CN100478465C - 转炉废气的处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明以防止粉尘向锅炉管的熔敷，并且防止锅炉管的损伤为目的。本发明的转炉废气处理装置，在由水冷壁等构成的罩部后方设置废热锅炉的情况下，在该罩和废热锅炉之间，配置壁面不是锅炉构造并且内部为空洞构造的腔体。

Description

转炉废气的处理装置
技术领域
本发明涉及特别是使用自熔炉、转炉以及精炼炉而对铜精矿以及铜原料进行冶炼而得到适于铜电解精炼的精炼粗铜的铜冶炼中所使用的转炉的废气处理装置。
更详细而言，本发明涉及下述转炉的废气处理装置，对向转炉中的以Cu2S、FeS为主体的冰铜中投入硅酸矿并从设置在炉体的侧面下部处的多个风口吹入空气或者氧富化空气时所产生的废气(含SO2气体)进行处理时，以废气冷却以及废热回收为目的而设置废热锅炉，该情况下，可防止熔融金属溅沫向锅炉蒸发管的附着以及由此引起的蒸发管的变薄，而且可防止在投入固形物的转入时发生的锅炉蒸发管的损伤。
背景技术
一般而言，作为铜的冶炼工序有各种处理方法，但作为代表的工艺为下述工艺，即，在自熔炉中将铜精矿氧化熔炼而生成冰铜，将该冰铜在转炉中进行处理而得到铜含有量98.5mass％左右的粗铜，进而在将该粗铜精炼而令铜含有量上升到99.3mass％～99.5mass％左右之后，铸造阳极并最终进行电解精炼。
铜转炉一般使用被称作皮尔斯·史密斯式转炉(以下简称为PS式转炉)的圆筒卧式炉体，在作业时，令炉倾转，具有从炉侧面下方吹入空气或者氧富化空气的数十个风口。
PS转炉的作业是分批式的，在前工序的自熔炉中，将各批需要的量的冰铜抽出到铸桶中，并借助桥式起重机装入到铜转炉内，在装入到转炉内的1批的量的冰铜的吹炼中，存在造渣期和造铜期的不同吹炼。
造渣期是将冰铜中的Fe和S氧化去除的过程，氧化后的S作为SO2气体而被除去到废气中，氧化后的Fe与作为溶剂的硅酸矿结合，生成低熔点的炉渣而在第1造渣期结束后排出到炉外。
在第1造渣期结束后排出炉渣，炉内的熔体减少，液面下降，所以装入追加的冰铜，并进行第2造渣期。造渣期结束而将炉渣排出到炉外后的熔体被称为白冰铜，铜成分为75mass％左右，是除了除去一些的铁之外的Cu2S。在造渣期结束后向造铜期移动，并在此氧化除去Cu2S中的S，最终得到98.5mass％左右的转炉粗铜。
在铜转炉的作业中，造渣期以及造铜期都为氧化反应，产生SO2气体。从环境保护的观点出发，一般该废气通过导入风扇等而通常运送到硫酸工厂并制造浓硫酸。在硫酸工厂，在除尘、清洗、干燥后，通过转化器将SO2变为SO3，并借助吸收塔而制造浓硫酸。通常，除尘装置的耐久温度一般为200～350℃。
由于在造渣期以及造铜期产生的废气为800℃以上，所以需要气体冷却。此外，从废热回收的观点出发，一般在到硫酸工厂的废气道之间，设置废热锅炉。
例如，在公知的文献中，有铜冶炼炉用排热回收装置(特公昭62-14203号)(专利文献1)。
这是在每个转炉上，在由水冷壁等构成的罩后设置腔体，在其后部设置共同的气道，在其后部设置两台废热锅炉。此外，为了保持科特雷尔(コツトレル)入口温度恒定，在各锅炉上设置旁通气道。因此，共同的气道的距离变长，在随时间流逝而恶化时，需要很大的修缮费用。
此外，在共同气道入口侧，由于气体温度接近800℃，所以存在由来自转炉的溅沫产生的粉尘发生熔敷并堵塞气道的问题。
此外，如非专利文献1(米川·浜本：资源和原料114，347-351(1998))所示，有在每个转炉上，在由水冷壁等构成的罩的正后方直接设置废热锅炉的想法。本文献中所示的锅炉由前半部的辐射部和后半部的对流部构成。到达辐射部的粉尘被推定主要是由转炉吹炼而引起的熔融金属的溅沫。
另一方面，在锅炉蒸发管中流动有压力4MPa、温度250℃左右的饱和水，由于推定表面温度在250℃以上，所以在以来自转炉的溅沫为主体的粉尘附着在锅炉辐射部的情况下，易发生熔敷，除去困难，所以会引起废气道的堵塞并使作业维持困难。此外，也有由于高温粉尘和锅炉管的反应而使管壁厚变薄的危险。进而，在转炉中，将铜屑等的固形物装入，但有时会通过转入而到达锅炉，由于机械冲击对管产生损伤。在管破损的情况下，由于高温·高压的蒸汽喷射，所以难以继续作业，需要在长时间停止并冷却炉后进行修补。
[专利文献1]特公昭62-14203号铜冶炼炉用排热回收装置
[非专利文献1]米川·浜本：资源和原料114，347-351(1998)
发明内容
本发明提供一种转炉废气处理设备，可防止粉尘向锅炉管的熔敷，并且防止锅炉管的损伤。
为了实现上述目的，本发明者等完成以下的本发明。
(1)一种转炉废气处理装置，在以铜冶炼转炉废气的冷却以及废热回收为目的、在由水冷壁等构成的罩部后方设置废热锅炉的情况下，
在该罩和废热锅炉之间，配置壁面不是锅炉构造并且内部为空洞构造的腔体。
(2)上述(1)所述的转炉废气处理装置，腔体的至少前壁部是强制循环水套，至少顶板部设为蒸发型水套。
根据本发明，对向转炉中的以Cu2S、FeS为主体的冰铜中投入硅酸矿并从设置在炉体的侧面下部处的多个风口吹入空气或者氧富化空气时所产生的废气(含SO2气体)进行处理时，以废气冷却以及废热回收为目的而设置废热锅炉，该情况下，可得到以下效果，
(1)可防止熔融金属溅沫向锅炉蒸发管的附着以及由其引起的上述蒸发管的变薄。
(2)完全没有在投入固形物的转入时发生的锅炉蒸发管的损伤。
(3)通过解决上述问题，不用限制·停止作业并进行长时间修补作业，转炉的工作时间大幅延长。
即，可实现增产。可一年增产500吨，有大约4.5亿日元的增益。
附图说明
图1是表示本发明以及以往的转炉的侧视图以及剖视图。
图2是本发明的废气处理装置的剖视图。
附图标记说明
1转炉炉体
2装入口
3装入槽
4风口
5罩
6腔体
7废热锅炉
8顶板水套(蒸发型)
9强制循环水套
具体实施方式
下面，基于图1以及图2说明本发明的实施方式。对下述情况进行说明，即，将自熔炉产出的以Cu2S、FeS为主体的熔融冰铜200～230t(Cu：63～70mass％，Fe：14～6mass％，S：20～15mass％)装入圆筒卧式PS型转炉，进行氧化吹炼。
如图1所示，将通过铸桶被运来的冰铜从转炉炉体1的装入口2装入炉内。之后，一边从风口4送风一边起动转炉炉体1，向装入炉体内的冰铜吹入氧富化空气。对应冰铜中的组成·量而将以SiO2为主要成分的硅酸矿装入炉内，进行冰铜中的铁和硫的氧化。
在第1造渣期中生成的炉渣被排出到炉外，但取出炉渣后炉内的熔体减少，所以，在其后向炉内装入追加的冰铜，并进行第2造渣期。在第2造渣期中也同样从风口4向冰铜中吹入氧富化空气，将硅酸矿装入炉内而进行冰铜中的铁和硫的氧化。
令在第2造渣期中生成的氧化铁和SiO2结合而将炉渣取出到炉外，形成铜成分75mass％左右的白冰铜，进入接下来的造铜期。
在铜转炉的作业中，造渣期和造铜期都为氧化反应，产生SO2气体。从环境保护的观点出发，一般该废气通过导入风扇等而通常被运送到硫酸工厂并制造浓硫酸。
在硫酸工厂，在除尘、清洗、干燥后，通过转化器将SO2变为SO3，并借助吸收塔而制造浓硫酸。通常，除尘装置的耐久温度一般为200～350℃。
由于在造渣期以及造铜期产生的废气为800℃以上，所以需要气体冷却。此外，从废热回收的观念出发，一般在到硫酸工厂的废气道之间，设置废热锅炉。
以铜冶炼转炉废气的冷却以及废热回收为目的，在由水冷壁等构成的罩部后方设置废热锅炉，在该情况下，在该罩和废热锅炉之间，配置壁面不是锅炉构造并且内部为空洞构造的腔体，由此防止粉尘向锅炉管的熔敷，并且防止锅炉管的损伤。
由此，可进行稳定生产。
腔体的内部构造为，内侧部，例如在前壁(整体的大约30％到50％)设置强制循环水套，且后部(整体的大约50％～70％)为滚轮(キヤスタ一)构造，在顶板部处设置蒸发型水套。
空洞部形成大约5～10m的长径。这是因为若没有5～10m左右的长度，则废气中的粗粉尘(0.1～5mmφ左右)不会落下。
此外，上述的空洞部的截面积为，入口侧7～12m2，中央部18～26m2。这是因为若过窄则发生粉尘的熔敷，若过宽则产生构造上的问题等。
[实施例]
(实施例1)
图2中表示在由水冷壁等构成的罩(5)部的后面配置腔体(6)，并在其后部设置废热锅炉(7)的例子。
在腔体(6)的前壁设置强制循环水套(9)(循环水量为大约40t/h)，并在顶板部的整个面上设置蒸发型水套(8)(蒸汽经由排蒸汽管而废弃)。空洞部为7m，腔体(6)入口部为10m2，中央部为22m2。
在本条件下，即便作业350次后，也可防止粉尘向锅炉管的熔敷，完全不需要借助削岩机等的去除作业。
在为(比较例1)方式的转炉废气处理构造的情况下，在大约200次作业下，粉尘熔敷到锅炉管上，作业难以继续，限制了1到2天时间的作业，并需要除去锅炉管之间的粉尘。
此外，在废气道的局部上，堆积有坚固的熔敷物，需要通过削岩机等进行除去作业。

Claims (2)

1.一种转炉废气处理装置，其特征在于，在以铜冶炼转炉废气的冷却以及废热回收为目的、在由水冷壁构成的罩部后方设置废热锅炉的情况下，
在该罩和废热锅炉之间，配置壁面不是锅炉构造并且内部为空洞构造的腔体。
2.如权利要求1所述的转炉废气处理装置，其特征在于，腔体的至少前壁部是强制循环水套，至少顶板部设为蒸发型水套。
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