāng)放置和/或?qū)?zhǔn)所述至少一個(gè)成像器件9來實(shí)現(xiàn)。方法可包括將所述至少一個(gè)成像器件9至少部分地布置在噴嘴1外部。

如圖4中所示，方法可包括將所述至少一個(gè)成像器件9布置在噴嘴1外部，并且設(shè)置光學(xué)器件16(例如透鏡、物鏡和/或反射鏡)，以用于在噴嘴1的反應(yīng)氣體通道12的內(nèi)部和噴嘴1外部的所述至少一個(gè)成像器件9之間引導(dǎo)圖像。

方法優(yōu)選(但不必須)包括將所述至少一個(gè)成像器件9布置在噴嘴1的反應(yīng)氣體通道12中。在此情況下，所述至少一個(gè)成像器件9優(yōu)選放置和/或?qū)?zhǔn)在噴嘴1的反應(yīng)氣體通道12中，以生成在反應(yīng)氣體出口8處反應(yīng)氣體通道12橫截面的圖像，即，因此反應(yīng)爐身4的內(nèi)部在圖像中也是部分地可見的。

如果噴嘴1的反應(yīng)氣體通道12在軸向上由反應(yīng)氣體通道頂壁7限定，則所述至少一個(gè)成像器件9可布置在反應(yīng)氣體通道頂壁7中。在此情況下，所述至少一個(gè)成像器件9優(yōu)選放置和/或?qū)?zhǔn)在噴嘴1的反應(yīng)氣體通道12中，以生成在反應(yīng)氣體出口8處反應(yīng)氣體通道12橫截面的圖像，即，因此反應(yīng)爐身4的內(nèi)部在圖像中也是部分地可見的。

方法優(yōu)選(但不必須)包括設(shè)置至少兩個(gè)成像器件9，并且成像器件相對(duì)于噴嘴1的豎直中心線A對(duì)稱地布置。這在反應(yīng)氣體通道12為環(huán)形反應(yīng)氣體通道12的情況下(正如附圖所示實(shí)施例那樣)是特別有利的，因?yàn)檫@能夠生成反應(yīng)氣體通道12整個(gè)橫截面的圖像。例如，方法可包括設(shè)置三個(gè)成像器件9，它們相對(duì)于噴嘴1的豎直中心線A對(duì)稱地布置，每兩個(gè)相鄰成像器件9之間距離為120度；或者方法包括設(shè)置四個(gè)成像器件9，它們相對(duì)于噴嘴1的豎直中心線A對(duì)稱地布置，每兩個(gè)相鄰成像器件9之間距離為90度。

方法可包括布置用于測(cè)量反應(yīng)氣體通道12寬度的至少兩個(gè)激光測(cè)距儀，并利用所述至少兩個(gè)激光測(cè)距儀來測(cè)量反應(yīng)氣體通道的寬度。

如果方法中所使用的噴嘴1包括反應(yīng)氣體通道12中的整流錐14(如圖2和圖3中所示噴嘴1那樣)，則方法可包括將所述至少兩個(gè)激光測(cè)距儀布置在整流錐14處，以用于測(cè)量整流錐14處反應(yīng)氣體通道12的寬度。

方法可包括將所述至少兩個(gè)激光測(cè)距儀15至少部分地布置在噴嘴1的反應(yīng)氣體通道12中，優(yōu)選布置在噴嘴1的反應(yīng)氣體通道12中。

如圖5中所示，方法可包括將所述至少兩個(gè)激光測(cè)距儀15布置在噴嘴1的外部，并且設(shè)置光學(xué)器件16(例如透鏡、物鏡和/或反射鏡)，以用于在噴嘴1的反應(yīng)氣體通道12的內(nèi)部和噴嘴1外部的所述至少兩個(gè)激光測(cè)距儀15之間引導(dǎo)激光束。

如果方法包括在反應(yīng)氣體通道12中布置至少兩個(gè)激光測(cè)距儀，則方法優(yōu)選(但不是必定地)包括將所述至少兩個(gè)激光測(cè)距儀相對(duì)于噴嘴1的豎直中心線A對(duì)稱地設(shè)置。例如，方法可包括設(shè)置三個(gè)激光測(cè)距儀，它們相對(duì)于噴嘴1的豎直中心線A對(duì)稱地布置，每兩個(gè)相鄰激光測(cè)距儀之間距離為120度；或者方法包括設(shè)置四個(gè)激光測(cè)距儀，它們相對(duì)于噴嘴1的豎直中心線A對(duì)稱地布置，每兩個(gè)相鄰激光測(cè)距儀之間距離為90度。方法可包括利用處理器件10從所述至少兩個(gè)激光測(cè)距儀接收關(guān)于反應(yīng)氣體通道12寬度的數(shù)據(jù)。

方法可包括將代表反應(yīng)氣體通道12橫截面的圖像保存到存儲(chǔ)器件中。

接下來，將更詳細(xì)地描述裝置和裝置的一些實(shí)施例和變型。

在裝置中，噴嘴1布置在懸浮熔煉爐2的反應(yīng)爐身4的爐頂結(jié)構(gòu)3處。

噴嘴1包括：固體物質(zhì)供給通道5，其具有通入反應(yīng)爐身4中的固體物質(zhì)出口6，以用于將固體物質(zhì)(例如硫化金屬精礦和可能的造渣材料)(附圖中未示出)供給到反應(yīng)爐身4中；和反應(yīng)氣體通道12，其具有通入懸浮熔煉爐2的反應(yīng)爐身4中的反應(yīng)氣體出口8，以用于將反應(yīng)氣體供給到反應(yīng)爐身4中。

在附圖中所示的噴嘴1中，噴嘴1的固體物質(zhì)供給通道5在徑向上由固體物質(zhì)供給通道壁11限定，并且固體物質(zhì)供給通道5具有通入反應(yīng)爐身4中的固體物質(zhì)出口6以用于將固體物質(zhì)供給到反應(yīng)爐身4中。

在附圖中所示的噴嘴1中，反應(yīng)氣體通道12為環(huán)形的反應(yīng)氣體通道12，其同軸地至少部分圍繞環(huán)形固體物質(zhì)供給通道5，并且具有通入懸浮熔煉爐2的反應(yīng)爐身4中的反應(yīng)氣體出口8(環(huán)形的反應(yīng)氣體出口)以用于將反應(yīng)氣體供給到反應(yīng)爐身4中。

在附圖中所示的噴嘴1中，噴嘴1包括固體物質(zhì)分配器13，以用于將微細(xì)固體物質(zhì)引向懸浮熔煉爐2的反應(yīng)爐身4中的反應(yīng)氣體。固體物質(zhì)分配器13至少部分地布置在固體物質(zhì)供給通道5中，以使得固體物質(zhì)供給通道5為至少部分環(huán)形的固體物質(zhì)供給通道5，其同軸地至少部分圍繞固體物質(zhì)分配器13，在徑向上由固體物質(zhì)供給通道壁11限定，并且具有通入反應(yīng)爐身4中的固體物質(zhì)出口6(環(huán)形的固體物質(zhì)出口)以用于將固體物質(zhì)供給到反應(yīng)爐身4中。

在附圖中所示的噴嘴1中，環(huán)形的固體物質(zhì)供給通道5和環(huán)形的反應(yīng)氣體通道12相對(duì)于噴嘴1的豎直中心線A對(duì)稱地設(shè)置。

裝置包括至少一個(gè)成像器件9，以用于生成代表反應(yīng)氣體通道12橫截面的圖像。

裝置包括處理器件10，以用于從成像器件9接收反應(yīng)氣體通道12橫截面的圖像。例如，處理器件可構(gòu)造成追隨圖像中的顏色，以監(jiān)測(cè)懸浮熔煉爐的反應(yīng)爐身4中的反應(yīng)。

處理器件可構(gòu)造成將反應(yīng)氣體通道12橫截面的圖像與代表反應(yīng)氣體通道12橫截面的閾值圖像進(jìn)行比較。這例如可通過以下方式來進(jìn)行：將表示當(dāng)前情況的圖像與閾值圖像進(jìn)行比較，以監(jiān)測(cè)積聚情況。

所述至少一個(gè)成像器件9可至少部分地布置在噴嘴1的外部。

如圖4中所示，所述至少一個(gè)成像器件9可布置在噴嘴1外部，并且裝置可包括光學(xué)器件16(例如透鏡、物鏡和/或反射鏡)，以用于在噴嘴1的反應(yīng)氣體通道12的內(nèi)部和噴嘴1外部的所述至少一個(gè)成像器件9之間引導(dǎo)圖像。

裝置優(yōu)選(但不必須)包括至少一個(gè)成像器件9，以用于生成在反應(yīng)氣體出口8處反應(yīng)氣體通道12橫截面的圖像，即，使得反應(yīng)爐身4的內(nèi)部在圖像中也是部分地可見的。這可以通過適當(dāng)放置和/或?qū)?zhǔn)所述至少一個(gè)成像器件9來實(shí)現(xiàn)。

在裝置中，所述至少一個(gè)成像器件9可布置在噴嘴1的反應(yīng)氣體通道12中。如果反應(yīng)氣體通道12在軸向上由反應(yīng)氣體通道頂壁7限定，則所述至少一個(gè)成像器件9優(yōu)選(但不必須)布置在反應(yīng)氣體通道頂壁7中。

裝置優(yōu)選(但不必須)包括至少兩個(gè)成像器件9，它們相對(duì)于噴嘴1的豎直中心線A對(duì)稱地布置。這在反應(yīng)氣體通道12為環(huán)形反應(yīng)氣體通道12的情況下(正如附圖中所示實(shí)施例那樣)是特別有利的，因?yàn)檫@能夠生成反應(yīng)氣體通道12整個(gè)橫截面的圖像。例如，裝置可包括三個(gè)成像器件9，它們相對(duì)于噴嘴1的豎直中心線A對(duì)稱地布置，每兩個(gè)相鄰成像器件9之間距離為120度；或者裝置包括四個(gè)成像器件9，它們相對(duì)于噴嘴1的豎直中心線A對(duì)稱地布置，每兩個(gè)相鄰成像器件9之間距離為90度。

除了至少一個(gè)成像器件9以外，裝置優(yōu)選(但不必須)包括在反應(yīng)氣體通道12中的至少兩個(gè)激光測(cè)距儀，以用于測(cè)量反應(yīng)氣體通道的寬度。如果噴嘴1包括在反應(yīng)氣體通道12中的整流錐14(如圖2和圖3中所示噴嘴1的情況)，則所述至少兩個(gè)激光測(cè)距儀優(yōu)選(但不必須)在整流錐14處布置在反應(yīng)氣體通道12中，以用于測(cè)量整流錐14處反應(yīng)氣體通道12的寬度。所述至少兩個(gè)激光測(cè)距儀15可至少部分地布置在噴嘴1的反應(yīng)氣體通道12中，優(yōu)選布置在噴嘴1的反應(yīng)氣體通道12中。替代地，如圖5中所示，所述至少兩個(gè)激光測(cè)距儀15可布置在噴嘴1的外部，并且光學(xué)器件25(例如透鏡、物鏡和/或反射鏡)可設(shè)置成用于在噴嘴1的反應(yīng)氣體通道12的內(nèi)部和噴嘴1外部的所述至少兩個(gè)激光測(cè)距儀15之間引導(dǎo)激光束。

如果裝置包括在反應(yīng)氣體通道12中的至少兩個(gè)激光測(cè)距儀，則所述至少兩個(gè)激光測(cè)距儀優(yōu)選(但不必須)相對(duì)于噴嘴1的豎直中心線A對(duì)稱地設(shè)置。例如，裝置可包括三個(gè)激光測(cè)距儀，它們相對(duì)于噴嘴1的豎直中心線A對(duì)稱地布置，每兩個(gè)相鄰激光測(cè)距儀之間距離為120度；或者裝置包括四個(gè)激光測(cè)距儀，它們相對(duì)于噴嘴1的豎直中心線A對(duì)稱地布置，每兩個(gè)相鄰激光測(cè)距儀之間距離為90度。處理器件10可構(gòu)造成用于從所述至少兩個(gè)激光測(cè)距儀接收關(guān)于反應(yīng)氣體通道12寬度的數(shù)據(jù)。

裝置優(yōu)選(但不必須)包括存儲(chǔ)器件，以用于保存代表反應(yīng)氣體通道12橫截面的圖像。

本發(fā)明還涉及方法或裝置的用于確定噴嘴1的反應(yīng)氣體出口8的對(duì)稱性的用途。

本發(fā)明還涉及方法或裝置的用于檢測(cè)積聚的用途。

本發(fā)明還涉及方法或裝置的用于監(jiān)測(cè)懸浮熔煉爐2的反應(yīng)爐身4中固體物質(zhì)與反應(yīng)氣體和可能的燃料(例如油)之間反應(yīng)的用途。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚，隨著技術(shù)進(jìn)步，本發(fā)明的基本思想可以多種方式來實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明及其實(shí)施例不限于上述實(shí)例，而是可在權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。