專利名稱：固定式銅陽極爐底吹氣裝置及其工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于銅的冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固定式銅陽極爐底吹氣裝置及其工藝。
背景技術(shù)：
銅陽極爐是冶煉電解銅的重要冶煉設(shè)備，是煉電解銅工藝過程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。銅精礦粉一般經(jīng)過反射爐、轉(zhuǎn)爐、陽極爐、電解四個(gè)工藝過程。用固定式陽極爐已經(jīng)有幾十年的歷史。雖然最先進(jìn)的工藝是采用回轉(zhuǎn)爐，但是目前大量使用的仍然是固定式陽極爐。這種爐子最大的缺點(diǎn)是反應(yīng)速度慢，冶煉時(shí)間長，主要原因是其爐膛面積大，熔池有一定的深度，此階段冶煉所進(jìn)行的加熱、氧化、還原基本上只能在熔池面上進(jìn)行，整個(gè)熔池的反應(yīng)速度受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)目前固定式銅陽極爐存在反應(yīng)速度慢，冶煉時(shí)間長的不足之處，提供一種固定式銅陽極爐底吹氣裝置及其工藝。
本發(fā)明所提供的固定式銅陽極爐底吹氣裝置，包含2-3個(gè)底吹元件、氣源、壓縮機(jī)、閥門、壓力表、流量計(jì)、閥門等，底吹元件安裝在銅陽極爐爐底縱向中心線上且對(duì)稱均衡布置，底吹元件中部是內(nèi)徑為1cm-2cm左右的鋼管，與氣源連接，在氣源到底吹元件的管道中間，順序連接有氣源切換裝置，壓縮機(jī)、流量計(jì)、壓力表、閥門。
底吹元件是彌散型透氣磚或細(xì)鋼管多孔塞式供氣元件。氣源是氬氣或氮?dú)猓兌纫?9％以上，硫含量小于0.5％，經(jīng)過凈化干燥處理。
實(shí)施固定式銅陽極爐底吹氣裝置的工藝如下在上一爐銅出完，在整個(gè)出銅期間保持流量25-30L/min的中等流量吹氣，然后裝入廢銅或轉(zhuǎn)爐吹煉出來的液態(tài)冰銅，在出完銅到裝完料之間用較小流量10-15L/min吹氣，在熔化過程中用25-30L/min的中等流量吹氣，熔化完后進(jìn)入加熱期和氧化期、還原期，這三個(gè)階段中氧化期用中等流量吹氣，加熱期、還原期用最大流量50L/min吹氣，此后進(jìn)入出銅階段，底吹氣壓力1.603Mpa-11.03Mpa。
在銅陽極爐底部縱向中心線上安裝2-3個(gè)底吹裝置。安裝2個(gè)還是3個(gè)視爐容量大小而定。底吹元件在爐底布置的位置見附圖2所示，基本上是處在局部的幾何中心位置。在爐子底部需筑一個(gè)寬1米、高1.8m米的通道，用來布置吹氣管道、儀表，留下更換吹氣裝置的操作空間。
底吹元件與陽極爐連接關(guān)系。在陽極爐底開2-3個(gè)安裝底吹元件的孔，其內(nèi)徑尺寸正好與底吹元件的外經(jīng)尺寸相匹配。底吹元件外套一個(gè)座磚(或稱袖磚)，該座磚用質(zhì)量較好的耐火材料制做。座磚四周和座磚底部按正常砌爐方式砌筑。底吹元件安裝到正常位置后，由爐殼底部的鋼蓋板蓋緊，用螺栓固定。底吹元件中部是內(nèi)徑為1cm-2cm左右的鋼管，與氣源連接，在氣源到底吹元件的管道中間，順序連接有氣源切換裝置，壓縮機(jī)、流量計(jì)、壓力表、閥門等，其連接關(guān)系見圖3。其中氣源切換裝置是根據(jù)冶煉不同階段切換用氬氣或氮?dú)?；壓縮機(jī)用來提高氣體的壓力，以符合底吹的要求。
底吹氣的工作壓力以實(shí)際壓力的1.2-1.3倍確定，壓力1.603Mpa-16.03Mpa(2.0-16個(gè)大氣壓)。實(shí)際壓力包含大氣壓，銅液深度確定的壓力，底吹氣元件阻力造成的壓力損失。
底吹氣流量的確定。(1)在加熱升溫期(以有熔池形成為條件)最大流量；(2)氧化期以中等流量，即最大流量的50％-60％；(3)還原期最大流量；(4)出銅期中等流量；(5)空爐最小流量。底吹氣使用時(shí)必須注意在整個(gè)冶煉過程都要通氣，即使在空爐時(shí)，仍要以較小的流量向爐內(nèi)通氣，以保證底吹元件暢通。
采用本發(fā)明所提供的固定式銅陽極爐底吹氣裝置及其工藝，使整個(gè)固定式銅陽極爐熔池內(nèi)的銅液處于良性循環(huán)運(yùn)動(dòng)之中，縮短銅陽極爐冶煉時(shí)間，燃料、還原劑單耗降低，同時(shí)在熔池形成良好循環(huán)的條件下，可以使熔池內(nèi)銅液的溫度和成分均勻，提高陽極板的質(zhì)量。
附圖説明

圖1固定式銅陽極爐安裝底吹元件連接示意2安裝2個(gè)底吹噴嘴位置示意3供氣設(shè)備的連接關(guān)系示意中，1、底吹元件，2、座磚(袖磚)，3、工作襯磚，4、永久層，5、絕熱層，6、氣室，7、緊固裝置。8、氬氣，9、氮?dú)猓?0、切換裝置，11、管道，12、壓縮機(jī)，13、流量計(jì)14、壓力表，15、閥門。
具體實(shí)施例方式
40噸銅陽極爐，熔池深1000mm。吹氣裝置，銅陽極爐底安裝2個(gè)吹氣裝置，位置在銅陽極爐縱向中心線上，對(duì)稱均衡布置；底吹氣元件采用細(xì)鋼管多孔塞式供氣元件。
加熱升溫期(以有熔池形成為條件)，吹氮?dú)庥米畲罅髁浚?0L/min，壓力12.03Mpa(12大氣壓)；時(shí)間60-90min。
氧化期，吹氮?dú)庥弥械攘髁浚?0L/min，壓力12.03Mpa(12大氣壓)，時(shí)間60-90min。
還原期吹氬氣用最大流量，50L/min，壓力12.03Mpa(12大氣壓)；時(shí)間50-70min。
出銅期吹氬氣用中等流量，30L/min，壓力12.03Mpa(12大氣壓)。
空爐期吹氮?dú)庥米钚×髁浚?0L/min，壓力2.03Mpa(2大氣壓)。
以后裝入固體廢銅，加熱進(jìn)入下一爐期，當(dāng)開始形熔池后就采用“加熱升溫期”的吹氮流量和壓力。
權(quán)利要求
1.固定式銅陽極爐底吹氣裝置，該裝置包含2-3個(gè)底吹元件、氣源、壓縮機(jī)、閥門、壓力表、流量計(jì)、閥門等，其特征在于底吹元件安裝在銅陽極爐爐底縱向中心線上且對(duì)稱均衡布置，底吹元件中部是內(nèi)徑為1cm-2cm左右的鋼管，與氣源連接，在氣源到底吹元件的管道中間，順序連接有氣源切換裝置，壓縮機(jī)、流量計(jì)、壓力表、閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定式銅陽極爐底吹氣裝置，其特征在于所述的底吹元件是彌散型透氣磚或細(xì)鋼管多孔塞式供氣元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定式銅陽極爐底吹氣裝置，其特征在于所述的氣源是氬氣或氮?dú)?，純度要?9％以上，硫含量小于0.5％，經(jīng)過凈化干燥處理。
4.實(shí)施權(quán)利要求1所述的固定式銅陽極爐底吹氣裝置的工藝，其特征在于該工藝如下在上一爐銅出完，在整個(gè)出銅期間保持流量25-30L/min的中等流量吹氣，然后裝入廢銅或轉(zhuǎn)爐吹煉出來的液態(tài)冰銅，在出完銅到裝完料之間用較小流量10-15L/min吹氣，在熔化過程中用25-30L/min的中等流量吹氣，熔化完后進(jìn)入加熱期和氧化期、還原期，這三個(gè)階段中氧化期用中等流量吹氣，加熱期、還原期用最大流量50L/min吹氣，此后進(jìn)入出銅階段，底吹氣壓力1.603Mpa-11.03Mpa。
全文摘要
本發(fā)明提供一種固定式銅陽極爐底吹氣裝置和工藝，屬于銅冶煉技術(shù)領(lǐng)域。該裝置是在通用的銅陽極爐的爐底設(shè)置底吹氣裝置，2－3個(gè)底吹元件安裝在銅陽極爐爐底縱向中心線上且對(duì)稱均衡布置，底吹元件與氣源連接，在氣源到底吹元件的管道中間，順序連接有氣源切換裝置，壓縮機(jī)、流量計(jì)、壓力表、閥門。保持不間斷地向銅陽極爐內(nèi)供氣，并根據(jù)銅陽極爐內(nèi)反應(yīng)的不同階段調(diào)節(jié)吹氣量的大小。利用該裝置和工藝可以使銅陽極爐冶煉時(shí)間縮短，使燃料、還原劑單耗降低，陽極板質(zhì)量提高，生產(chǎn)效率上升。
文檔編號(hào)C22B15/00GK1715818SQ20051004083
公開日2006年1月4日 申請日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者樂可襄, 尹振興 申請人:安徽工業(yè)大學(xué)