CN201634742U - 氧气侧吹金属熔融还原炉 - Google Patents

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杜天贞
宾万达
蔺公敏
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Abstract

本实用新型涉及一种金属还原熔炼反应装置，其设计要点是：在炉身的两侧壁上各安有三排送风口，一次风口安放在炉身下部，位于熔融区内，二次风口安放在炉身中部，位于鼓泡层的表面之上的区域，三次风口安放在炉身上部或上升烟道下方。富氧空气从一次风口鼓入高温熔融的渣层内，满足了煤燃烧及化学反应的必须条件，使被还原的细小金属粒相互碰撞形成大的颗粒下沉入炉缸与渣分离；二次风口向下倾斜0°-60°角，使二次风燃烧CO同时，与飞溅的熔渣滴充分接触，三次风口的设立使CO完全燃烧。本实用新型充分利用了熔炼炉自身的氧化反应热，热损失少、热利用率高，节约燃料，达到节能减耗、提高金属还原率的目的，并较为有效解决了环境污染问题。

Description

氧气侧吹金属熔融还原炉
技术领域
本实用新型涉及一种金属还原熔炼反应装置，特别涉及一种熔融或固态氧化铅渣(又称初渣、高铅渣)的还原装置。
背景技术
由于现在的冶金炉都利用了工业氧气，与传统方法比，产生的烟气量少，较彻底解决了环境污染问题。但这些炼炉还存在不足之处：对炉料要求苛刻，氧气吹风喷枪结构复杂，寿命较短，还原率较低。
目前广泛采用熔池熔炼法(艾萨炉、澳斯麦特炉、底吹炉、侧吹炉等)处理硫化铅矿，产出的氧化铅渣经铸块冷凝后用传统的鼓风炉还原熔炼得粗铅。熔融氧化铅渣的热能未能利用而被全部损失。而在鼓风炉中还要用最昂贵的冶金焦将氧化铅渣再次熔化，既造成环境污染，又增加了生产成本。
本申请人的03246213.1号专利所公开的氧气侧吹直接炼铅炉，用煤替代焦炭，它既适用于液态(或固态)高铅渣的周期还原、也适用于液态(或固态)高渣铅的连续还原。虽然该专利应用了两次风口技术，使熔炼炉内气氛趋于合理，但我们在实践中感到，此熔炼炉的金属还原及热的利用还未达到最佳效果，有待于进一步改进和提高。
发明内容
针对上述现有熔炼炉的缺陷，本实用新型提供一种对03246213.1号专利进行改进的熔炼炉，提高了金属还原速度、还原率及热利用率。
本实用新型氧气侧吹金属熔融还原炉主要由炉缸和位于炉缸上的炉身构成。炉身的炉壁由一个个水套组合而成，水套中为冷却循环水。炉身上部带有加料口和上升烟道。炉身下部设有渣虹吸井，在炉缸上与渣虹吸井相对应处设有出渣口，炉缸底部还设有金属虹吸出口。本实用新型设计的要点是：在所述的炉身的两侧壁上各安有三排送风口：一次风口、二次风口和三次风口。一次风口安放在炉身下部，位于熔融区内；二次风口安放在炉身中部，位于鼓泡层的表面之上的区域；三次风口安放在炉身上部或上升烟道下方。
本实用新型由于充分利用了熔炼炉自身的氧化反应热，热损失少、热利用率高，节约燃料，达到节能减耗、提高金属还原率的目的。本实用新型可以加速还原速度，缩短还原时间，使渣中含金属量降至最低水平。与传统的熔炼炉相比，由于本实用新型在生产过程中可燃气体的燃烧率高，因此烟气中有害气体含量少，较为有效地解决了环境污染的问题。
附图说明
图1是本实用新型氧气侧吹金属熔融还原炉结构示意图。
图2是图1的右视剖面示意图。
图中：1.炉缸、2.炉身、3.熔融渣加料口、4.辅料及金属渣冷料加料口、5.备用加料口、6.上升烟道、7.渣虹吸井、8.出渣口、9.金属虹吸出口、10.一次风口、11.二次风口、12.三次风口、13.高炉底、14.低炉底、15.坡形面、16.燃烧器、17.炉身支架、18.调节杆、19.炉基。
具体实施方式
本实用新型氧气侧吹金属熔融还原炉是03246213.1号专利的改进式发明。参见图1和图2，本实用新型主要由炉缸1和位于炉缸1上的炉身2构成。炉身2的炉壁由一个个水套拼接在一起组合而成，水套中各为独立的冷却循环水。炉身2上部带有加料口和上升烟道6。所述加料口包括熔融渣加料口3、辅料及金属渣冷料加料口4和备用加料口5。在本实用新型的较佳的实施方案中，在不影响炉内反应的条件下，炉身2分为上、下炉身，熔融渣加料口3和辅料及金属渣冷料加料口4位于下炉身的顶端，这样，两加料口与炉内的熔体距离缩短，加料时减少了烟尘飞扬。备用加料口5的位置不变，仍位于炉身2的炉顶。炉身2下部设有渣虹吸井7，在炉缸1上与渣虹吸井7相对应处设有出渣口8，炉缸1底部还设有金属虹吸出口9。位于渣虹吸井7顶端设有燃烧器16。在所述的炉身的两侧壁上各安有三排送风口：一次风口10、二次风口11和三次风口12。一次风口10安放在炉身2下部，位于熔融区内；二次风口11安放在炉身2中部，位于鼓泡层的表面之上的区域；三次风口12安放在炉身2上部或上升烟道6下方。风口的数量根据还原炉的大小及处理量而不同，标准设计为，风口数量逐层递减，即一次风口10的数量最多，二次风口11的数量次之，三次风口12的数量最少。对于一般容积的还原炉，每一侧的一次风口10数量为3-50个，二次风口11为2-25个，三次风口12为1-10个。作为本实用新型的较佳设计，炉身2的炉底分为高炉底13和低炉底14，高、低炉底由坡形面15过渡相连。炉底的高低形设计，提供了炉缸1低处的深度，节省了高处金属区的空间，减少了炉缸的容积，节约能源并保证了炉内熔体良好的热交换。炉身2由炉身支架17支撑，炉身支架17与炉身2之间由带螺杆组件的调节杆18连接，更好地对还原炉起到固定和调整的作用。整个氧气侧吹金属熔融还原炉安放于炉基19上。
作为具体实施例，现以在本实用新型还原炉内对富铅渣的熔融反应过程加以说明。
熔融富铅渣从熔融渣加料口3或富铅渣冷料从辅料及金属渣冷料加料口4加入炉内形成熔池，同时从辅料及金属渣冷料加料口4加入的还有还原煤和熔剂。所述铅渣可以是熔池熔炼炉产出的熔融态氧化铅渣(又称初渣、高铅渣)，或者是固态的氧化铅渣。富氧空气从一次风口10鼓入高温熔融的渣层内，满足了煤燃烧及炉内化学反应的必须条件，同时，鼓入熔融渣层的富氧空气，对熔渣强列搅拌，此时被还原的细小金属铅粒相互碰撞而迅速长大，形成大的颗粒下沉，进入炉缸1与渣分离。一次风口10中还可插入有燃气管，燃气管中气体可为煤质气或天然气等气体还原剂。燃气管根据需要可快速的安装和撤除，在使用时与富氧空气混合通过一次风口10同时通入熔池中，可有效的对熔体进行快速升温，并利用气体还原剂配合固态还原剂，加快高铅渣的还原速度。此时，从设立在炉身2中部的二次风口11向炉内送入二次风(空气或富氧空气)，所述的二次风口11中心线与水平线间形成向下倾斜的0°-60°角，从熔体内喷出的CO遇二次风燃烧CO，同时与飞溅的熔渣滴(喷沫)充分接触，将喷沫加热，向上喷溅的熔渣被加热回落炉内，被气体带出的炉渣喷沫作为热的载体将二次燃烧(从熔体出来的CO等可燃物质在熔体上空间燃烧)产生的热量重新返回熔池，有效的降低了能耗，节省还原熔炼的燃料。
为了保证喷溅的熔渣中的金属物不被再次氧化，二次燃烧根据炉内的CO情况，定量的送风使炉气中保留了一定的CO量，没有完全燃烧，保持了炉内的还原气氛，防止喷沫中裹带的金属铅被再度氧化。三次风口12的作用是将炉气剩余的CO等有害物质充分燃烧。定量的三次风从设置在炉身2上部或上升烟道6的三次风口12送入炉内，使炉内经二次燃烧有意保留的CO完全燃烧，并保留烟气中有一定的过剩氧量，以防止CO在烟道内燃烧爆炸及减少CO对环境造成污染。
本实用新型为一种金属还原熔炼反应装置，除能够对熔融或固态氧化铅渣进行很好的还原熔炼外，控制不同的炉内气氛，可对各种有色金属进行氧化熔炼或还原熔炼(如铅精矿的氧化熔炼、铜精矿、铜镍矿的造锍熔炼、锑精矿的还原挥发熔炼等等)，均可取得较优的效果。

Claims (9)

1.一种氧气侧吹金属熔融还原炉，主要由炉缸和位于炉缸上的炉身构成；炉身的炉壁由一个个水套组合而成，水套中为冷却循环水；炉身上部带有加料口和上升烟道，炉身下部设有渣虹吸井，在炉缸上与渣虹吸井相对应处设有出渣口，炉缸底部还设有金属虹吸出口；其特征在于：
在所述的炉身的两侧壁上各安有三排送风口：一次风口、二次风口和三次风口；一次风口安放在炉身下部，位于熔融区内，二次风口安放在炉身中部，位于鼓泡层的表面之上的区域，三次风口安放在炉身上部或上升烟道下方。
2.根据权利要求1所述的还原炉，其特征在于：所述加料口包括熔融渣加料口、辅料及金属渣冷料加料口和备用加料口。
3.根据权利要求1或2所述的还原炉，其特征在于：炉身分为上、下炉身，熔融渣加料口和辅料及金属渣冷料加料口位于下炉身的顶部，备用加料口位于炉顶。
4.根据权利要求1所述的还原炉，其特征在于：位于渣虹吸井顶端设有燃烧器。
5.根据权利要求1所述的还原炉，其特征在于：所述风口的数量逐层递减，即一次风口的数量最多，二次风口的数量次之，三次风口的数量最少。
6.根据权利要求1或5所述的还原炉，其特征在于：所述一次风口中还插入有燃气管，燃气管中气体为煤气或天然气。
7.根据权利要求1或5所述的还原炉，其特征在于：所述二次风口中心线与水平线间形成向下倾斜的0°-60°角。
8.根据权利要求1所述的还原炉，其特征在于：炉身的炉底分为高炉底和低炉底，高、低炉底由坡形面过渡相连。
9.根据权利要求1所述的还原炉，其特征在于：炉身由炉身支架支撑，炉身支架与炉身之间由带螺杆组件的调节杆连接，整个氧气侧吹金属熔融还原炉安放于炉基上。
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