本發(fā)明涉及金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氧氣吹轉(zhuǎn)爐和采用該氧氣吹轉(zhuǎn)爐實現(xiàn)的一種冶煉方法。

背景技術(shù)：

卡爾多爐，又稱氧氣斜吹轉(zhuǎn)爐，1956年由瑞典卡林(B.Kalling)試驗成功，并在多姆納維特廠(Domnavet)投產(chǎn)，取兩者的第一個音節(jié)kal和do命名。轉(zhuǎn)爐爐體呈傾斜狀，置于托圈內(nèi)圓滾上；爐體可繞縱軸線回轉(zhuǎn)，最大轉(zhuǎn)速為每分鐘30轉(zhuǎn)；氧槍經(jīng)爐口斜插爐內(nèi)，并能擺動(請參見圖1)；曾在瑞典、英國、法國和美國應用，但不久即在煉鋼中停止使用。經(jīng)過改進后的卡爾多轉(zhuǎn)爐，增添了可向熔池吹氧、氧-燃料或其他氣體的設(shè)施，從而可以控制爐內(nèi)溫度和氣氛，使之既可用于放熱反應的吹煉，也可用于吸熱反應的熔煉和精煉。此種轉(zhuǎn)爐在有色金屬冶煉中稱作氧氣頂吹旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐(top-blownrotary converter，縮寫為TBRC)。1959年，加拿大國際鎳公司用此爐首次吹煉高冰鎳直接獲得金屬鎳。該公司于1973年在銅崖(Cop-per Cliff)鎳精煉廠建成了容量為50噸的頂吹旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐兩座，用以處理硫化鎳精礦、高冰鎳浮選所得的銅鎳合金、硫化鎳殘陽極、煙塵和鎳陽極泥等的混合料，為羰基法生產(chǎn)純鎳制備原料(粗金屬鎳)。頂吹旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐還應用于高品位或成分復雜的銅精礦的熔煉和吹煉，鉛精礦、錫精礦的熔煉，銅轉(zhuǎn)爐渣的貧化，含鉛、鋅高的銅煙塵的處理以及再生銅的冶煉等。

中國用斜(頂)吹旋轉(zhuǎn)爐熔煉高品位銅精礦，產(chǎn)出粗銅，熔煉銅陽極泥生產(chǎn)金銀合金，生產(chǎn)金銀合金的渣再熔煉生產(chǎn)鉛鉍合金等。

現(xiàn)有技術(shù)中，氧氣斜吹轉(zhuǎn)爐和氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐(統(tǒng)稱為氧氣吹轉(zhuǎn)爐)是間斷作業(yè)，加料、熔煉、吹煉、排渣、排金屬(此處“金屬”一般為合金，本文中“金屬”均是金屬單質(zhì)和金屬合金的統(tǒng)稱)，加料。生產(chǎn)時爐體沿爐體縱軸線線360°旋轉(zhuǎn)，根據(jù)作業(yè)階段可以選擇轉(zhuǎn)速，另外爐體可以180°傾轉(zhuǎn)，進行加料、熔煉、排放。受氧氣斜吹爐結(jié)構(gòu)(請參見圖1)所限，目前現(xiàn)行的氧氣斜吹爐加料口、排渣口、排金屬口為同一口(統(tǒng)稱為爐口)，通過爐體傾轉(zhuǎn)到不同位置進行加料和排放，其中排渣和排金屬時，通過爐體傾轉(zhuǎn)先將上層的渣層排出，待渣完全排凈，更換下面的受料包再進行排金屬作業(yè)。

氧氣吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)的熔體在高溫下依靠重力分層，但在排放時為了保證金屬的純度要盡可能排渣，最初是直接傾倒，到后期由于渣層變薄，為了減少金屬被倒出往往采用人工扒渣，不僅費時費力，而且現(xiàn)場勞動環(huán)境差。

重要的是在熔煉某些高雜物料時，由于渣的黏性大，爐內(nèi)熔體呈現(xiàn)3層分布，最上面是渣層，中間為黏渣(含金屬合金較高)，金屬(合金層)，黏渣層往往比較厚，為了得到較純的合金，渣層和黏渣層都要排出后才能排金屬，這樣渣中金屬的損失就加大，為了減少這些損失，一般情況下將這些黏渣再回爐配入新料回爐重新熔煉，進一步增加了渣的黏性。由于氧氣吹轉(zhuǎn)爐的作業(yè)特點，每爐都會產(chǎn)生這樣的黏渣，隨著生產(chǎn)的進行黏渣量會越來越大，造成后續(xù)生產(chǎn)壓力大，金屬積壓，給經(jīng)營帶來壓力。

因此，如何減小現(xiàn)有技術(shù)中氧氣吹轉(zhuǎn)爐的作業(yè)勞動強度，減小生產(chǎn)壓力，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種氧氣吹轉(zhuǎn)爐和采用該氧氣吹轉(zhuǎn)爐實現(xiàn)的一種冶煉方法。本發(fā)明不需要每爐必須倒出黏渣，可以大大減少黏渣的總體排放量和排放次數(shù)，從而減小作業(yè)勞動強度，減小生產(chǎn)壓力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種氧氣吹轉(zhuǎn)爐，所述氧氣吹轉(zhuǎn)爐的爐體上設(shè)置有爐口和用于排金屬的側(cè)排放口，所述爐口位于所述爐體的縱軸線上，所述側(cè)排放口開設(shè)于所述爐體的側(cè)壁上。

優(yōu)選地，在上述氧氣吹轉(zhuǎn)爐中，所述爐體包括圓柱形爐身和錐形爐帽，所述錐形爐帽位于所述圓柱形爐身的頂端且與其同軸連通，所述爐口位于所述錐形爐帽的頂端，所述側(cè)排放口開設(shè)于所述錐形爐帽的側(cè)壁上。

優(yōu)選地，在上述氧氣吹轉(zhuǎn)爐中，與所述側(cè)排放口連通的排放通道的中心軸線與所述爐體的縱軸線夾角為0～20度。

優(yōu)選地，在上述氧氣吹轉(zhuǎn)爐中，所述側(cè)排放口伸出所述爐體外側(cè)的長度為10mm至20mm。

優(yōu)選地，在上述氧氣吹轉(zhuǎn)爐中，所述側(cè)排放口以及與所述側(cè)排放口連通的排放通道由耐火磚環(huán)繞所述排放通道的中心軸線砌筑而成，或者所述側(cè)排放口由砌筑到所述爐體外側(cè)的帶孔異型磚構(gòu)成。

優(yōu)選地，在上述氧氣吹轉(zhuǎn)爐中，所述氧氣吹轉(zhuǎn)爐為氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐或氧氣斜吹轉(zhuǎn)爐。

優(yōu)選地，在上述氧氣吹轉(zhuǎn)爐中，還包括檢尺桿，所述檢尺桿包括深入桿和手持桿，所述深入桿為耐熱不銹鋼材質(zhì)。

優(yōu)選地，在上述氧氣吹轉(zhuǎn)爐中，所述深入桿的一端和所述手持桿的一端固連，并且深入桿和所述手持桿之間夾角為90度。

一種冶煉方法，所述冶煉方法采用上文中所述的氧氣吹轉(zhuǎn)爐，并且，所述冶煉方法包括：

步驟一：封堵爐體上的側(cè)排放口；

步驟二：通過所述爐體上的爐口進行加料作業(yè)；

步驟三：冶煉析出金屬；

步驟四：通過所述爐口進行排渣作業(yè)，黏渣保留在爐內(nèi)；

步驟五：疏通所述側(cè)排放口，通過所述側(cè)排放口進行排金屬作業(yè)，黏渣保留在爐內(nèi)。

優(yōu)選地，在上述冶煉方法中，在所述步驟四和所述步驟五之間還包括：步驟四a：在需要排黏渣時，執(zhí)行驟四b，否則，執(zhí)行步驟五；

步驟四b：通過所述爐口排出所述黏渣，然后執(zhí)行步驟五和/或步驟四c；

步驟四c：通過所述爐口進行排金屬作業(yè)。

從上述技術(shù)方案可以看出，采用本發(fā)明提供的氧氣吹轉(zhuǎn)爐以及冶煉方法冶煉金屬時，由于爐口和側(cè)排放口分別獨立設(shè)置、單獨作業(yè)，從而可以通過爐口和側(cè)排放口分別進行排渣作業(yè)和排金屬作業(yè)，無需像現(xiàn)有技術(shù)中一樣每一爐作業(yè)必須完成排渣作業(yè)和排黏渣作業(yè)后才能進行排金屬作業(yè)。從而可見，采用本發(fā)明提供的氧氣吹轉(zhuǎn)爐以及冶煉方法冶煉金屬時，不需要每爐必須倒出黏渣，從而減小作業(yè)勞動強度，減小生產(chǎn)壓力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中氧氣吹轉(zhuǎn)爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明第一具體實施例提供的氧氣吹轉(zhuǎn)爐的爐體的剖視圖；

圖3為本發(fā)明第一具體實施例提供的檢尺桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明第一具體實施例提供的冶煉方法；

圖5是本發(fā)明第二具體實施例提供的冶煉方法。

圖中，01-石灰/礦石，02-裝料位置，03-可轉(zhuǎn)動煙罩，04-廢氣，05-添加劑管，06-氧氣，07-冷卻水，08-出鋼位置，09-盛鋼桶；

1-爐口，2-側(cè)排放口，3-圓柱形爐身，4-錐形爐帽，5-深入桿，6-手持桿。

具體實施方式

本發(fā)明具體實施例公開了一種氧氣吹轉(zhuǎn)爐和采用該氧氣吹轉(zhuǎn)爐實現(xiàn)的一種冶煉方法。本發(fā)明不需要每爐必須倒出黏渣，可以大大減少黏渣的總體排放量和排放次數(shù)，減小作業(yè)勞動強度，減小生產(chǎn)壓力。

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖2至圖5，圖2為本發(fā)明第一具體實施例提供的氧氣吹轉(zhuǎn)爐的爐體的剖視圖，圖3為本發(fā)明第一具體實施例提供的檢尺桿的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明第一具體實施例提供的冶煉方法，圖5是本發(fā)明第二具體實施例提供的冶煉方法。

本發(fā)明第一具體實施例提供的氧氣吹轉(zhuǎn)爐，在爐體上設(shè)置有爐口1和用于排金屬的側(cè)排放口2，該爐口1位于爐體的縱軸線M上(“縱軸線M”是指進行冶煉作業(yè)時爐體的360°旋轉(zhuǎn)軸線)，側(cè)排放口2開設(shè)于爐體的側(cè)壁上。

對比，本發(fā)明第一具體實施例還提供了一種采用上述氧氣吹轉(zhuǎn)爐實現(xiàn)的冶煉方法，該冶煉方法主要包括以下步驟：

步驟一：封堵爐體上的側(cè)排放口2；

步驟二：通過爐體上的爐口1進行加料作業(yè)；

步驟三：冶煉析出金屬(具體指熔煉、吹煉等加溫析出金屬時的冶煉過程)；

步驟四：通過爐口1進行排渣作業(yè)，黏渣保留在爐內(nèi)；

步驟五：疏通側(cè)排放口2，通過側(cè)排放口2進行排金屬作業(yè)，黏渣保留在爐內(nèi)。

采用本發(fā)明第一具體實施例提供的氧氣吹轉(zhuǎn)爐以及冶煉方法冶煉金屬時，由于爐口1和側(cè)排放口2分別獨立設(shè)置、單獨作業(yè)，從而可以通過爐口1和側(cè)排放口2分別進行排渣作業(yè)和排金屬作業(yè)，無需像現(xiàn)有技術(shù)中一樣每一爐作業(yè)必須完成排渣作業(yè)和排黏渣作業(yè)后才能進行排金屬作業(yè)。從而可見，采用本發(fā)明第一具體實施例提供的氧氣吹轉(zhuǎn)爐以及冶煉方法冶煉金屬時，不需要每爐必須倒出黏渣，從而減小作業(yè)勞動強度，減小生產(chǎn)壓力。

由于黏渣中的金屬含量高，熔煉過程中還可以產(chǎn)生大量金屬，因此在實際生產(chǎn)過程中，一般情況下，完成一次上述冶煉方法后，黏渣是保留在爐內(nèi)的，并隨下一爐作業(yè)繼續(xù)冶煉。即執(zhí)行完上述冶煉方法中的步驟六后返回步驟一，循環(huán)進行下一爐作業(yè)，依次反復循環(huán)進行。參見圖4。

在循環(huán)作業(yè)過程中，上一爐留下的黏渣在接下來的冶煉作業(yè)中會繼續(xù)澄清分離，產(chǎn)生新的爐渣、黏渣、金屬，達到平衡狀態(tài)。這種操作不僅不需要每爐必須倒出黏渣，減小作業(yè)勞動強度，減小生產(chǎn)壓力，而且大大減少了黏渣排放量。此外，經(jīng)過上面操作，還可以增加合金排放次數(shù)，使得冶煉效率大大提高。

在實際生產(chǎn)過程中，上述冶煉方法的具體操作流程可參考如下：

步驟一中：用黏泥封堵爐體上的側(cè)排放口2，以防止煙氣外逸；

步驟二中：傾轉(zhuǎn)爐體至加料位置，通過爐體上的爐口1進行加料作業(yè)；

步驟三中：傾轉(zhuǎn)爐體至冶煉位置，爐體沿縱軸線360°旋轉(zhuǎn)，冶煉析出金屬；

步驟四中：傾轉(zhuǎn)爐體至排渣位置，通過爐口1進行排渣作業(yè)，黏渣保留在爐內(nèi)，此時，為了避免側(cè)排放口2堵塞，避免側(cè)排放口2承受壓力，排渣時將側(cè)排放口2旋轉(zhuǎn)至爐體的上側(cè)；

步驟五中：爐內(nèi)正常渣排完后，傾轉(zhuǎn)爐體到第一預設(shè)位置，以便清理側(cè)排放口2的黏泥，并疏通側(cè)排放口2，然后繼續(xù)傾轉(zhuǎn)爐體到第二預設(shè)位置，以便通過側(cè)排放口2進行排金屬作業(yè)，在爐體內(nèi)的金屬即將排放完成時停止排放操作，黏渣保留在爐內(nèi)，然后返回步驟一，循環(huán)進行下一爐作業(yè)。

在此需要說明的是，上述便于清理側(cè)排放口2黏泥的“第一預設(shè)位置”，以及上述便于通過側(cè)排放口2進行排金屬作業(yè)的“第二預設(shè)位置”是由技術(shù)人員根據(jù)實際情況和經(jīng)驗把握。本發(fā)明對于爐體的具體傾轉(zhuǎn)角度和位置不做具體限定。

在實際生產(chǎn)過程中，上述冶煉方法循環(huán)進行N(N≥1)次后，有可能需要排出爐內(nèi)黏渣，此時可能是執(zhí)行最后一次冶煉作業(yè)，也可能是臨時決定的某次冶煉作業(yè)。對比，本發(fā)明提供了第二具體實施例。

本發(fā)明第二具體實施例公開了一種冶煉方法，該冶煉方法包括本發(fā)明第一具體實施例公開的冶煉方法，并且在最后一次執(zhí)行冶煉作業(yè)時進行排黏渣作業(yè)。具體為：循環(huán)到第N+1次冶煉方法時，在執(zhí)行完步驟一至步驟四后(即通過爐口1完成排渣作業(yè)后)，繼續(xù)通過爐口1進行排黏渣作業(yè)，最后疏通側(cè)排放口2并通過側(cè)排放口2進行排金屬作業(yè)；或者，在執(zhí)行完步驟一至步驟四后(即通過爐口1完成排渣作業(yè)后)，繼續(xù)通過爐口1進行排黏渣作業(yè)，并且像現(xiàn)有技術(shù)一樣再更換下面的受料包，通過爐口1進行排金屬作業(yè)，這樣可以避免側(cè)排放口2的疏通和重新封堵操作。

可見，本發(fā)明第二具體實施例公開的冶煉方法，是在第一具體實施例的基礎(chǔ)上，在步驟四和步驟五之間還包括：步驟四a：在需要排黏渣時，執(zhí)行驟四b，否則，執(zhí)行步驟五；

步驟四b：通過爐口1排出黏渣，然后執(zhí)行步驟五和/或步驟四c；

步驟四c：通過爐口1進行排金屬作業(yè)。

本發(fā)明第二具體實施例公開的冶煉方法，具體方法流程請參見圖5。

在此需要說明的是，圖5中的“是否需要排黏渣”，可以是技術(shù)人員根據(jù)經(jīng)驗或臨時情況判斷，例如根據(jù)加料總量、加料次數(shù)、金屬質(zhì)量、黏渣積累量、循環(huán)次數(shù)或意外狀況等判斷是否需要排黏渣。

在具體實施例中，上述氧氣吹轉(zhuǎn)爐為氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐或氧氣斜吹轉(zhuǎn)爐。具體地，如圖2所示，上述氧氣吹轉(zhuǎn)爐的爐體包括圓柱形爐身3和錐形爐帽4，錐形爐帽4位于圓柱形爐身3的頂端且與其同軸連通，爐口1位于錐形爐帽4的頂端，側(cè)排放口2開設(shè)于錐形爐帽4的側(cè)壁上，并且，側(cè)排放口2靠近圓柱形爐身3和錐形爐帽4的相接處設(shè)置，側(cè)排放口2的邊沿與爐口1的邊沿之間保持大于零的預設(shè)距離。

在具體實施例中，為了保護爐體鋼殼不受熔體沖刷，令側(cè)排放口2凸出爐體外側(cè)設(shè)置，具體為側(cè)排放口2伸出爐體外側(cè)的長度為10mm至20mm。為了進一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，本發(fā)明中，與側(cè)排放口2連通的排放通道的中心軸線L與爐體的縱軸線M之間的夾角a為0～20度(如圖2中所示)，以避免通過側(cè)排放口2排金屬時在爐內(nèi)形成渦流，造成排放帶渣；而且，側(cè)排放口2以及與其連通的排放通道最好設(shè)置成圓形通道，以方便堵口。具體地，側(cè)排放口2以及與側(cè)排放口2連通的排放通道，由耐火磚環(huán)繞該排放通道的中心軸線L砌筑而成，或者，側(cè)排放口2由帶孔異型磚直接砌筑到爐體外側(cè)構(gòu)成。但是并不局限于此，對于氧氣吹轉(zhuǎn)爐中，側(cè)排放口2伸出爐體外側(cè)的長度、排放通道的中心軸線L與爐體的縱軸線M之間的夾角a、側(cè)排放口2和排放通道的截面形狀，本領(lǐng)域技術(shù)人員均可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況進行其它設(shè)置，本發(fā)明對此不作具體限定。

此外，由于爐型的結(jié)構(gòu)所限，排渣時的渣排放終點往往依靠人工取樣憑經(jīng)驗判斷，不容易把握。對此，本發(fā)明具體實施例還提供了一種專門的檢尺桿，用來在排渣過程中測量渣層厚度，以減少人工取樣頻次。正常情況下通過檢尺桿可以看到渣與金屬層分層明顯。

具體地，如圖3所示，該檢尺桿包括深入桿5和手持桿6，深入桿5的一端和手持桿6的一端固連，呈“7”型。在優(yōu)選的具體實施例中，手持桿6的長度大于深入桿5的長度，深入桿5的長度要小于爐口1的直徑，深入桿5和手持桿6之間夾角為90度。其中，深入桿5為耐熱不銹鋼材質(zhì)，手持桿6為鋼管。

具體地，在冶煉過程中，渣與金屬合金由于密度不同自然沉降分離，金屬密度大，沉在下方，渣密度小浮在上方。在冶煉過程中，通過爐口1伸入檢尺桿，令檢尺桿的深入桿5在液面上方插入，并靜置一分鐘左右后取出。插入過程中，相應深度的渣和金屬附在深入桿5上，由于渣與金屬的密度、導熱等性質(zhì)不同，可以在深入桿5上看出渣與金屬的分界線，通過測量可以得出渣層的厚度、液面的高度。從而達到以減少人工取樣頻次的目的。

最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。