CN110042261A - 冶金系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冶金系统，包括：台车，台车在装料位、吹炼位、精炼位和浇铸位之间可循环移动；冶金炉，冶金炉设于台车且随台车移动，冶金炉具有可倾转的炉体；集烟房，集烟房设于装料位，台车位于装料位时集烟房罩设冶金炉以收集装料烟气。根据本发明实施例的冶金系统具有环保好、生产效率高和设备成本低等优点。

Description

冶金系统

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，具体地，涉及一种冶金系统。

背景技术

相关技术中的铜冶炼系统，通常采用转炉吹炼、阳极炉精炼工艺，通过吊车和包子对炼金炉进行出装料，这种出装料方式存在加料时烟气难以收集、容易造成低空污染、生产效率低和设备投资高等缺陷。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种冶金系统，所述冶金系统具有环保好、生产效率高和设备成本低等优点。

根据本发明实施例的冶金系统包括：台车，所述台车在装料位、吹炼位、精炼位和浇铸位之间可循环移动；冶金炉，所述冶金炉设于所述台车且随所述台车移动，所述冶金炉具有可倾转的炉体；集烟房，所述集烟房设于所述装料位，所述台车位于所述装料位时所述集烟房罩设所述冶金炉以收集装料烟气。

根据本发明实施例的冶金系统具有环保好、生产效率高和设备成本低等优点。

另外，根据本发明上述实施例的冶金系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述集烟房具有可开闭的入口门和可开闭的出口门以供所述台车和所述冶金炉进出所述集烟房。

根据本发明的一个实施例，所述集烟房设有用于在所述集烟房内形成负压的排风机。

根据本发明的一个实施例，所述炉体具有炉口，所述炉体上设有用于打开和关闭所述炉口的炉盖。

根据本发明的一个实施例，所述装料位和所述吹炼位之间设有吹炼切换位，所述台车可通过所述吹炼切换为从所述吹炼位移动至所述装料位而不经过所述精炼位。

根据本发明的一个实施例，所述精炼位为多个且并联设置。

根据本发明的一个实施例，冶金系统还包括轨道，所述台车可移动地设于所述轨道。

根据本发明的一个可选的示例，所述轨道设有限位开关，所述台车移动至所述装料位、所述吹炼位、所述精炼位和所述浇铸位时触发对应的限位开关以停止移动。

根据本发明进一步的示例，所述轨道包括多个子轨道，多个所述子轨道包括：第一主子轨道，所述装料位位于所述第一主子轨道，所述浇铸位邻近所述第一主子轨道；第二主子轨道，所述第二主子轨道与所述第一主子轨道平行设置，所述吹炼位位于所述第二主子轨道；吹炼子轨道，所述吹炼子轨道的一端连接所述第一主子轨道且位于所述装料位，所述吹炼子轨道的另一端连接所述第二主子轨道且位于所述吹炼位；吹炼切换子轨道，所述吹炼切换子轨道的两端分别与所述第一主子轨道和所述第二主子轨道相连，所述吹炼切换子轨道设有吹炼切换位；多个精炼子轨道，每个所述精炼子轨道的两端分别与所述第一主子轨道和所述第二主子轨道相连且每个所述精炼子轨道设有所述精炼位，所述吹炼切换子轨道位于所述吹炼子轨道和所述多个精炼子轨道之间。

可选地，相邻子轨道的连接处设有带动所述台车转动的转动机构。

进一步地，多个所述子轨道还包括检修子轨道，所述检修子轨道的一端与所述第一主子轨道相连，所述检修子轨道的另一端与所述第二主子轨道相连且所述第二主子轨道的与所述检修子轨道的连接处形成检修位，所述多个精炼子轨道位于所述吹炼切换子轨道和所述检修子轨道之间。

根据本发明的一个实施例，所述冶金系统还包括：吹炼烟罩，所述吹炼烟罩设于所述吹炼位，所述台车位于所述吹炼位时所述吹炼烟罩罩设所述冶金炉以收集吹炼烟气；余热锅炉，所述余热锅炉与所述吹炼烟罩相连以回收所述吹炼烟气的热量；精炼烟罩，所述精炼烟罩设于所述精炼位，所述台车位于所述精炼位时所述精炼烟罩罩设所述冶金炉以收集精炼烟气。

根据本发明的一个实施例，所述冶金系统还包括：吹炼工艺气体接头，所述台车位于所述吹炼位时所述吹炼工艺气体接头与所述炉体接通，所述台车离开所述吹炼位时所述吹炼工艺气体接头与所述炉体断开；精炼工艺气体接头，所述台车位于所述精炼位时所述精炼工艺气体接头与所述炉体接通，所述台车离开所述精炼位时所述精炼工艺气体接头与所述炉体断开。

根据本发明的一个实施例，所述精炼位和所述浇铸位位于同一位置或位于不同位置。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的冶金系统的结构示意图。

附图标记：

冶金系统100；

冶金炉10；台车11；

装料位20；集烟房21；冰铜溜槽22；

吹炼位30；余热锅炉31；吹炼烟罩32；

精炼位40；精炼烟罩41；

浇铸位50；吹炼切换位60；检修位70；

轨道80；第一主子轨道81；第二主子轨道82；吹炼子轨道83；吹炼切换子轨道84；精炼子轨道85；检修子轨道86；转动机构87。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1描述根据本发明实施例的冶金系统100。

如图1所示，根据本发明实施例的冶金系统100包括：台车11、冶金炉10和集烟房21。

其中，台车11在装料位20、吹炼位30、精炼位40和浇铸位50之间可循环移动，冶金炉10设于台车11且随台车11移动，冶金炉10具有可倾转的炉体，集烟房21设于装料位20，台车11位于装料位20时集烟房21罩设冶金炉10以收集装料烟气。

下面参照图1描述根据本发明实施例的冶金系统100的工作流程。

装载在台车11上的冶金炉10先停靠在装料位20，向冶金炉10内添加熔炼段产生的冰铜，装料位20设置有集烟房21，集烟房21在向冶金炉10装料的过程中罩设在冶金炉10上并且集烟房21密闭设置，集烟房21用于在向冶金炉10装料的过程中防止烟气外逸形成低空污染。

装料完成后，装载有冶金炉10的台车11移动至吹炼位30，向冶金炉10内吹入吹炼工艺气体，进行吹炼作业，经过一个造渣、倒渣、造铜的吹炼周期后，断开工艺气体连接，吹炼渣冷却破碎后进行渣选矿或返回熔炼段。

吹炼工艺完成后，装载有冶金炉10的台车11移动至精炼位40，向冶金炉10内吹入精炼氧化还原气体，进行精炼作业，经过氧化、出渣、还原的过程后，断开精炼氧化还原气体连接，精炼渣冷却后自然沉降分离出铜和炉渣，下部的铜返回精炼位40进行精炼处理，上部的炉渣经过堆存、破碎后返回熔炼段或吹炼位30。最后，装载有冶金炉10的台车11离开精炼位40进入浇铸位50进行浇铸。

至此，冶金系统100完成一次完整的装料、吹炼、精炼、浇铸作业，浇铸完成后的装载有冶金炉10的台车11可移动至装料位20，开始下一次完整的作业。

根据本发明实施例的冶金系统100通过设置台车11、冶金炉10和集烟房21，冶金炉10在装料位20进行装料的过程中，集烟房21罩设在冶金炉10上防止烟气逸散到空气中造成低空污染，解决了加料时烟气难以收集从而造成的低空环集污染问题，具有环保好的优点。再者，通过台车11在装料位20、吹炼位30、精炼位40和浇铸位50之间循环移动，并且装料、吹炼、精炼和浇铸等工艺在同一台装载在台车11上的精炼炉内进行，减少了从吹炼炉出粗铜再用吊车和包子加入精炼炉内的过程，提高了生产效率，节省了设备投资。因此，根据本发明实施例的冶金系统100具有环保好、生产效率高和设备成本低等优点。

下面参考图1详细描述根据本发明具体实施例的冶金系统100。

在本发明的一些实施例中，冶金炉10装载在台车11上，并且冶金炉10与台车11固定，冶金炉10可随台车11移动至装料位20、吹炼位30、精炼位40和浇铸位50等。有利地，冶金炉10与台车11可以采用锚固连接，由此，冶金炉10与台车11的固定效果好。

在本发明的一个实施例中，冶金炉10具有可倾转的炉体。可倾转的炉体可顺时针、逆时针旋转一定角度，由此，便于冶金炉10进行吹炼、精炼作业以及装料、出铜、出渣等工序。有利地，可倾转的冶金炉10采用液压驱动倾转，倾转角度有限，可以避免翻炉、堵风口等事故因素，安全系数高。

进一步地，可倾转的炉体的受料方位与操作方位同侧，便于烟气出口走向配置。

根据本发明的一个实施例，炉体具有炉口，炉体上设有用于打开和关闭炉口的炉盖。可倾转炉体冶金炉10的炉体开放口上加盖密闭，以杜绝炉体在不同位置之间移动时的烟气逸散。

在本发明的一些实施例中，集烟房21具有可开闭的入口门和可开闭的出口门以供台车11和冶金炉10进出集烟房21。

具体而言，装载冶金炉10的台车11先停靠在装料位20，在装料位20设置有可密闭的集烟房21，集烟房21的进、出口处设有入口门和出口门。加料时，集烟房21的入口门打开，冶金炉10移动到集烟房21内，随后集烟房21的入口门关闭，熔炼段产生的冰铜通过冰铜溜槽22流入冶金炉10内，在加料过程中集烟房21的入口门和出口门始终保持关闭。加料完成后打开集烟房21的出口门，装载有冶金炉10的台车11移动至吹炼位30。由此，可以进一步防止烟气外逸，烟气的收集效果进一步提高。

在本发明的一个实施例中，集烟房21设有用于在集烟房21内形成负压的排风机。排风机使得集烟房21保持一定负压，负压范围为-50～-400Pa，由此，集烟房21的集烟效果好，进一步保证加料过程中烟气不外逸。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，装料位20和吹炼位30之间设有吹炼切换位60，台车11可通过吹炼切换为从吹炼位30移动至装料位20而不经过精炼位40。吹炼切换位60设在吹炼位30和精炼位40之间，并且吹炼切换位60还设在装料位20和精炼位40之间，装载炼金炉的台车11可由吹炼位30移动至吹炼切换位60，再移动至装料位20，由此，台车11无需经过精炼位40，可在吹炼过程中进行多次装料，实现对冰铜的分批次吹炼。

可选地，精炼位40为多个且并联设置。继续参照图1所示的具体示例，精炼位40可以设置有两个，并且两个精炼位40均设在沿工艺流程方向的吹炼位30和装配位之间，台车11由吹炼位30出来后，可进入两个精炼位40中的一个进行精炼，这样，在一个精炼位40检修时，另一个精炼位40可以不停机继续进行精炼，由此，冶金系统100的冶金效率高。

下面参考图1详细描述轨道80。

在本发明的具体实施例中，如图1所示，冶金系统100还包括轨道80，台车11可移动地设于轨道80。轨道80首尾相连，形成循环回路，台车11可沿轨道80依次到达装料位20、吹炼位30、精炼位40和浇铸位50，在浇铸工艺完成后，台车11可由浇铸位50移动至装料位20进行下一次的完整的工艺作业。

根据本发明的一个可选的示例，轨道80设有限位开关，台车11移动至装料位20、吹炼位30、精炼位40和浇铸位50时触发对应的限位开关以停止移动。由此，装载在台车11上的炼金炉移动至装料位20、吹炼位30、精炼位40和浇铸位50时停靠位置精准。

根据本发明进一步的示例，如图1所示，轨道80包括多个子轨道，多个子轨道包括第一主子轨道81、第二主子轨道82、吹炼子轨道83、吹炼切换子轨道84和多个精炼子轨道85。

其中，装料位20位于第一主子轨道81，浇铸位50邻近第一主子轨道81，第二主子轨道82与第一主子轨道81平行设置，吹炼位30位于第二主子轨道82，吹炼子轨道83的一端连接第一主子轨道81且位于装料位20，吹炼子轨道83的另一端连接第二主子轨道82且位于吹炼位30，吹炼切换子轨道84的两端分别与第一主子轨道81和第二主子轨道82相连，吹炼切换子轨道84设有吹炼切换位60，每个精炼子轨道85的两端分别与第一主子轨道81和第二主子轨道82相连，并且精炼子轨道85设有精炼位40，吹炼切换子轨道84位于吹炼子轨道83和多个精炼子轨道85之间。

台车11可由装料位20通过吹炼子轨道83移动至吹炼位30，然后经过第二主子轨道82移动至精炼位40，再经过第一主子轨道81回到装料位20。台车11离开吹炼位30后也可依次经过第二主子轨道82、吹炼切换子轨道84进入吹炼切换位60，然后经过第一主子轨道81回到装料位20进行多批次装料。

可选地，继续参照图1所示的实施例，相邻子轨道的连接处设有带动台车11转动的转动机构87。转动机构87设在吹炼子轨道83、吹炼切换子轨道84、多个精炼子轨道85分别与第一主子轨道81、第二主子轨道82的相交，转动机构87设在相交处，台车11由一个子轨道移动至与其相邻的子轨道的相接处，台车11可通过转动机构87转动至适于沿轨道80行进的方向。

进一步地，如图1所示的实施例中，多个子轨道还包括检修子轨道86，检修子轨道86的一端与第一主子轨道81相连，检修子轨道86的另一端与第二主子轨道82相连且第二主子轨道82的与检修子轨道86的连接处形成检修位70，多个精炼子轨道85位于吹炼切换子轨道84和检修子轨道86之间。台车11可由第一主子轨道81经过检修子轨道86进入检修位70，或者由第二主子轨道82进入检修位70，检修位70用于检修台车11和连接炉。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，冶金系统100还包括吹炼烟罩32、余热锅炉31和精炼烟罩41。

吹炼烟罩32设于吹炼位30，台车11位于吹炼位30时吹炼烟罩32罩设冶金炉10以收集吹炼烟气，余热锅炉31与吹炼烟罩32相连以回收吹炼烟气的热量，精炼烟罩41设于精炼位40，台车11位于精炼位40时精炼烟罩41罩设冶金炉10以收集精炼烟气。

根据本发明的一个实施例，冶金系统100还包括吹炼工艺气体接头和精炼工艺气体接头。台车11位于吹炼位30时吹炼工艺气体接头与炉体接通，台车11离开吹炼位30时吹炼工艺气体接头与炉体断开，台车11位于精炼位40时精炼工艺气体接头与炉体接通，台车11离开精炼位40时精炼工艺气体接头与炉体断开。有利地，锤炼工艺气体接头和精炼工艺气体接头在送风的过程中，采用一次风和二次风，由此可以取消捅风眼机工作，简化工序。

装载着冶金炉10的台车11到达吹炼位30时，触发轨道80上的限位开关，台车11停止移动，冶金炉10与吹炼烟罩32较好契合，保证集烟效果。吹炼工艺气体接头将吹炼工艺气体吹入可倾转冶金炉10，并转动炉体处于工作位，随后开始进行吹炼作业，烟气通过吹炼烟罩32收集并进入吹炼余热锅炉31回收热量，吹炼烟罩32入口处负压范围为-50～-400Pa。有利地，为减少烟气带走的热量，吹炼工艺气体兑入氧气，富氧浓度22～28v％。吹炼过程中，冷料可通过吹炼冷却烟罩上的冷料加入设施加入炉内。经过一个造渣、倒渣、造铜的吹炼周期后，冰铜吹炼为粗铜，此时断开吹炼工艺气体接头。

吹炼完成后，装载着冶金炉10的台车11移动至精炼位40。到达精炼位40时，触发轨道80上的限位开关，台车11停止移动，冶金炉10与精炼烟罩41较好契合。精炼工艺气体接头将精炼氧化、还原气体吹入冶金炉10，并转动炉体处于工作位，随后开始进行精炼作业，烟气通过精炼烟罩41收集并进行后续处理，精炼烟罩41入口处负压范围为-50～-400Pa。经过一个氧化、出渣、还原过程后，粗铜精炼为阳极铜，断开快速接头并将阳极铜浇铸成阳极板，台车11返回至装料位20，继续下一次吹炼、精炼作业。

根据本发明的一个实施例，精炼位40和浇铸位50位于同一位置或位于不同位置。例如在图1所示的实施例中，精炼位40和浇铸位50位于不同的位置，浇铸位50位于装料位20和精炼位40之间，并且浇铸位50邻近精炼位40设置。

以年产20万吨阴极铜规模的铜冶炼厂为例，根据本发明一个具体实施例的冶金系统100的主要参数和技术操作条件如下：

处理物料：冰铜

冰铜品位：55～72％

日处理冰铜量：＜1200t

炉处理冰铜量：400t

获得的产物：主产品：阳极铜；副产品：渣、烟气及烟尘。

阳极铜品位：99.3％

年工作日：≥300天

可倾转炉体的冶金炉能力：单台装入量400t

可倾转炉体的冶金炉数量：4台(三工一备)或5台(四工一备)

可移动台车能力：1000t

可移动台车速度：0.8～4m/s

可移动台车数量：4台(三工一备)或5台(四工一备)

吹炼作业制度：单炉连吹

吹炼周期：8h

吹炼位：1个

精炼周期(含浇铸)：6～16h

精炼位：1～2个

每日处理炉数：3炉

精炼天然气单耗：15～20Nm³/t(含燃烧、还原、溜槽保温)

根据本发明实施例的冶金系统100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种冶金系统，其特征在于，包括：

台车，所述台车在装料位、吹炼位、精炼位和浇铸位之间可循环移动；

冶金炉，所述冶金炉设于所述台车且随所述台车移动，所述冶金炉具有可倾转的炉体；

集烟房，所述集烟房设于所述装料位，所述台车位于所述装料位时所述集烟房罩设所述冶金炉以收集装料烟气。

2.根据权利要求1所述的冶金系统，其特征在于，所述集烟房具有可开闭的入口门和可开闭的出口门以供所述台车和所述冶金炉进出所述集烟房。

3.根据权利要求1所述的冶金系统，其特征在于，所述集烟房设有用于在所述集烟房内形成负压的排风机。

4.根据权利要求1所述的冶金系统，其特征在于，所述炉体具有炉口，所述炉体上设有用于打开和关闭所述炉口的炉盖。

5.根据权利要求1所述的冶金系统，其特征在于，所述装料位和所述吹炼位之间设有吹炼切换位，所述台车可通过所述吹炼切换为从所述吹炼位移动至所述装料位而不经过所述精炼位。

6.根据权利要求1所述的冶金系统，其特征在于，所述精炼位为多个且并联设置。

7.根据权利要求1所述的冶金系统，其特征在于，还包括：

轨道，所述台车可移动地设于所述轨道。

8.根据权利要求7所述的冶金系统，其特征在于，所述轨道设有限位开关，所述台车移动至所述装料位、所述吹炼位、所述精炼位和所述浇铸位时触发对应的限位开关以停止移动。

9.根据权利要求7所述的冶金系统，其特征在于，所述轨道包括多个子轨道，多个所述子轨道包括：

第一主子轨道，所述装料位位于所述第一主子轨道，所述浇铸位邻近所述第一主子轨道；

第二主子轨道，所述第二主子轨道与所述第一主子轨道平行设置，所述吹炼位位于所述第二主子轨道；

吹炼子轨道，所述吹炼子轨道的一端连接所述第一主子轨道且位于所述装料位，所述吹炼子轨道的另一端连接所述第二主子轨道且位于所述吹炼位；

吹炼切换子轨道，所述吹炼切换子轨道的两端分别与所述第一主子轨道和所述第二主子轨道相连，所述吹炼切换子轨道设有吹炼切换位；

多个精炼子轨道，每个所述精炼子轨道的两端分别与所述第一主子轨道和所述第二主子轨道相连且每个所述精炼子轨道设有所述精炼位，所述吹炼切换子轨道位于所述吹炼子轨道和所述多个精炼子轨道之间。

10.根据权利要求9所述的冶金系统，其特征在于，相邻子轨道的连接处设有带动所述台车转动的转动机构。

11.根据权利要求9所述的冶金系统，其特征在于，多个所述子轨道还包括：

检修子轨道，所述检修子轨道的一端与所述第一主子轨道相连，所述检修子轨道的另一端与所述第二主子轨道相连且所述第二主子轨道的与所述检修子轨道的连接处形成检修位，所述多个精炼子轨道位于所述吹炼切换子轨道和所述检修子轨道之间。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的冶金系统，其特征在于，还包括：

吹炼烟罩，所述吹炼烟罩设于所述吹炼位，所述台车位于所述吹炼位时所述吹炼烟罩罩设所述冶金炉以收集吹炼烟气；

余热锅炉，所述余热锅炉与所述吹炼烟罩相连以回收所述吹炼烟气的热量；

精炼烟罩，所述精炼烟罩设于所述精炼位，所述台车位于所述精炼位时所述精炼烟罩罩设所述冶金炉以收集精炼烟气。

13.根据权利要求1-11中任一项所述的冶金系统，其特征在于，还包括：

吹炼工艺气体接头，所述台车位于所述吹炼位时所述吹炼工艺气体接头与所述炉体接通，所述台车离开所述吹炼位时所述吹炼工艺气体接头与所述炉体断开；

精炼工艺气体接头，所述台车位于所述精炼位时所述精炼工艺气体接头与所述炉体接通，所述台车离开所述精炼位时所述精炼工艺气体接头与所述炉体断开。

14.根据权利要求1-11中任一项所述的冶金系统，其特征在于，所述精炼位和所述浇铸位位于同一位置或位于不同位置。