CN106282597B - 顶吹炉的使用方法 - Google Patents

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张志国
程利振
盛柏青
彭天照
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Tongling Nonferrous Metals Group Co Ltd
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Jinguan Copper Industry Branch of Tongling Nonferrous Metals Group Holding Co Ltd
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    • C22B15/0052—Reduction smelting or converting

Abstract

本发明公开了低能耗型顶吹炉及其使用方法，它包括炉底支撑座（1）、炉底耐火砖（2）、炉体（3）、加料口（4）、排烟口（5）和内置有氧枪（6）的氧枪口（7），所述炉体底部两侧分别开设有冰铜排放堰（8）和炉渣排放堰（9），所述炉渣排放堰与炉体的连通口高于冰铜排放堰与炉体的连通口。本发明的有益效果是由于在炉底设有冰铜排放堰和炉渣排放堰，使得在炉内生成的冰铜直接从炉体中排出，减少澄清分离时间，降低贫化电炉的电能消耗，降低运行成本；加料口上铰接有顶盖减少喷溅物在加料口的粘接，降低清理工作量；合金耐磨层不易粘接物料并耐烟气冲刷，延长了炉体寿命。

Description

顶吹炉的使用方法
技术领域
本发明涉及有色金属冶炼领域，尤其涉及顶吹炉及其使用方法。
背景技术
目前现有铜冶炼方法主要包括熔池熔炼和闪速熔炼，闪速熔炼工艺先进，能耗低、环保效果好，但该方法对配料比例及杂质要求比较苛刻，适用于30万吨以上铜冶炼工艺选择；熔池熔炼反应速率低于闪速熔炼，因此对配料比例及杂质成分波动更具有适应性，适用于30万吨以下铜冶炼工艺选择；熔池熔炼炉型主要包括艾萨炉、奥炉、侧吹炉、底吹炉及诺兰达等先进工艺炉型，其中属于顶吹炉炼铜范畴的艾萨炉和奥炉经过生产实践证明，这两种冶炼方法主要存在以下缺陷：
1、炉顶加料口为不锈钢板、敞口、漏风严重，环保效果差，其加料口尺寸小，喷溅物粘接搭桥严重，清理难度大、操作环境差、存在一定安全问题；
2、炉渣通过一个堰-溜槽排放，需配套渣贫化电炉，电炉提供了炉渣中冰铜和炉渣澄清分离的空间和时间，且缓冲了熔炼与吹炼之间的冰铜储量，但电炉需要补充大量电热、电耗大大增加，运行成本高、经济效益差；
3、浸没在炉内熔体中的氧枪在炉内高温条件下需要大量的风进行冷却壁面温度，风量远大于搅动熔池所需的动能，炉内耐火材料受风力冲刷严重，耐火砖易剥落，炉体寿命短；
由此可见，艾萨炉和奥炉在铜冶炼方面存在能耗高、炉寿短、环保差和一定的安全问题，其先进性已不能与侧吹炉、底吹炉、闪速炉等先进炉型相比。
中国发明专利申请号CN201410112627.6公开了铅冰铜顶吹炉富氧吹炼生产粗铅和冰铜工艺，留FeO-SiO2-CaO三元系渣起始熔池，将铅冰铜连续投入炉中，控制吹炼温度，按铅冰铜中硫化铅中的硫完全氧化为SO2的要求，从喷枪中加入计量的富氧空气进行连续氧化吹炼；吹炼结束后，停止给入铅冰铜和富氧空气，直接加入还原剂进行液态铅渣还原熔炼；吹炼过程和液态铅渣还原熔炼中排放出熔化的粗铅和硫化铜的混合物，在炉前铅锅中冷却沉降后，将硫化铜以固体冰铜形态捞出，而液态粗铅送到铅精炼系统。但该专利仍未解决上述的3个问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的顶吹炉熔炼排放炉渣需要配套渣贫化电炉，运行成本高，经济效益差，为此提供一种低能耗型顶吹炉及其使用方法。
本发明的技术方案是：顶吹炉，它包括炉底支撑座、炉底耐火砖、炉体、加料口、排烟口和内置有氧枪的氧枪口，所述炉体底部两侧分别开设有冰铜排放堰和炉渣排放堰，所述炉渣排放堰与炉体的连通口高于冰铜排放堰与炉体的连通口。
上述方案中所述炉渣排放堰与冰铜排放堰高度差为850-1050mm。
上述方案的改进是所述炉渣排放堰与冰铜排放堰顶部分别开设有清理口和烧嘴口。
上述方案中所述炉渣排放堰、冰铜排放堰与炉底所成角度为120-180°。
上述方案的改进是所述加料口上转动连接有顶盖。
上述方案的进一步改进是所述炉体内壁靠近冰铜排放堰和炉渣排放堰处焊接有厚度为5-15mm的合金耐磨层。
上述方案中所述炉体包括由内而外的耐火砖层、钢壳层和钢壳水套。
顶吹炉的使用方法，它包括以下步骤：（1）、加料熔炼：随着入炉精矿及其它含铜物料不断由加料口加入炉内，氧枪通入的氧气与炉料迅速完成氧化还原反应，并在炉内底部熔池中反应生成冰铜层、炉渣层和SO2烟气，炉渣和冰铜生成速度比例控制在（1-3）:1；（2）、排放冰铜：当炉内冰铜液面高度达到1250mm以上时，开始通过冰铜排放堰排放冰铜，排放冰铜量以保证炉内冰铜液面高度不低于500mm为止，期间通过加热烧嘴对冰铜排放堰保温；（3）、排放炉渣：当炉内炉渣高度大于1250mm以上时，炉渣可连续地从炉渣排放堰中排出；（4）、高度保持：进行步骤（2）和步骤（3）时冰铜层和炉渣层的总高度维持在2500mm。
本发明的有益效果是由于在炉底设有冰铜排放堰和炉渣排放堰，使得在炉内生成的冰铜直接从炉体中排出，减少澄清分离时间，降低贫化电炉的电能消耗，降低运行成本；加料口上铰接有顶盖减少喷溅物在加料口的粘接，降低清理工作量；合金耐磨层不易粘接物料并耐烟气冲刷，延长了炉体寿命。
附图说明
图1是本发明的低能耗型顶吹炉示意图；
图中，1、炉底支撑座，2、炉底耐火砖，3、炉体，4、加料口，5、排烟口，6、氧枪，7、氧枪口，8、冰铜排放堰，9、炉渣排放堰，10、清理口，11、烧嘴口，12、顶盖，13、耐火砖层，14、钢壳层，15、钢壳水套，16、合金耐磨层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明包括炉底支撑座1、炉底耐火砖2、炉体3、加料口4、排烟口5和内置有氧枪6的氧枪口7，所述炉体底部两侧分别开设有冰铜排放堰8和炉渣排放堰9，所述炉渣排放堰与炉体的连通口高于冰铜排放堰与炉体的连通口。
具体的，炉体是立式圆筒状炉，由内而外的耐火砖层13、钢壳层14和钢壳水套15构成，炉顶嵌套铜水套材质的加料口、排烟口和氧枪口；加料口宽度可以是700-900mm，长度范围可以是900-1100mm，顶盖可以通过固定轨道与加料口转动配合，正常生产中密封，更换氧枪清理加料口时，通过底部轨道水平移开部分顶盖，通过顶盖和加料口的相互转动摩擦使粘附在加料口上的喷溅物，减少清洁工作量。
本发明的实施例1是加料口位于炉顶左边，氧枪口位于炉顶中部，排烟口位于炉顶右边，炉渣排放堰与冰铜排放堰高度差为850mm，炉渣排放堰与冰铜排放堰顶部分别开设有清理口10和烧嘴口11，炉渣排放堰、冰铜排放堰与炉底所成角度为120-180°。
实施例2：与实施例1的区别在于炉渣排放堰与冰铜排放堰高度差为950mm，炉渣排放堰、冰铜排放堰与炉底所成角度为160°。
实施例3：与实施例1的区别在于炉渣排放堰与冰铜排放堰高度差为1050mm，炉渣排放堰、冰铜排放堰与炉底所成角度为180°。
实施例4：与实施例1的区别在于炉体内壁靠近冰铜排放堰和炉渣排放堰处焊接有厚度为5mm的合金耐磨层16。
实施例5：与实施例1的区别在于炉体内壁靠近冰铜排放堰和炉渣排放堰处焊接有厚度为10mm的合金耐磨层。
实施例6：与实施例1的区别在于炉体内壁靠近冰铜排放堰和炉渣排放堰处焊接有厚度为15mm的合金耐磨层。
实施例7：顶吹炉的使用方法，它包括以下步骤：（1）、加料熔炼：随着入炉精矿及其它含铜物料不断由加料口加入炉内，氧枪通入的氧气与炉料迅速完成氧化还原反应，并在炉内底部熔池中反应生成冰铜层、炉渣层和SO2烟气，炉渣和冰铜生成速度比例控制在1:1；（2）、排放冰铜：当炉内冰铜液面高度达到1250mm以上时，开始通过冰铜排放堰排放冰铜，排放冰铜量以保证炉内冰铜液面高度不低于500mm为止，期间通过加热烧嘴对冰铜排放堰保温；（3）、排放炉渣：当炉内炉渣高度大于1250mm以上时，炉渣可连续地从炉渣排放堰中排出；（4）、高度保持：进行步骤（2）和步骤（3）时冰铜层和炉渣层的总高度维持在2500mm。
实施例8：顶吹炉的使用方法，它包括以下步骤：（1）、加料熔炼：随着入炉精矿及其它含铜物料不断由加料口加入炉内，氧枪通入的氧气与炉料迅速完成氧化还原反应，并在炉内底部熔池中反应生成冰铜层、炉渣层和SO2烟气，炉渣和冰铜生成速度比例控制在2:1；（2）、排放冰铜：当炉内冰铜液面高度达到1250mm以上时，开始通过冰铜排放堰排放冰铜，排放冰铜量以保证炉内冰铜液面高度不低于500mm为止，期间通过加热烧嘴对冰铜排放堰保温；（3）、排放炉渣：当炉内炉渣高度大于1250mm以上时，炉渣可连续地从炉渣排放堰中排出；（4）、高度保持：进行步骤（2）和步骤（3）时冰铜层和炉渣层的总高度维持在2500mm。
实施例9：顶吹炉的使用方法，它包括以下步骤：（1）、加料熔炼：随着入炉精矿及其它含铜物料不断由加料口加入炉内，氧枪通入的氧气与炉料迅速完成氧化还原反应，并在炉内底部熔池中反应生成冰铜层、炉渣层和SO2烟气，炉渣和冰铜生成速度比例控制在3:1；（2）、排放冰铜：当炉内冰铜液面高度达到1250mm以上时，开始通过冰铜排放堰排放冰铜，排放冰铜量以保证炉内冰铜液面高度不低于500mm为止，期间通过加热烧嘴对冰铜排放堰保温；（3）、排放炉渣：当炉内炉渣高度大于1250mm以上时，炉渣可连续地从炉渣排放堰中排出；（4）、高度保持：进行步骤（2）和步骤（3）时冰铜层和炉渣层的总高度维持在2500mm。
本发明对炉渣排放堰、冰铜排放堰与炉底所成角度控制为120-180°，可以使炉渣排放的较多，残留炉渣较少。冰铜层和炉渣层的总高度维持在2500mm可实现周期性排放冰铜，炉渣直接进渣缓冷场，冰铜通过冰铜排放堰1排放至冰铜包子内，送至吹炼工序，完成铜精矿冶炼过程。
本发明中的合金耐磨层优选由质量百分比为：C0.9-1.4%，Mn<1.0%，Si0.4-2%，Cr26-32%，W3.2-6%，Fe<2.0%，余量为Co构成，制得的合金耐磨层硬度为HRC40-45，该硬度范围的合金耐磨层满足不易粘接物料并耐烟气冲刷的要求。

Claims (1)

1.顶吹炉的使用方法，其特征是所述顶吹炉包括炉底支撑座（1）、炉底耐火砖（2）、炉体（3）、加料口（4）、排烟口（5）和内置有氧枪（6）的氧枪口（7），所述炉体底部两侧分别开设有冰铜排放堰（8）和炉渣排放堰（9），所述炉渣排放堰与炉体的连通口高于冰铜排放堰与炉体的连通口；其使用方法包括以下步骤：（1）、加料熔炼：随着入炉精矿及其它含铜物料不断由加料口加入炉内，氧枪通入的氧气与炉料迅速完成氧化还原反应，并在炉内底部熔池中反应生成冰铜层、炉渣层和SO2烟气，炉渣和冰铜生成速度比例控制在（1-3）:1；（2）、排放冰铜：当炉内冰铜液面高度达到1250mm以上时，开始通过冰铜排放堰排放冰铜，排放冰铜量以保证炉内冰铜液面高度不低于500mm为止，期间通过加热烧嘴对冰铜排放堰保温；（3）、排放炉渣：当炉内炉渣高度1250mm以上时，炉渣可连续地从炉渣排放堰中排出；（4）、高度保持：进行步骤（2）和步骤（3）时冰铜层和炉渣层的总高度维持在2500mm。
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