CN109539785A - 一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉 - Google Patents

一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉,属于熔炼设备技术领域,包括第一炉体、套设于第一炉体外的第二炉体、供气瓶和若干喷枪,第一炉体外侧壁与第二炉体内侧壁之间形成均匀且密封的间隙空间,第一炉体顶部设有入料通道,第一炉体顶部设有烟囱,烟囱的一侧壁上设有连通烟囱第一烟道;间隙空间内于喷枪上方设有环形隔板,环形隔板将间隙空间分割成密封的上腔室和密封的下腔室,第一烟道的一端经环形隔板伸入下腔室内;第一炉体位于下腔室内的外侧壁上套设有导热陶瓷套;其直接利用高热烟气来对第一炉体形成外部加热,使得第一炉体外部均匀受热,保证炉内温度稳定,避免炉结堵塞情况,而且能够降低气体燃料的消耗,节约能源使用。

Description

一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉
技术领域
本发明涉及熔炼设备技术领域,更具体的,涉及一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉。
背景技术
侧吹浸没燃烧熔池熔炼工艺(SSC工艺)是通过熔炼炉两侧的风口或者喷枪向熔池内喷入富氧空气和气体燃料,喷入的气体搅动熔池,加速熔池内的传热传质和化学反应,广泛应用于铅熔炼、锌浸渣烟化、铜冶炼等有色金属及固体废物处理领域;常见的熔池熔炼炉的炉身耐火砖内衬以及铜水套等构成;其工艺流程:工作人员将铜精矿、熔剂等原料由设在炉顶的加料口加入炉内,原料与风口鼓入炉内的氧气发生一系列化学反应而生成铜锍和炉渣;耐火砖内衬以及铜水套等构成的炉身的保温效果低,容易导致炉体内的温度不易维持,铜硫以及炉渣经常会因为温度不足导致炉结堵塞的情况,这也就需要作业员进行停炉清理,影响生产效率;为了减少炉结堵塞的情况,往往也会采用增大含氧空气的吹入量的方法,从而来提高炉内温度,而这样的操作容易导致炉内导致泡沫渣以及喷溅,作业安全性低,而且也增加能耗,提高作业成本。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷,本发明所要解决的技术问题在于提出一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉,通过将第一炉体内产生的高热烟气先通入下腔室内,使得第一炉体收到高热烟气的包裹,而且结合第一炉体外套设的导热陶瓷套,第一炉体能够受到外部均匀的加热效果,从而对第一炉体内部起到一定的保温效果,保证第一炉体内部温度的稳定,避免炉内炉结堵塞情况;而且通过直接利用高热烟气来对第一炉体形成外部加热,有效回收利用高热烟气的热量,并且一定程度降低气体燃料的消耗,节约能源使用,降低成本。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:包括第一炉体、套设于所述第一炉体外的第二炉体、储存有富氧空气的供气瓶和若干与所述供气瓶连接导通的喷枪,所述第一炉体外侧壁与所述第二炉体内侧壁之间形成均匀且密封的间隙空间,所述第一炉体顶部设有连通所述第一炉体的入料通道,所述入料通道的顶部与所述第二炉体内顶壁接触相抵,所述第二炉体顶部设有连通所述入料通道的入料口,所述第一炉体顶部设有连通所述第一炉体且顶部呈密封的烟囱,所述烟囱的一侧壁上设有连通所述烟囱且位于所述间隙空间内的第一烟道;
所述喷枪分别经所述第二炉体一侧壁伸入所述第一炉体内且绕所述第二炉体圆周均匀分布,所述第一炉体底部设有连通所述第一炉体且伸出所述第二炉体外的排液管,所述第一炉体的一侧壁上端设有连通所述第一炉体且伸出所述第二炉体外的排渣管,所述第一炉体的底部设有若干第一支撑脚,所述第一支撑脚的顶部与所述第一炉体外底壁接触相抵,所述第一支撑脚的底部分别与所述第二炉体内底壁接触相抵;
所述间隙空间内于所述喷枪上方设有环形隔板,所述环形隔板将所述间隙空间分割成密封的上腔室和密封的下腔室,所述环形隔板的内壁与所述第一炉体的外侧壁接触相抵,所述环形隔板的外壁与所述第二炉体的内壁接触相抵,所述第一烟道的一端经所述环形隔板伸入所述下腔室内,所述第二炉体的一侧壁下端设有连通所述下腔室的第二烟道;
所述第一炉体位于所述下腔室内的外侧壁上套设有与所述第一炉体接触贴合的导热陶瓷套。
可选地,所述第一炉体包括第一炉底、固定于所述第一炉底上的第一炉墙和固定盖设于所述第一炉墙上的第一炉顶,所述入料通道与所述烟囱均位于所述第一炉顶上且均与所述第一炉顶一体连接,所述第二炉体包括第二炉底、固定于所述第二炉底上的第二炉墙和活动盖设于所述第二炉墙上的第二炉顶,所述第二炉顶四周边缘向下设有折弯凸缘,所述折弯凸缘与所述第二炉顶之间围成供所述第二炉墙顶部伸入的容置空间,所述折弯凸缘的内壁与所述第二炉墙的外壁接触贴合,所述入料通道与所述烟囱顶部外侧壁均设有与所述第二炉顶内壁接触相抵的环形凸缘,所述环形隔板的内壁与所述第一炉墙的外壁接触相抵,所述环形隔板的外壁与所述第二炉墙的内壁接触相抵,所述导热陶瓷套分别分布于所述第一炉墙外壁上以及所述第一炉底底部上,所述入料口位于所述第二炉顶上。
可选地,所述第二炉顶上于所述入料口上设有连通所述入料口且与所述第二炉顶一体连接的入料斗。
可选地,所述第一炉墙外壁上设有若干绕所述第一炉墙圆周分布且处于同一高度的第一凸起块,所述第一凸起块与所述第一炉墙呈一体结构,所述第二炉墙内壁上设有若干与所述第一凸起块对应且与所述第二炉墙呈一体结构的第二凸起块,所述第一凸起块与所述第二凸起块对所述环形隔板形成支撑。
可选地,所述第二炉墙外壁上端设有若干绕设有所述第二炉墙设置且处于同一高度的进水管,所述进水管连通所述下腔室,所述第二炉底的底部设有若干连通所述下腔室的出水管。
可选地,所述第二炉体外套设有铜水套。
可选地,所述第一烟道内径与所述第二烟道内径一致。
可选地,所述第二烟道上设有陶瓷换热器,所述陶瓷换热器的进气端连通供气瓶,所述陶瓷换热器的出气端通过输气管连通所述喷枪。
可选地,所述第二烟道包括与所述第二炉墙连接的第一水平管段、倒U形管段和与所述陶瓷换热器连接的第二水平管段,所述倒U形管段一端与所述第一水平管段连接,所述倒U形管段另一端与所述第二水平管段连接,所述倒U形管段的一端下方设有与所述第二烟道连通的第一集尘箱,所述倒U形管段的另一端下方设有与所述第二烟道连通的第二集尘箱。
可选地,所述第一炉顶的顶部设有若干与所述第一炉顶呈一体结构的倒U形环,所述第二炉底的底部设有若干第二支撑脚。
本发明的有益效果为:本发明通过将第一炉体内产生的高热烟气先通入下腔室内,使得第一炉体收到高热烟气的包裹,而且结合第一炉体外套设的导热陶瓷套,第一炉体能够受到外部均匀的加热效果,从而对第一炉体内部起到一定的保温效果,保证第一炉体内部温度的稳定,避免炉内炉结堵塞情况;而且通过直接利用高热烟气来对第一炉体形成外部加热,有效回收利用高热烟气的热量,并且一定程度降低气体燃料的消耗,节约能源使用,降低成本。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉结构示意图。
图2是图1的A位置放大示意图。
图中:100、上腔室;200、下腔室;1、第一炉体;11、第一炉顶;110、环形凸缘;111、入料通道;112、烟囱;113、倒U形环;12、第一炉墙;121、导热陶瓷套;122、排渣管;123、第一凸起块;13、第一炉底;131、第一支撑脚;132、排液管;2、第二炉体;21、第二炉顶;211、入料口;212、入料斗;213、折弯凸缘;22、第二炉墙;221、进水管;222、第二凸起块;23、第二炉底;231、出水管;232、第二支撑脚;3、环形隔板;4、喷枪;51、第一烟道;52、第二烟道;521、第一水平管段;522、倒U形管段;523、第二水平管段;6、陶瓷换热器;71、第一集尘箱;72、第二集尘箱;8、供气瓶。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1示例性地示出了本发明具体实施方式提供的一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉结构示意图,图2示例性地示出了图1的A位置放大示意图。
如图1所示,包括第一炉体1、套设于第一炉体1外的第二炉体2、储存有富氧空气的供气瓶8和若干与供气瓶8连接导通的喷枪4,第一炉体1外侧壁与第二炉体2内侧壁之间形成均匀且密封的间隙空间,第一炉体1顶部设有连通第一炉体1的入料通道111,入料通道111的顶部与第二炉体2内顶壁接触相抵,第二炉体2顶部设有连通入料通道111的入料口211,第一炉体1顶部设有连通第一炉体1且顶部呈密封的烟囱112,烟囱112的一侧壁上设有连通烟囱112且位于间隙空间内的第一烟道51;具体来说,第一炉体1与第二炉体2的均可以采用耐火的镁砖堆砌形成,而第一炉体1外通过导热陶瓷套进行加固,对应的第二炉体2的外层可以采用铜水套进行加固;其中入料通道111可以通过耐火砖堆砌形成圆柱形的入料通道111,同理烟囱112也可以通过耐火砖堆砌形成圆柱形的烟囱112,烟囱112顶部密封,保证第一炉体1内的烟气经烟囱112后至流通第一烟道51。
如图1所示,喷枪4分别经第二炉体2一侧壁伸入第一炉体1内绕第二炉体2圆周均匀分布,第一炉体1底部设有连通第一炉体1且伸出第二炉体2外的排液管132,第一炉体1的一侧壁上端设有连通第一炉体1且伸出第二炉体2外的排渣管122,第一炉体1的底部设有若干第一支撑脚131,第一支撑脚131的顶部与第一炉体1外底壁接触相抵,第一支撑脚131的底部分别与第二炉体2内底壁接触相抵;具体来说,位于底层的炉内的铜硫熔体通过排液管132排出,而产生的熔炼渣位于上层且通过排渣管122排出,其中排液管132以及排渣管122均可以采用耐热陶瓷材料制成。
如图1所示,间隙空间内于喷枪4上方设有环形隔板3,环形隔板3将间隙空间分割成密封的上腔室100和密封的下腔室200,环形隔板3的内壁与第一炉体1的外侧壁接触相抵,环形隔板3的外壁与第二炉体2的内壁接触相抵,第一烟道51的一端经环形隔板3伸入下腔室200内,第二炉体2的一侧壁下端设有连通下腔室200的第二烟道52,第一炉体1位于下腔室200内的外侧壁上套设与第一炉体1接触贴合的导热陶瓷套121;具体来说,通过环形隔板3将间隙空间分成上腔室100和下腔室200,并将烟气通入下腔室200内,对第一炉体1的侧壁以及底部形成包裹,其能对第一炉体1形成外部加热,使得第一炉体1外部均匀受热,提高炉内金属熔融效率,减少炉内的热量外漏损耗;本实施例中为了降低下腔室200内的烟气热量损失,其在第二炉体2的外侧壁上可以铺设岩棉板等耐高温隔热材料层进行隔热,进一步降低下腔室200内烟气的热量损耗,从而使得烟气更好的对第一炉体1形成加热保温;本实施例中的导热陶瓷套121为JRFT氧化铝陶瓷材料,耐高温、高硬度、导热性好;另外环形隔板3也可以镁砖堆砌形成。
总的来说,本发明通过将第一炉体内产生的高热烟气先通入下腔室内,使得第一炉体收到高热烟气的包裹,而且结合第一炉体外套设的导热陶瓷套,第一炉体能够受到外部均匀的加热效果,从而对第一炉体内部起到一定的保温效果,保证第一炉体内部温度的稳定,避免炉内炉结堵塞情况;而且通过直接利用高热烟气来对第一炉体形成外部加热,有效回收利用高热烟气的热量,并且一定程度降低气体燃料的消耗,节约能源使用,降低成本。
可选地,如图1所示,第一炉体1包括第一炉底13、固定于第一炉底13上的第一炉墙12和固定盖设于第一炉墙12上的第一炉顶11,入料通道111与烟囱112均位于第一炉顶11上且均与第一炉顶11一体连接,第二炉体2包括第二炉底23、固定于第二炉底23上的第二炉墙22和活动盖设于第二炉墙22上的第二炉顶21,第二炉顶21四周边缘向下设有折弯凸缘213,折弯凸缘213与第二炉顶21之间围成供第二炉墙22顶部伸入的容置空间,折弯凸缘213的内壁与第二炉墙22的外壁接触贴合,入料通道111与烟囱112顶部外侧壁均设有与第二炉顶21内壁接触相抵的环形凸缘110,环形隔板3的内壁与第一炉墙12的外壁接触相抵,环形隔板3的外壁与第二炉墙22的内壁接触相抵,导热陶瓷套121分别分布于第一炉墙12外壁上以及第一炉底13底部上,入料口211位于第二炉顶21上;具体来说,第二炉体2的第二炉顶21是活动盖设于第二炉墙22上的,这样方便第一炉体1的安装与拆卸维护,由于烟气内携带有大量的粉尘杂质,长久使用,下腔室200内一定会积攒大量的杂质粉尘,为此将第二炉顶21设置成活动拆卸的,其方便后期的清理维护,在第二炉顶21的四周边缘设置向下的折弯凸缘213,形成端盖状,直接盖设在第二炉墙22,方便安装;另外入料通道111与烟囱112顶部外侧壁均设有与第二炉顶21内壁接触相抵的环形凸缘110,其分别增加入料通道111顶部与第二炉顶21内壁的接触面积,增加烟囱112顶部与第二炉顶21内壁的接触面积,对第二炉顶21形成更好的支撑。
可选地,如图1所示,第二炉顶21上于入料口211上设有连通入料口211且与第二炉顶21一体连接的入料斗212;具体来说,入料斗212可以通过混凝土砖堆砌形成,增加的入料斗212便于下料操作。
可选地,如图1和图2所示,第一炉墙12外壁上设有若干绕第一炉墙12圆周分布且处于同一高度的第一凸起块123,第一凸起块123与第一炉墙12呈一体结构,第二炉墙22内壁上设有若干与第一凸起块123对应且与第二炉墙22呈一体结构的第二凸起块222,第一凸起块123与第二凸起块222对环形隔板3形成支撑;具体来说,设置第一凸起块123以及第二凸起块222来支撑安装环形隔板3,方便安装拆卸,其中环形隔板3顶部可以设置吊环,方便吊装。
可选地,如图1所示,第二炉墙22外壁上端设有若干绕设有第二炉墙22设置且处于同一高度的进水管221,进水管221连通下腔室200,第二炉底23的底部设有若干连通下腔室200的出水管231;具体来说,设置进水管221以及出水管231方便清洗是接通水源进行下腔室200内部的冲刷清洗,其中进水管221以及出水管231的材质也可以采用耐高温的陶瓷材料制成。
可选地,第二炉体2外套设有铜水套(图中未示);具体来说,通过铜水套能够对部分经第二炉体散出的热量进行回收利用,也使得第二炉体的不会过热,提高生产安全性。
可选地,第一烟道51内径与第二烟道52内径一致;具体来说,保证进烟量与出烟量的一致,从而保证下腔室200内稳定填充有烟气。
可选地,第二烟道52上设有陶瓷换热器6,陶瓷换热器6的进气端连通供气瓶8,陶瓷换热器6的出气端通过输气管连通喷枪4;具体来说,从下腔室200排出的烟气作为换热源进入陶瓷换热器6内,而供气瓶提供的富氧空气作为受热源交换烟气的热量从而具有一定温度,再经过喷枪4送入第一炉体1内进行反应,进一步提高反应的效率,而且能够进一步充分利用烟气的热量。
可选地,如图1所示,第二烟道52包括与第二炉墙22连接的第一水平管段521、倒U形管段522和与陶瓷换热器6连接的第二水平管段523,倒U形管段522一端与第一水平管段521连接,倒U形管段522另一端与第二水平管段523连接,倒U形管段522的一端下方设有与第二烟道52连通的第一集尘箱71,倒U形管段522的另一端下方设有与第二烟道52连通的第二集尘箱72;具体来说,在第一水平管段521与第二水平管段523之间设置倒U形管段522,烟气在经过倒U形管段522一端向上运动时,大部分质量大的杂质则直接掉落入第一集尘箱71内,当烟气经过倒U形管段522的最高位置后向倒U形管段522的另一端运动时,处于竖直向下的运动过程,部分质量较大的杂质直接落入第二集尘箱72内,通过第一集尘箱71以及第二集尘箱72对烟气实现除渣,减少后续对陶瓷换热器6内部的流通管道形成堵塞情况。
可选地,第一炉顶11的顶部设有若干与第一炉顶11呈一体结构的倒U形环113,第二炉底23的底部设有若干第二支撑脚232;具体来说,本发明中的第一支撑脚131和第二支撑脚232可以是混凝土砖堆砌形成,在第一炉顶11设置若干倒U形环113,可以利用起吊设备吊运第一炉体1,方便第一炉体1的安装拆卸。
本发明是通过优选实施例进行描述的,本领域技术人员知悉,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉,其特征在于:
包括第一炉体(1)、套设于所述第一炉体(1)外的第二炉体(2)、储存有富氧空气的供气瓶和若干与所述供气瓶连接导通的喷枪(4),所述第一炉体(1)外侧壁与所述第二炉体(2)内侧壁之间形成均匀且密封的间隙空间,所述第一炉体(1)顶部设有连通所述第一炉体(1)的入料通道(111),所述入料通道(111)的顶部与所述第二炉体(2)内顶壁接触相抵,所述第二炉体(2)顶部设有连通所述入料通道(111)的入料口(211),所述第一炉体(1)顶部设有连通所述第一炉体(1)且顶部呈密封的烟囱(112),所述烟囱(112)的一侧壁上设有连通所述烟囱(112)且位于所述间隙空间内的第一烟道(51);
所述喷枪(4)分别经所述第二炉体(2)一侧壁伸入所述第一炉体(1)内且绕所述第二炉体(2)圆周均匀分布,所述第一炉体(1)底部设有连通所述第一炉体(1)且伸出所述第二炉体(2)外的排液管(132),所述第一炉体(1)的一侧壁上端设有连通所述第一炉体(1)且伸出所述第二炉体(2)外的排渣管(122),所述第一炉体(1)的底部设有若干第一支撑脚(131),所述第一支撑脚(131)的顶部与所述第一炉体(1)外底壁接触相抵,所述第一支撑脚(131)的底部分别与所述第二炉体(2)内底壁接触相抵;
所述间隙空间内于所述喷枪(4)上方设有环形隔板(3),所述环形隔板(3)将所述间隙空间分割成密封的上腔室(100)和密封的下腔室(200),所述环形隔板(3)的内壁与所述第一炉体(1)的外侧壁接触相抵,所述环形隔板(3)的外壁与所述第二炉体(2)的内壁接触相抵,所述第一烟道(51)的一端经所述环形隔板(3)伸入所述下腔室(200)内,所述第二炉体(2)的一侧壁下端设有连通所述下腔室(200)的第二烟道(52);
所述第一炉体(1)位于所述下腔室(200)内的外侧壁上套设有与所述第一炉体(1)接触贴合的导热陶瓷套(121)。
2.如权利要求1所述的一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉,其特征在于:
所述第一炉体(1)包括第一炉底(13)、固定于所述第一炉底(13)上的第一炉墙(12)和固定盖设于所述第一炉墙(12)上的第一炉顶(11),所述入料通道(111)与所述烟囱(112)均位于所述第一炉顶(11)上且均与所述第一炉顶(11)一体连接,所述第二炉体(2)包括第二炉底(23)、固定于所述第二炉底(23)上的第二炉墙(22)和活动盖设于所述第二炉墙(22)上的第二炉顶(21),所述第二炉顶(21)四周边缘向下设有折弯凸缘(213),所述折弯凸缘(213)与所述第二炉顶(21)之间围成供所述第二炉墙(22)顶部伸入的容置空间,所述折弯凸缘(213)的内壁与所述第二炉墙(22)的外壁接触贴合,所述入料通道(111)与所述烟囱(112)顶部外侧壁均设有与所述第二炉顶(21)内壁接触相抵的环形凸缘(110),所述环形隔板(3)的内壁与所述第一炉墙(12)的外壁接触相抵,所述环形隔板(3)的外壁与所述第二炉墙(22)的内壁接触相抵,所述导热陶瓷套(121)分别分布于所述第一炉墙(12)外壁上以及所述第一炉底(13)底部上,所述入料口(211)位于所述第二炉顶(21)上。
3.如权利要求2所述的一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉,其特征在于:
所述第二炉顶(21)上于所述入料口(211)上设有连通所述入料口(211)且与所述第二炉顶(21)一体连接的入料斗(212)。
4.如权利要求2所述的一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉,其特征在于:
所述第一炉墙(12)外壁上设有若干绕所述第一炉墙(12)圆周分布且处于同一高度的第一凸起块(123),所述第一凸起块(123)与所述第一炉墙(12)呈一体结构,所述第二炉墙(22)内壁上设有若干与所述第一凸起块(123)对应且与所述第二炉墙(22)呈一体结构的第二凸起块(222),所述第一凸起块(123)与所述第二凸起块(222)对所述环形隔板(3)形成支撑。
5.如权利要求2所述的一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉,其特征在于:
所述第二炉墙(22)外壁上端设有若干绕设有所述第二炉墙(22)设置且处于同一高度的进水管(221),所述进水管(221)连通所述下腔室(200),所述第二炉底(23)的底部设有若干连通所述下腔室(200)的出水管(231)。
6.如权利要求2所述的一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉,其特征在于:
所述第二炉体(2)外套设有铜水套。
7.如权利要求1所述的一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉,其特征在于:
所述第一烟道(51)内径与所述第二烟道(52)内径一致。
8.如权利要求2所述的一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉,其特征在于:
所述第二烟道(52)上设有陶瓷换热器(6),所述陶瓷换热器(6)的进气端连通供气瓶,所述陶瓷换热器(6)的出气端通过输气管连通所述喷枪(4)。
9.如权利要求8所述的一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉,其特征在于:
所述第二烟道(52)包括与所述第二炉墙(22)连接的第一水平管段(521)、倒U形管段(522)和与所述陶瓷换热器(6)连接的第二水平管段(523),所述倒U形管段(522)一端与所述第一水平管段(521)连接,所述倒U形管段(522)另一端与所述第二水平管段(523)连接,所述倒U形管段(522)的一端下方设有与所述第二烟道(52)连通的第一集尘箱(71),所述倒U形管段(522)的另一端下方设有与所述第二烟道(52)连通的第二集尘箱(72)。
10.如权利要求2所述的一种侧吹式富氧浸没燃烧熔炼炉,其特征在于:
所述第一炉顶(11)的顶部设有若干与所述第一炉顶(11)呈一体结构的倒U形环(113),所述第二炉底(23)的底部设有若干第二支撑脚(232)。
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