一種豎式雙側(cè)吹熔煉爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于火法冶煉范圍，尤其涉及一種淺熔池作業(yè)的豎式雙側(cè)吹熔煉爐。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在以銅精礦作原料生產(chǎn)銅的工廠中，火法工藝占據(jù)絕大部分。隨著火法提取工藝的發(fā)展，傳統(tǒng)的鼓風(fēng)爐、反射爐、礦熱電爐己被淘汰，各種強(qiáng)化熔煉的爐窯應(yīng)運(yùn)而生，并逐步完善和發(fā)展。在熔池熔煉中有頂吹的三菱法爐、艾薩爐和奧斯邁特爐；底吹的有QLS爐、SKS爐；臥式側(cè)吹的有諾蘭達(dá)爐、白銀爐；豎式雙側(cè)吹的有瓦紐可夫爐、及專利號(hào)ZL200820135242.1實(shí)用新型專利的冶金爐。
[0003]瓦紐可夫爐和專利號(hào)為ZL200820135242.1的冶金爐屬于深熔池熔煉:作業(yè)時(shí)液態(tài)恪池深度2300mm?2500mm，其中銅琉深度500mm?900mm，漁層深度1 500mm?1800mm。該類深熔池作業(yè)的熔煉爐產(chǎn)出銅锍含銅宜控制在60%以下，產(chǎn)出熔煉渣Fe/Si02S控制在
1.0 ?1.7 ο
[0004]對(duì)于后序吹煉工序要求銅锍含銅70%?80%時(shí)，深熔池作業(yè)的熔煉爐則不適應(yīng)。其原因是當(dāng)產(chǎn)出的銅锍含銅在70%?80%時(shí)，熔煉爐產(chǎn)出的熔煉渣Fe/Si02K將達(dá)到1.8?2.5。該狀態(tài)下渣中Fe304—般在12%?18%，有時(shí)甚至達(dá)20%以上。采用深熔池熔煉時(shí)，送風(fēng)口以下的渣層有相對(duì)平靜段，渣中Fe304含量高時(shí)極易形成厚度200mm?500mm的橫膈膜(粘滯層)，其夾在銅锍層與渣層之間，嚴(yán)重影響熔煉爐的順行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供提出了一種淺熔池作業(yè)的豎式雙側(cè)吹熔煉爐，能夠連續(xù)生產(chǎn)出含銅70%?80%的銅锍，同時(shí)平穩(wěn)地放出Fe/Si02K達(dá)1.8?2.5的熔煉渣。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]—種豎式雙側(cè)吹熔煉爐，其包括熔煉反應(yīng)區(qū)和電爐區(qū)；所述熔煉反應(yīng)區(qū)包括上段、中段和下段；所述上段的鋼殼內(nèi)砌耐火磚，耐火磚側(cè)墻設(shè)有二次風(fēng)口，所述上段的四壁頂面設(shè)有爐蓋，爐蓋上留有若干個(gè)加料孔，爐頂端部或中部留有煙氣出口 ；所述中段四壁全部采用銅水套，且該中段側(cè)壁冷卻水套為多層；所述下段采用耐火磚砌筑；其特征在于，在所述中段的最下層水套的最低處設(shè)有一次通風(fēng)通道，并且該一次送風(fēng)通道向下傾斜。
[0008]根據(jù)上述的熔煉爐，其特征在于，所述一次送風(fēng)通道與水平面的夾角大于0°且小于等于20°。
[0009]根據(jù)上述的熔煉爐，其特征在于，所述二次送風(fēng)通道向下傾斜，且與水平面的夾角大于0°小于等于15°。
[0010]根據(jù)上述的熔煉爐，其特征在于，所述煙氣出口對(duì)接內(nèi)襯耐火材料的煙道，該煙道與水平面的夾角為65°?90°。
[0011]根據(jù)上述的熔煉爐，其特征在于，所述熔煉爐的放渣口位于熔煉反應(yīng)區(qū)一端，所述熔煉爐的放渣口設(shè)置在電爐區(qū)。
[0012]本發(fā)明的熔煉爐的吹氧位置緊靠銅锍上平面且向下傾斜設(shè)置，使得渣層厚度能夠被控制在600_?800_左右。熔煉過(guò)程中生成的熔煉渣在爐內(nèi)停留時(shí)間比深熔池法短很多，且渣層一直處于被攪動(dòng)狀態(tài)，熔煉反應(yīng)區(qū)內(nèi)不易形成橫膈膜。
【附圖說(shuō)明】
[0013]
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為圖1的側(cè)視圖。
[0015]圖3為圖1的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]
參見(jiàn)圖1-圖3，本發(fā)明的的熔煉爐包括爐子基礎(chǔ)1、爐體外部鋼結(jié)構(gòu)2、耐火材料爐底
3、熔煉爐反應(yīng)區(qū)下段爐墻砌磚4、熔煉區(qū)上部側(cè)墻、端墻砌耐火材料5、熔煉反應(yīng)區(qū)中段端墻銅水套6、熔煉反應(yīng)區(qū)中段側(cè)墻銅水套7、熔煉反應(yīng)區(qū)側(cè)墻通風(fēng)孔銅水套8、位于熔煉反應(yīng)區(qū)上方的爐頂蓋9、設(shè)于爐頂蓋上的加料孔10、熔煉反應(yīng)區(qū)頂部的擋渣屏水套11、位于熔煉反應(yīng)區(qū)爐頂部的出煙口 12、內(nèi)襯耐火材料煙道13、二次送風(fēng)通道14、銅锍虹吸放出口 15、放渣口 16、安全口 17、觀察口 18、電爐區(qū)頂蓋19、電極20、液面測(cè)量孔21、電爐區(qū)爐墻22。從圖1-3可看出該淺熔池作業(yè)的豎式雙側(cè)吹熔煉爐整體水平截面呈長(zhǎng)方形，爐子沿長(zhǎng)度方向分二個(gè)區(qū)域:熔煉反應(yīng)區(qū)和電爐區(qū)，兩部分組成一個(gè)整體。熔煉反應(yīng)區(qū)分上、中、下三段。
[0017]熔煉反應(yīng)區(qū)上段四壁鋼殼內(nèi)耐火材料5、耐火磚兩側(cè)墻分別設(shè)有多個(gè)二次風(fēng)口14。一端墻設(shè)有觀察口 18。上段四壁頂平面設(shè)有一個(gè)煙氣出口 12、煙氣出口對(duì)接絕熱煙道13、其余的用若干塊爐頂蓋9封嚴(yán)。爐頂蓋9上留有若干個(gè)加料口 10。爐頂煙氣出口有兩種配置方案；一是煙氣出口設(shè)于長(zhǎng)方形一端，其余部分用爐頂蓋9封嚴(yán)，若干個(gè)加料口位于煙氣出口的一側(cè)(文中配出示意圖即是此種方案)；二是煙氣出口 12設(shè)置于爐頂中部，煙氣出口兩側(cè)用爐頂蓋9封嚴(yán)，若干個(gè)加料口 10分設(shè)在煙氣出口兩側(cè)的爐頂蓋9上。第二方案適用于處理礦量大的爐子，有利于減小爐膛內(nèi)煙氣工況流速，降低煙氣帶走的煙塵量。
[0018]爐頂蓋與煙氣出口交界處設(shè)置銅水套擋渣屏11。二次送風(fēng)通道向下傾斜，并且水平夾角0°?15° (即大于0°小于等于15° )，外接三通、支風(fēng)管、總風(fēng)管，形成完整的供風(fēng)系統(tǒng)。
[0019]熔煉反應(yīng)區(qū)中段四壁采用銅水套圍成、兩端壁銅水套6對(duì)稱、多塊疊加直立安裝。兩側(cè)壁銅水套7，縱向塊數(shù)和上下層數(shù)及安裝方式均對(duì)稱。銅水套上下可有兩層方案和三層方案，下層設(shè)有一次送風(fēng)通道的銅水套均為直立安裝。當(dāng)采用兩層銅水套時(shí)，上層傾斜安裝；當(dāng)采用三層銅水套時(shí)，上層銅水套傾斜安裝，中間層水套可直立安裝，也可傾斜安裝。單塊的直水套和直水套、斜水套和斜水套、直水套和斜水套之間由爐外的鋼結(jié)構(gòu)固定成一個(gè)整體。為了銅水套和耐火材料墻體結(jié)合緊密牢固，爐缸側(cè)墻耐火材料上平鋪了一層銅水套，直立安裝的一次通風(fēng)口立水套固定的座在平水套上。
[0020]一次送風(fēng)通道向下傾斜并且與水平面的夾角0°?20° (大于0°小于等于20° )。外接三通、支風(fēng)管、總風(fēng)管，形成完整的爐子供氧系統(tǒng)。這樣吹氧位置緊靠銅锍上平面，渣層厚度控制在600_?800_左右。熔煉過(guò)程中生成的熔煉渣在爐內(nèi)停留時(shí)間比深熔池法短很多，且渣層一直處于被攪動(dòng)狀態(tài)，熔煉反應(yīng)區(qū)內(nèi)不易形成橫膈膜。為了防止熔煉渣進(jìn)入電爐區(qū)產(chǎn)生橫膈膜，熔煉反應(yīng)區(qū)緊靠電爐部位的一次風(fēng)通風(fēng)孔做特殊設(shè)計(jì)，可在必要時(shí)插入天然氣管，變成天然氣燒嘴，控制為還原狀態(tài)，使進(jìn)入渣室的熔煉渣中所含的Fe304不易析出。熔煉渣進(jìn)入電爐區(qū)后，采用電極供熱，同時(shí)由于渣層較薄，因此可以消除由于Fe304含量高形成的橫膈膜對(duì)熔煉過(guò)程造成的危害，使熔煉過(guò)程順行。
[0021]兩側(cè)銅水套和兩端銅水套等高，兩側(cè)上層傾斜銅水套和兩端銅水套上平面平鋪一層銅水套，熔煉反應(yīng)區(qū)的上段磚體即砌在該平鋪銅水套上。熔煉反應(yīng)區(qū)下段稱爐缸，其兩側(cè)墻完全封閉，一端與電爐區(qū)相通，另一端靠近爐底設(shè)置銅锍虹吸放出口 15及通道。熔煉反應(yīng)區(qū)的側(cè)墻、銅锍虹吸放出口 15及通道和電爐區(qū)的側(cè)墻和端墻共同座于通長(zhǎng)的爐底上，并與爐底一起同置于外部用鋼材做成一個(gè)無(wú)上壁的長(zhǎng)方體方箱內(nèi)。熔煉反應(yīng)區(qū)爐缸和電爐區(qū)由水套和耐火材料組成的復(fù)合拱隔開。整個(gè)爐底3由耐火材料砌成，貫通電爐區(qū)和熔煉反應(yīng)區(qū)，爐底橫截面呈反拱狀。長(zhǎng)度方向保持1%的坡度，往銅锍放出口傾斜。反拱和復(fù)合拱及爐缸兩側(cè)墻之間形成近數(shù)平方米的通道，爐渣由此進(jìn)入電爐區(qū)，進(jìn)一步沉降分離。沉淀下來(lái)的銅锍回流到熔煉區(qū)，從銅锍放出口放出。
[0022]電爐區(qū):前已述及爐底呈反拱狀，在電爐區(qū)的端墻和側(cè)墻上分別設(shè)有放渣口 16、安全口 17。三面全用耐火材料砌筑。緊靠熔煉反應(yīng)區(qū)端水套的端墻拱之下是與反應(yīng)區(qū)連通的通道，拱上緊靠水套砌筑耐火材料。爐頂用襯有耐火材料的水套爐頂蓋19封住，爐頂水套上留有電極孔和液面測(cè)量孔21。石墨電極20從電極孔中插入熔池中。電極20通過(guò)把持器、短網(wǎng)與電源相接。電爐區(qū)電極供電方式采用交流電或直流。
[0023]該熔煉爐分上、下兩層風(fēng)口，工作狀態(tài)時(shí)下層風(fēng)口埋入熔池中，送風(fēng)氧濃度70%?90%用于入爐物料的化學(xué)反應(yīng)。上層風(fēng)口送入空氣或富氧空氣，用于物料分解出的單體硫燃燒，并使煙塵形成鹽化狀態(tài)，以減輕爐后煙道及鍋爐的粘結(jié)。下層通風(fēng)口送風(fēng)壓力
0.12MPa?0.2MPa ;上層風(fēng)口送風(fēng)壓力0.035?0.05Mpa。充分發(fā)揮銅精礦本身所含的能量，當(dāng)?shù)V中能量不足時(shí)，僅補(bǔ)充少量的煤天然氣。生產(chǎn)中處理硫化礦時(shí)，可根據(jù)需要補(bǔ)充少量原煤、焦粉或天然氣以保證熔煉過(guò)程熱量的平衡。生產(chǎn)床能力可達(dá)55?100噸/m2.d，出爐煙氣的302濃度25%?35%，日作業(yè)率98.5%以上。高濃度富氧送入渣層，操作溫度約1250°C，高溫部位依靠水套掛渣，爐壽命可達(dá)10年以上。冰銅品位70%?80%時(shí)，爐渣中Fe304含量13%?18%，渣含銅2.5%?3%。該爐直接回收率92%以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種豎式雙側(cè)吹熔煉爐，其包括熔煉反應(yīng)區(qū)和電爐區(qū)；所述熔煉反應(yīng)區(qū)包括上段、中段和下段；所述上段的鋼殼內(nèi)砌耐火磚，耐火磚側(cè)墻設(shè)有二次風(fēng)口，所述上段的四壁頂面設(shè)有爐蓋，爐蓋上留有若干個(gè)加料孔，爐頂端部或中部留有煙氣出口 ；所述中段四壁全部采用銅水套，且該中段側(cè)壁冷卻水套為多層；所述下段采用耐火磚砌筑；其特征在于，在所述中段的最下層水套的最低處設(shè)有一次送風(fēng)通道，并且該一次送風(fēng)通道向下傾斜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔煉爐，其特征在于，所述一次送風(fēng)通道與水平面的夾角大于0°且小于等于20°。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔煉爐，其特征在于，所述二次送風(fēng)通道向下傾斜，且與水平面的夾角大于0°小于等于15°。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔煉爐，其特征在于，所述煙氣出口對(duì)接內(nèi)襯耐火材料的煙道，該煙道與水平面的夾角為65°?90°。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔煉爐，其特征在于，所述熔煉爐的放渣口位于熔煉反應(yīng)區(qū)一端，所述熔煉爐的放渣口設(shè)置在電爐區(qū)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種豎式雙側(cè)吹熔煉爐，其包括熔煉反應(yīng)區(qū)和電爐區(qū)；所述熔煉反應(yīng)區(qū)包括上段、中段和下段；所述上段的鋼殼內(nèi)砌耐火磚，耐火磚側(cè)墻設(shè)有二次風(fēng)口，所述上段的四壁頂面設(shè)有爐蓋，爐蓋上留有若干個(gè)加料孔，爐頂端部或中部留有煙氣出口；所述中段四壁全部采用銅水套，且該中段側(cè)壁冷卻水套為多層；所述下段采用耐火磚砌筑；在所述中段的最下層水套的最低處設(shè)有一次送風(fēng)通道，并且該一次送風(fēng)通道向下傾斜。本發(fā)明的熔煉爐的吹氧位置緊靠銅锍上平面且向下傾斜設(shè)置，使得渣層厚度能夠被控制在600mm～800mm左右。熔煉過(guò)程中生成的熔煉渣在爐內(nèi)停留時(shí)間比深熔池法短很多，且渣層一直處于被攪動(dòng)狀態(tài)，熔煉反應(yīng)區(qū)內(nèi)不易形成橫膈膜。
【IPC分類】F27B14/06, C22B15/00, F27D17/00, F27D3/15, F27B14/08, F27D7/02
【公開號(hào)】CN105423752
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511007195
【發(fā)明人】黃艷玲, 王平, 黃賢盛
【申請(qǐng)人】黃艷玲, 王平, 黃賢盛
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日