喷枪是侧吹式锌合金熔化炉的核心部件。锌合金熔化炉在生产作业时,顶吹喷枪和侧吹喷枪喷入的两股高速气流使熔化炉池剧烈搅动,加强了熔化池内部的传热传质过程,使落入的含锌渣炉料快速熔化。粉煤与氧气反应燃烧提供熔化炉内锌渣炉料熔化所需的热量。使炉内保持1400-1500℃的高温环境完成熔渣过程。此外少部分的煤粉可以将锌渣中的有价金属还原出来。
喷枪的性能、参数和寿命直接影响到侧吹式锌合金熔化炉的熔化效果、作业率及熔化炉寿命。在借鉴顶吹式熔化炉及其他顶吹喷枪的力学参数、实践经验值、运用流体学理论进行喷枪计算和喷枪结构设计。
喷枪采用多层同心套结构。侧吹喷枪中心管输送粉煤,用压缩空气载入。第二层输送氧气,第三层通水冷却。侧喷枪插入熔化炉体内,鼎喷枪位于熔池上面500-800mm,双枪的作用为高压氧气流股从喷枪口喷向熔化炉池,使熔化炉池形成剧烈搅动,保证炉料迅速熔化。
顶吹喷枪中粉煤与氧气在枪管内的流速大、流量大、停留时间短、受热比表面积小,可视其流动性服从连续性作业。根据工艺条件的燃煤量,富氧浓度等参数计算得到粉煤及氧气通道的直径,按喷出速度要求,确定喷孔直径和形状。使喷枪的喷出速度达到或接近音速。
侧吹枪由于长期需要插入锌合金熔化炉池内,在使用过程中会逐渐烧毁,枪头的前端采用等断面设计,枪头虽然逐步被烧毁,但是能保证喷枪喷出速度变化不会太大,保证熔化炉作业过程熔池波动稳定。当枪头烧损到一定长度,需要及时更换,枪头需要将锌合金液面降到喷口以下。为了延长侧喷枪使用寿命,枪头采用耐高温、耐冲刷的优质钢材制作,同时在枪体外管内通氮气冷却,甚至加入雾化水强化冷却。