CN103382526A - 一种用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法与装置 - Google Patents

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夏韬
代云年
何秋安
何志军
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Abstract

本发明公开了一种用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法与装置，将直接炼铅熔炼还原炉靠近放渣口的喷枪改用透气砖替代，将一定压力和温度的气体通过透气砖进入还原炉形成具有一定动量的上升气泡群，均匀的搅拌熔池；直接炼铅熔炼还原炉靠近放铅口的喷枪继续使用，将靠近高铅渣入口的喷枪主要喷吹天然天和富氧空气，另几只远离高铅渣入口的喷枪主要喷吹煤粉和混合气体。本发明是一种能保证冶金还原反应顺利进行的同时控制还原炉渣反应温度在合理的范围，避免高温熔体的倒灌和过激喷溅现象，从而延长还原炉的使用寿命和抑制炉衬结渣，保障设备的安全运行，降低运行成本，提高生产效率的用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法。

Description

一种用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法与装置
技术领域
本发明涉及一种用于直接炼铅熔炼还原炉的方法与装置，特别涉及一种用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法与装置。 
背景技术
直接炼铅技术是指硫化铅精矿不经焙烧或者烧结直接产生金属铅的熔炼方法。因具有生产能力强、环保好、能耗低、回收率高占地面积小等优点，倍受我国冶炼行业的关注和青睐。还原炉是直接炼铅工艺中的关键设备之一，可以直接利用高铅渣的热焓提高了系统热能利用率，同时使用煤粉替代焦炭减少运行成本；其收尘系统捕集高温烟气中的部分烟尘，回收制粒，减少烟气的含尘量，以保证工艺系统的正常运行，为尾部收尘及制酸工艺创造条件。 
为此，有学者对直接炼铅还原炉展开了深入研究。例如专利号为ZL200910176237.4的发明专利公开了一种熔渣煤粉直接还原炼铅的卧式熔炼装置。将液态高铅渣直接放入还原炉，将煤粉作为还原剂加入还原炉，通过喷枪加入富氧空气、氮气和天然气。通过控制气体的流量和压力等参数来达到控制熔池搅拌的效果，进而控制高铅渣还原反应的进行。 
但在直接炼铅熔炼还原炉运行过程中，一方面由于炉内气体入口处存在明显的高温熔体流动冲刷和压缩气体压力变化，使得含有大量金属氧化物（如PbO或ZnO等）的高温熔体直接冲刷和腐蚀喷枪及炉衬，严重时高温熔体可能会倒灌回流到喷枪中，对喷枪造成严重的烧损，影响使用寿命；另一方面使炉内熔体可能产生严重的喷溅现象，导致炉壁结渣，或者喷入气流直接穿透熔池，达不到搅拌熔池的效果，导致还原炉渣含铅过高，操作运行不稳定，严重时造成人员、设备安全事故。 
目前防止直接炼铅熔炼还原炉喷枪烧损的办法，主要是依靠喷入适量的氮气和除盐水来保护喷枪。例如专利号为ZL200510087212.9的发明专利公开了一种氧枪水冷结构，通过加入循环水使喷头不易烧坏，提高喷枪使用寿命。但没有从根本解决高温熔体对喷枪及炉衬的冲刷和腐蚀，喷枪的寿命始终得不到较好的提高。 
然而，在钢铁行业中，透气砖得到很好的发展运用。例如在专利号为ZL201210111692.8的发明专利中公开了铁水包用透气砖，其中 述的透气砖具有较高的透气砖和使用寿命、且具有较佳的吹气辅助扒渣效果；专利号为ZL201120042132.2的实用新型专利公开了一种钢包底吹氩内装式透气砖，通过将座砖套与透气芯用耐火材料结合的方式，避免了高温开裂现象，同时还将透气砖芯底部用自流浇注料密封，避免了钢水渗透；专利号为200620119219.4的实用新型专利公开了一种半包式漏气精炼包用透气砖，继承了半包式透气砖安全性好的优点，又克服了容易漏气的缺点。 
但是透气砖在直接炼铅工艺中还没有得到推广应用。主要是抗热剥落性差、抗侵蚀性差和气流不稳定等因素的限制。 
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种能保证冶金还原反应顺利进行的同时控制还原炉渣反应温度在合理的范围，避免高温熔体的倒灌和过激喷溅现象，从而延长还原炉的使用寿命和抑制炉衬结渣，保障设备的安全运行，降低运行成本，提高生产效率的用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法。 
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种实现该用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法的装置。 
为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法，将直接炼铅熔炼还原炉靠近放渣口的喷枪改用透气砖替代，将一定压力和温度的气体通过透气砖进入还原炉形成具有一定动量的上升气泡群，均匀的搅拌熔池；直接炼铅熔炼还原炉靠近放铅口的喷枪继续使用，将靠近高铅渣入口的喷枪主要喷吹天然天和富氧空气，另几只远离高铅渣入口的喷枪主要喷吹煤粉和混合气体。 
为防止透气砖烧损热腐蚀过快，影响透气砖使用寿命，选用合适的狭缝结构保证合理的狭缝厚度和宽度，选用带有防漏设计的透气砖。 
直接熔炼还原炉所使用的透气砖只适合喷入混合气体。 
为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的实现用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法的装置，包括直接炼铅熔炼还原炉，直接炼铅熔炼还原炉上设有放铅口、放渣口和烟道，所述的直接炼铅熔炼还原炉靠近所述的放渣口的设有透气砖，所述的直接炼铅熔炼还原炉靠近所述的放铅口设有喷枪。 
所述的透气砖选用带有防漏设计的狭缝型透气砖。 
采用上述技术方案的用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法与装置，将直接炼铅熔炼还原炉靠近放渣口的喷枪改用透气砖替代，将一定压力和温度的气体通过透气砖进入还原炉形成具有一定动量 的上升气泡群，均匀的搅拌熔池。使熔池气含率增大的同时还能减缓熔池的喷溅和倒灌现象。直接炼铅熔炼还原炉靠近放铅口的喷枪继续使用，仅改变喷吹方案，将靠近高铅渣入口的喷枪主要喷吹天然天和富氧空气目的在于加热高铅渣；而另几只远离高铅渣入口的喷枪主要喷吹煤粉和混合气体，目的在于将高铅渣快速还原成铅液。为防止透气砖烧损热腐蚀过快，影响透气砖使用寿命，选用合适的狭缝结构保证合理的狭缝厚度和宽度，同时因为铅液的流动性较好，因此应选用带有防漏设计的透气砖，并且使用前进行可靠性试验，使用有严格的供气操作方案。直接熔炼还原炉所使用的透气砖只适合喷入混合气体，不宜用于喷吹输送煤粉，容易导致狭缝的堵塞和砖的磨损。 
本发明的优点和积极效果： 
1）本发明适合于现有直接炼铅熔炼还原炉及其他底吹熔炼炉，只需改动部分气体喷吹装置，其余结构不变，系统改造量与投资费用较少。 
2）针对不同的目的设置不同的喷吹方式，高铅渣进入直接炼铅熔炼还原炉后首先用天然气对其加热然后喷入煤粉对其还原，最后再通过透气砖喷入适量气体对还原炉渣进行加热和再次还原，既方便放渣也能控制渣含铅在一个较低水平。 
3）直接炼铅熔炼还原炉用透气砖喷吹气体，能均匀搅拌熔池，减少搅拌死角提高熔池气含率，有利于冶金反应的进行，同时防止高温熔体的喷溅，保障设备的安全运行。 
4）采用透气砖喷吹气体，能减小高温熔体对喷吹装置和耐火材料的冲刷和腐蚀，能有效延长喷吹装置和炉体的使用寿命。 
综上所述，本发明通过改变直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方式和装置，选用具有较好高温力学性能、抗渣性能和抗热震性能的透气砖替代部分喷枪，使其能产生稳定的气流和较高的熔池气含率，保证冶金还原反应顺利进行的同时控制还原炉渣反应温度在合理的范围，避免高温熔体的倒灌和过激喷溅现象，从而延长还原炉的使用寿命和抑制炉衬结渣，保障设备的安全运行，降低运行成本，提高生产效率。 
附图说明
图1是直接炼铅熔炼还原炉结构示意图。 
图2是透气砖俯视示意图。 
图3是透气砖剖面示意图。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本作进一步说明。 
参见图1、图2和图3，直接炼铅熔炼还原炉6上设有虹吸放铅口1、放渣口4和烟道5，直接炼铅熔炼还原炉6的底部靠近放渣口4 的设有透气砖，透气砖选用带有防漏设计的狭缝型透气砖3，直接炼铅熔炼还原炉6的底部靠近虹吸放铅口1设有喷枪2。 
参见图1、图2和图3，用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法，将直接炼铅熔炼还原炉靠近放渣口的喷枪改用透气砖替代，将一定压力和温度的气体通过透气砖进入还原炉形成具有一定动量的上升气泡群，均匀的搅拌熔池；直接炼铅熔炼还原炉靠近放铅口的喷枪继续使用，将靠近高铅渣入口的喷枪主要喷吹天然天和富氧空气，另几只远离高铅渣入口的喷枪主要喷吹煤粉和混合气体。为防止透气砖烧损热腐蚀过快，影响透气砖使用寿命，选用合适的狭缝结构保证合理的狭缝厚度和宽度，选用带有防漏设计的透气砖。直接熔炼还原炉所使用的透气砖只适合喷入混合气体。 
实施例1： 
现以入料量为35t/h的直接炼铅熔炼还原炉为例予以说明。参见图1、图2和图3，35t的高铅渣由上级熔炼装置放出后顺着溜槽从烟道5进入直接炼铅熔炼还原炉6，经过靠近高铅渣入口即靠近烟道5的喷枪2喷入天然气和富氧空气对加入的高铅渣进行加热，另几个远离烟道5的喷枪2再喷入煤粉和混合气体使加热后的高铅渣迅速还原成铅液，生成铅液沉集在底部最终由虹吸放铅口1放出。而上部分的渣通过狭缝型透气砖3喷入适量的天然气和富氧空气来进行二次还原高铅渣，同时还能提高还原渣温度，保证放渣工序的顺利进行。最后的还原渣通过放渣口4进入下一级冶金反应设备。 
采用本专利技术对现有底吹熔炼还原炉系统实施改造时，厂房布置、炉体结构和排烟系统等均可维持不变，将底部靠近放渣口4的部分喷枪换成透气砖3。所用透气砖3采用狭缝型透气砖，既满足透气砖应有的强度的条件也能减少高温熔体的冲刷和腐蚀。 

Claims (5)

1.一种用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法，其特征是：将直接炼铅熔炼还原炉靠近放渣口的喷枪改用透气砖替代，将一定压力和温度的气体通过透气砖进入还原炉形成具有一定动量的上升气泡群，均匀的搅拌熔池；直接炼铅熔炼还原炉靠近放铅口的喷枪继续使用，将靠近高铅渣入口的喷枪主要喷吹天然天和富氧空气，另几只远离高铅渣入口的喷枪主要喷吹煤粉和混合气体。
2.根据权利要求1所述的用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法，其特征是：为防止透气砖烧损热腐蚀过快，影响透气砖使用寿命，选用合适的狭缝结构保证合理的狭缝厚度和宽度，选用带有防漏设计的透气砖。
3.根据权利要求1或2所述的用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法，其特征是：所使用的透气砖只适合喷入混合气体。
4.实现权利要求1所述的用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法的装置，包括直接炼铅熔炼还原炉(6)，直接炼铅熔炼还原炉(6)上设有放铅口、放渣口(4)和烟道(5)，其特征是：所述的直接炼铅熔炼还原炉(6)靠近所述的放渣口(4)的设有透气砖，所述的直接炼铅熔炼还原炉(6)靠近所述的放铅口设有喷枪(2)。
5.根据权利要求4所述的实现用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法的装置，其特征是：所述的透气砖选用带有防漏设计的狭缝型透气砖(3)。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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