CN101358807B - 一种鼓风炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种鼓风炉，包括：炉缸，所述炉缸包括炉缸侧壁、炉缸侧壁上部的出渣口和炉缸侧壁下部的出料口；所述鼓风炉还包括炉身水套，所述炉缸的上面与所述炉身水套连接，所述炉身水套包括多个鼓风口，所述鼓风口的形状为扁圆形，所述鼓风口的宽与高之比为5/1～20/1；还包括风套，所述炉身水套上面与所述风套相连，所述风套有在风套侧壁上的出烟管，风套与鼓风口连接；还包括风套上与风套连接的炉顶壁，所述炉顶壁包括竖直的下料管，所述下料管包括下料管水套。本发明提供与炉身水套连接的风套，风套通过风管与鼓风口连接，由于风套可以利用烟气的余热对空气进行预热，可以为熔炼反应提供热空气，可以提高风口区温度，节省燃料，优化炉况，提高床能力。

Description

一种鼓风炉

技术领域

本发明涉及冶炼装置，具体涉及一种鼓风炉。

背景技术

在有色金属冶炼领域中，鼓风炉作为一种火法冶金熔炼设备已经具有悠久的历史，与电炉和回转炉相比，鼓风炉操作简单、热效率高、投资小、运行成本低，单位生产能率高，金属回收率高，因此鼓风炉提取重金属成为我国许多企业的最佳选择。

以镍冶炼为例，镍具有良好的机械强度和延展性，难熔耐高温，并具有很高的化学稳定性，是制造不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢的重要原料。目前可供人类开发利用的镍资源有两类，一类是氧化汞镍矿，也称红土镍矿，另一类是硫化镍矿。全球已探明的镍资源约1.6亿吨，其中30％为硫化镍矿、70％为红土镍矿，镍产品约有60％来自于硫化矿。

红土矿是铁、铝、硅等含水氧化物组成的疏松粘土状矿石，由含镍的岩石风化、浸淋、蚀变、富集而成，分为两种类型，一种是褐铁矿型，位于矿床的上部，铁高、镍低，硅镁较低，但钴含量较高，这种矿石宜采用湿法冶金工艺处理，冶炼镍铁产生的炉渣用于钢的生产；另一种为硅镁镍矿，位于矿床的下部，硅、镁含量较高，铁、钴含量较低，但镍含量较高，这种矿石宜采用火法冶金工艺处理，鼓风炉是硅镁红土矿的重要冶炼设备。

请参见图1，为现有技术中鼓风炉结构示意图，在基体100上的鼓风炉101包括耐火砖结构的炉缸101a、炉缸上面与炉缸连接的水套101b；水套底部靠近炉缸的位置有鼓风口101c；炉缸101a包括位于炉缸侧壁上面的出渣口101d和位于炉缸侧壁下面的出锍口101e；水套101b上为耐火砖结构的炉顶101f，炉顶101f的侧壁上有进料口101g；炉顶上面与炉罩101h连接，炉罩101h包括烟管101i。

熔炼时，首先将焦炭由进料口101g放在水套内，通过鼓风口101c将空气送入炉内后，点燃焦炭，然后再依次加入熔剂、硫化剂、红土矿烧结块，水套中的温度从风口区向上依次递减，在风口区的温度可达1600℃，焦炭充分燃烧后，红土矿与熔剂和硫化剂发生如下的造硫和造渣反应，在炉缸内生成密度较大的低冰镍和漂浮在低冰镍上面的密度较小的炉渣，低冰镍的主要成分是镍和铁的硫化物即锍，炉渣的成分一般为FeO·SiO₂、CaO·SiO₂、MgO·SiO₂等，反应完成后，从出渣口101d和出锍口101e分别排出炉渣和炉料。

在现有技术下，鼓风口将冷空气送入鼓风炉，为了提供充足的氧气，鼓风炉量可以达到70m³/(m²·min)或者更高，由于冷空气会降低风口区的温度，使反应不能充分进行，鼓风炉床能力低，而且耐火砖结构的炉顶还增加了鼓风炉的重量。并且，由于装料从炉顶侧壁进料口入炉，因此容易导致炉料分布均匀，而且，由于炉料为大小不一的块料组成，从炉身侧面加料时，小料块容易滑向炉身的侧壁，这样会将风口堵住，使炉况恶化，严重时会终止熔炼反应。

因此，需要一种可以鼓入热空气、使炉料均匀分布在炉身内的鼓风炉，以优化炉况，顺利地进行熔炼反应。

发明内容

本发明解决的技术问题在于，提供一种可以鼓入热空气、使炉料均匀分布在炉身内的鼓风炉，优化炉况，顺利地进行熔炼反应。

为解决以上技术问题，本发明提供一种鼓风炉，包括：

炉缸，所述炉缸包括炉缸侧壁、炉缸侧壁上部的出渣口和炉缸侧壁下部的出料口；

所述鼓风炉还包括炉身水套，所述炉缸的上面与所述炉身水套连接，所述炉身水套包括多个鼓风口，所述鼓风口的形状为扁圆形，所述鼓风口的宽与高之比为5/1～20/1；

所述鼓风炉还包括风套，所述炉身水套上面与所述风套相连，所述风套有在风套侧壁上的出烟管，所述风套与鼓风口连接；

所述鼓风炉还包括风套上与风套连接的炉顶壁，所述炉顶壁包括竖直的下料管，所述下料管包括下料管水套。

优选的，所述炉顶壁包括炉顶壁水套，所述炉顶壁水套与下料管水套连接形成炉顶冷却水系统。

优选的，所述炉顶冷却水系统的第一进水管连接在所述下料管水套的下部。

优选的，所述炉顶冷却水系统的第一出水管与炉顶壁水套连接。

优选的，所述下料管的进料口高于炉顶顶壁。

优选的，所述下料管的高度不大于风套的高度。

优选的，所述下料管的横截面形状为圆形或椭圆形。

优选的，所述鼓风口在炉身水套的底部。

优选的，所述炉身水套包括炉身水套侧壁下部的第二进水管和炉身水套侧壁上部的第二出水管。

优选的，所述鼓风炉还包括水槽，所述水槽的液面高于下料管水套的液面，所述第一进水管和第二进水管与所述水槽的出水口连接，所述第一出水管和第二出水管并联后与所述水槽的回水管连接。

本发明提供一种鼓风炉，用于冶炼铜、镍等有色金属的冶炼。本发明提供的鼓风炉包括炉缸、炉身水套、风套、炉顶壁，本发明通过在炉顶顶壁中心设置带有冷却水套的下料管，可以将炉料和焦炭均匀的分布在鼓风炉内，而且从炉顶中心加料时，由于鼓风炉的炉料和焦炭是大小不一的块料，小块的炉料和焦炭会剩落在装料的中心位置，而大块的炉料和焦炭会滚向炉身的侧壁，由于大块的炉料和焦炭之间的孔隙大，因此非常有利于空气的吹入，空气的流动性增加，使焦炭的燃烧更加的充分，产生的热量大，有利于炉料的熔化。

本发明提供与炉身水套连接的风套，风套通过风管与鼓风口连接，由于风套可以利用烟气的余热对空气进行预热，可以为熔炼反应提供热空气，可以提高风口区温度，节省燃料，优化炉况，提高床能力。

附图说明

图1是现有技术下鼓风炉结构示意图；

图2是本发明所提供鼓风炉一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种鼓风炉，用于铜、镍等有色金属的冶炼，本发明提供的鼓风炉有利于炉料和燃料的均匀分配，提高炉况反应条件，以回收率将矿中有色金属富集。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明所提供的一种鼓风炉具体实施方式的结构示意图。在一种具体实施方式中，本发明提供的鼓风炉竖直安装在基座4上，基座的材料为耐火砖。鼓风炉包括炉缸3，炉缸3包括竖直的耐火砖结构的炉缸侧壁31，炉身侧壁31为圆柱形，在炉身侧壁31的上部有炉渣出口32，在炉身侧壁的下部有出料口33，出料口33和炉渣出口32的出口方向相反。对于出渣口和出料口的数目，本发明并无限制，可以根据实际炉子床能力的大小来调制出渣口和出料口的数目。

炉缸3的上面与炉身水套2连接，炉身水套与炉缸为铸钢材质。炉身水套2的横截面为圆形，为了有利于炉料的均匀分配，炉身水套2的侧壁与竖直线成15度角，本发明中，炉身的侧壁与竖直线的可以成10度～30度的角。为了提高冷却效率，炉身水套2的第二进水管21在炉身侧壁的下面，第二出水管23在炉身水套侧壁的上面。

在炉身水套2的底部，包括均分分配在炉身侧壁的18个鼓风口22，本发明对于鼓风口的数目并无限制，可以为5个～30个鼓风口。为了向炉内均匀的鼓风，并且使空气能够有效地和焦炭反应，鼓风口的鼓风方向与水平线成5度～15度的角，优选的，鼓风口的鼓风方向与水平线成7度～11度的角，在本实施方式中，鼓风口22的鼓风方向与水平线成11度角。对于风口的形状，应为宽度大于高度的扁圆形、长圆形、或矩形，鼓风口的宽与高之比为2/1～30/1，优选的，鼓风口的宽与高之比为5/1～20/1，在本实施方式中，鼓风口为扁圆形，宽与高之比为10/1。

炉身水套2上面与风套1相连，风套的材质可以与炉身水套相同，可以采用焊接的方法将炉身与炉顶连接。风套1为圆柱形，风套1的风套侧壁上有出烟管14。风套由进风口15吹入普通空气或者富氧空气，由于熔炼时产生的烟气温度很高，因此风套可以利用烟气对风套中的空气进行预热，有效地利用了熔炼反应产生的热能。风套通过与鼓风口数目相等的风管16与鼓风口连接，空气在风套内被加热后通过凤冠送入鼓风口，可以提高风口区的温度，节省燃料，提高床能力。对于风管的横截面形状，本发明并无特别的限制，可以为圆形、矩形、长圆形、三角形、或其它已知的形状。在本实施例中，风管为圆形。

风套侧壁上面与炉顶壁连接，炉顶壁上有炉顶壁水套11，在炉顶壁的中心有圆柱形的下料管12，下料管12的下料口比炉顶壁略高，下料管12的高度与风套1的高度基本相等。为了对下料管进行冷却，下料管还包括下料管冷却水套17，下料管冷却水套与炉顶壁水套11连接形成炉顶冷却水系统，为了提高冷却效率，所述炉顶冷却系统的第一进水管14连接在下料管冷却水套的下面，炉顶冷却系统的第一出水管13与炉顶壁水套11连接。

鼓风炉还包括提供水源的水槽，所述水槽的液面高于下料管水套17的液面。炉顶冷却系统的第一进水管14与炉身水套的第二进水管21并联后与水槽的出水管5连接，炉顶冷却系统的第一出水管13与炉身水套的第二出水管23并联后与水槽的回水管连接。由于水槽的液面高于下料管水套的液面，因此可以自动补水，而且在进行熔炼反应时，炉身水套风口区的温度最高，炉身水套处的水不断被加热，从而炉顶冷却系统和炉身水套的冷却系统与水槽形成密闭的循环系统，冷却水在100℃左右的高温下闭路自动循环，不需要设置加压水泵和补水人员，只需在水槽内适时补入因蒸发而损失的水即可。

由于下料管设置在炉顶的顶壁中心，而鼓风炉的炉料和焦炭是大小不一的块料，从炉顶顶壁中心装料时，小块的炉料和焦炭会剩落在装料的中心位置，而大块的炉料和焦炭会滚向炉身的侧壁，由于大块的炉料和焦炭之间的孔隙大，因此非常有利于空气的吹入，空气的流动性增加，使焦炭的燃烧更加的充分，产生的热量大，有利于炉料的熔化。因此，从炉顶顶壁中心下料时，不但有利于炉料和焦炭在整个炉身的均匀分配，而且使大块炉料、焦炭和小块的炉料、焦炭在炉身中的分配有利于熔炼。

为了有效的利用鼓风炉的空间，也为了使装料更加方便，可以将下料管完全设置在顶壁下部，即下料管的进料口低于炉顶顶壁，由于鼓风炉是连续作业的，需要连续进料，如果进料口低于炉顶顶壁，加料车可以直接推到进料口上方向鼓风炉内进料，因此可以明显提高工作效率。

鼓风炉正常工作时，风口区温度最高可以达到1600℃以上，从风口区到炉顶温度逐渐降低，在顶部温度可以达到600℃左右，炉料从炉顶开始依次经过干燥、焙烧、熔化过程。为了有利于炉料和焦炭在炉身内均匀分配，下料管应该尽量向炉顶下方延伸，但为了留给炉料足够的向下的运动空间，下料管的高度不应超过炉顶的高度。由于下料管12有下料管冷却水套17，因此可以防止下料管烧坏。

另外，在持续装料时，需要将炉料和焦炭一直加到炉料的接触到下料管下部为止，由于小料块全部集中在中心位置，而且烟气可以全部由炉顶侧壁的排烟口排走，因此鼓风炉在顶部是基本密封的，不但可以维持良好的炉况，而且不会污染环境。

准备进行熔炼反应时，先在炉身内放入木柴、焦炭进行烘烤，为鼓风炉升温，升温后，先清除烘烤炉身的木炭灰渣，再加入木柴高于风口面0.5～0.8m，打开风口自然通风燃烧0.5～1小时，逐渐加入焦炭并开始鼓风，当风口区焦炭达到白热化程度时，即可加入熔剂、硫化剂、红土矿烧结块进行反应，加料需要一直进行，将下料管的下部用炉料堵住，反应到达时间后逐步排渣和放料。本发明提供的鼓风炉床能力大于50吨/米²·天，制备低冰镍时的回收率可达90％以上。

对于下料管的横截面形状，本发明并无特别的限制，可以为圆形、椭圆形、方形、三角形或其它已知形状，优选的，为圆形或者椭圆形。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种鼓风炉，包括：

炉缸，所述炉缸包括炉缸侧壁、炉缸侧壁上部的出渣口和炉缸侧壁下部的出料口；

所述鼓风炉还包括炉身水套，所述炉缸的上面与所述炉身水套连接，所述炉身水套包括多个鼓风口，所述鼓风口的形状为扁圆形，所述鼓风口的宽与高之比为5/1～20/1；

所述鼓风炉还包括风套，所述炉身水套上面与所述风套相连，所述风套有在风套侧壁上的出烟管，所述风套与鼓风口连接；

所述鼓风炉还包括风套上与风套连接的炉顶壁，所述炉顶壁包括竖直的下料管，所述下料管包括下料管水套。

2.根据权利要求1所述的鼓风炉，其特征在于所述炉顶壁包括炉顶壁水套，所述炉顶壁水套与下料管水套连接形成炉顶冷却水系统。

3.根据权利要求2所述的鼓风炉，其特征在于炉顶冷却水系统的第一进水管连接在所述下料管水套的下部。

4.根据权利要求2所述的鼓风炉，其特征在于所述炉顶冷却水系统的第一出水管与炉顶壁水套连接。

5.根据权利要求2至4任一项所述的鼓风炉，其特征在于所述下料管的进料口高于炉顶顶壁。

6.根据权利要求5所述的鼓风炉，其特征在于所述下料管的高度不大于风套的高度。

7.根据权利要求6所述的鼓风炉，其特征在于所述下料管的横截面形状为圆形或椭圆形。

8.根据权利要求1所述的鼓风炉，其特征在于所述鼓风口在炉身水套的底部。

9.根据权利要求1所述的鼓风炉，其特征在于所述炉身水套包括炉身水套侧壁下部的第二进水管和炉身水套侧壁上部的第二出水管。

10.根据权利要求9所述的鼓风炉，其特征在于还包括水槽，所述水槽的液面高于下料管水套的液面，所述第一进水管和第二进水管与所述水槽的出水口连接，所述第一出水管和第二出水管并联后与所述水槽的回水管连接。

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