CN115449589A - 富氧底吹与侧吹相结合的复合炉 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有色金属冶炼技术领域。一种富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，包括炉体、底部氧枪插孔、侧部氧枪插孔、底吹氧枪和侧吹氧枪，炉体内砌筑有炉腔，炉腔包括呈台阶状分布的物料融化区和金属沉淀区，金属沉淀区的底面处设置有下凹的沉淀槽；至少一底部氧枪插孔开设在与物料融化区对应的炉体上；至少一侧部氧枪插孔开设在与金属沉淀区对应的炉体上；底吹氧枪对应装配在底部氧枪插孔中；侧吹氧枪对应装配在侧部氧枪插孔中；侧部氧枪插孔的轴线方向与竖直方向的夹角大于底部氧枪插孔的轴线方向与竖直方向的夹角。本申请能够根据不同的区域的熔融体的成分，对氧枪的布置位置和形式进行调整，从而提高熔炼效果，减少渣内金属的含量。
Description
技术领域
本发明属于有色金属冶炼技术领域，具体涉及一种富氧底吹与侧吹相结合的复合炉。
背景技术
近年来，在有色金属冶炼技术领域，熔池熔炼技术由于原料无需深度干燥，得到广泛应用。目前在铅及其回收金属领域，富氧底吹熔炼、侧吹熔炼技术得到大力推广和应用。然而随着行业的发展，由于传统富氧底吹、侧吹炉型的结构设计缺陷，这些炉型表现出了各自的优缺点。例如侧吹炉，具有炉原料适用性强、冶炼强度高、渣含有价金属指标优异等诸多优势显著，同时也有在有色金属冶炼过程中的中间渣料、灰料和工业废物无法有效处理的技术问题，极大的影响了有色金属冶炼行业的产能发展，因此提供一种新型结构的炉型就显得非常的必要。
现有技术中存在较多不同类型的氧枪布置形式，氧枪的布置方位各有不同，但是其更多的基于如何进行热补偿、如何提高热利用率、以及如何提高冶炼效率，无法针对渣内金属含量大的问题进行解决，导致金属的回收率低，熔炼效果并不理想。
在进行冶炼过程中，渣型不同，也会导致冶炼效果和复合炉的要求不同，现有的复合炉结构，在进行碱渣型和铁硅钙渣型的冶炼过程中，存在着诸多的问题，需要针对性的进行结构炉体的结构设计、或者对氧枪的布置形式进行特殊的结构布置，导致现有的复合炉结构通用性差。
发明内容
本发明目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，其能够根据不同的区域的熔融体的成分，对氧枪的布置位置和形式进行调整，从而提高熔炼效果，减少渣内金属的含量。
为实现上述目的，所采取的技术方案是：
一种富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，包括：
炉体，所述炉体内砌筑有炉腔，所述炉腔包括呈台阶状分布的物料融化区和金属沉淀区，所述金属沉淀区的底面处设置有下凹的沉淀槽；
底部氧枪插孔，至少一所述底部氧枪插孔开设在与所述物料融化区对应的炉体上；
侧部氧枪插孔，至少一所述侧部氧枪插孔开设在与所述金属沉淀区对应的炉体上；
底吹氧枪，其对应装配在所述底部氧枪插孔中；以及
侧吹氧枪，其对应装配在所述侧部氧枪插孔中；
所述侧部氧枪插孔的轴线方向与竖直方向的夹角大于底部氧枪插孔的轴线方向与竖直方向的夹角。
根据本发明富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，优选地，所述底部氧枪插孔的轴线方向与竖直方向的夹角为0°-15°。
根据本发明富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，优选地，所述底部氧枪插孔的轴线方向与竖直方向的夹角为0°，所述底部氧枪插孔为至少两个，多个所述底部氧枪插孔呈单排排列。
根据本发明富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，优选地，所述侧部氧枪插孔的轴线方向与竖直方向的夹角为30°~75°。
根据本发明富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，优选地，所述侧部氧枪插孔为至少两个，多个所述侧部氧枪插孔分布在所述炉体的两侧。
根据本发明富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，优选地，所述炉体呈圆柱形，与所述物料融化区对应的炉腔截面呈圆形，与所述金属沉淀区对应的炉腔截面包括位于上部的圆形截面和位于下部的U型截面。
根据本发明富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，优选地，与所述物料融化区对应的炉体的端部设置有烧嘴口，在与所述烧嘴口对应的炉体的另一端的端部或顶部设置有排烟口，所述炉体的顶部还设置有加料口，与所述金属沉淀区对应的炉体端部设置有放渣口和金属口，所述放渣口设置在所述金属口上部。
根据本发明富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，优选地，还包括两支撑座，在两支撑座上均设置有支撑托轮，所述炉体外部设置有与支撑托轮对应的托圈；所述炉体上还设置有齿圈，其中一所述支撑座或者地面上设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端设置有与齿圈对应的齿轮。
根据本发明富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，优选地，所述底吹氧枪和所述侧吹氧枪的内端部超出所述炉腔内壁10-20mm。
采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
本申请炉腔的底部呈台阶状分布，能够使得金属沉淀在相应的沉淀槽内，避免在氧枪侧吹时频繁的搅动金属，降低渣内金属含量，提高直收率。通过底吹氧枪和相应位置的物料融化区的炉腔结构的配合，能够通过气体的剧烈搅拌，使物料接触更加充分，通过金属、渣、物料充分混合搅拌，加快了金属的聚集沉淀和热量的传递，加快了反应和熔化速度，提高了氧气的利用率。本申请的侧吹氧枪将富氧气体、燃料吹入到炉腔内的渣层内，进行高温的还原沉淀反应，将富氧气体、燃料吹入到炉腔内的渣层内，能有效减少因气体的剧烈搅拌，渣内细微颗粒金属的物理夹带，减少渣含金属的含量，提高直收率。
本申请的复合炉结构能够有效的应用于碱渣型和铁硅钙渣型的冶炼，避免因为该渣型自身的特殊性导致原有的复合炉结构冶炼效果差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为本发明实施例的富氧底吹与侧吹相结合的复合炉的结构示意图。
图2为本发明实施例的炉体的结构示意图。
图3为本发明实施例的底部氧枪插孔和侧部氧枪插孔的布置区域示意图。
图中序号：
100为炉体、101为物料融化区、102为金属沉淀区、103为底部氧枪插孔、104为侧部氧枪插孔、105为烧嘴口、106为排烟口、107为放渣口、108为金属口、109为加料口；
201为支撑座、202为托圈、203为齿圈、204为驱动电机。
具体实施方式
下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
在本发明的描述中，需要理解的是，“第一”、“第二”的表述用来描述本发明的各个元件，并不表示任何顺序、数量或者重要性的限制，而只是用来将一个部件和另一个部件区分开。
应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。
应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本发明，而不是所指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；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。
参见图1-图3，本申请公开了一种富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，包括炉体100、底部氧枪插孔103、侧部氧枪插孔104、底吹氧枪和侧吹氧枪，所述炉体100内砌筑有炉腔，所述炉腔包括呈台阶状分布的物料融化区101和金属沉淀区102，所述金属沉淀区102的底面处设置有下凹的沉淀槽；至少一所述底部氧枪插孔103开设在与所述物料融化区101对应的炉体上；至少一所述侧部氧枪插孔104开设在与所述金属沉淀区102对应的炉体上；底吹氧枪对应装配在所述底部氧枪插孔101中；侧吹氧枪对应装配在所述侧部氧枪插孔102中。氧枪的上端与炉腔的内底壁平齐。为了提高对氧枪的保护，还可以将氧枪的上端可以稍微伸入到炉腔内，以10-20毫米为佳，以保护氧枪和炉砖的使用寿命。
本实施例中的侧部氧枪插孔104的轴线方向与竖直方向的夹角大于底部氧枪插孔103的轴线方向与竖直方向的夹角，通过该结构的设计，可以使得侧部氧枪插孔的喷流高度和喷流区域相对于底部氧枪插孔的喷流高度和喷流区域发生改变，能够侧部氧枪的喷流区域在金属沉淀区处的渣层内，通过侧部氧枪插孔的气流方向与竖直方向之间的角度的相应的增加，可以使得气流的扰动搅拌的剧烈程度得以调整，从而符合相应区域内的熔池特点。
具体地，本实施例中的底部氧枪插孔103的轴线方向与竖直方向的夹角为0°-15°，从而能够将底部氧枪插孔控制在炉体的底部的中心区域内，使得底吹氧枪的气流对熔池进行剧烈的搅拌，也就是说底部氧枪插孔的布置区域为炉体底部的左右两个对称的0°-15°的扇形区域，如图3所示的区域A。优选地，底部氧枪插孔103的轴线方向与竖直方向的夹角为0°，底部氧枪插孔103为至少两个，多个底部氧枪插孔103呈单排排列。底吹氧枪将富氧气体、燃料吹入到炉腔内的金属（锍）层内，通过气体的剧烈搅拌，使物料接触更加充分，通过金属、渣、物料充分混合搅拌，加快了金属的聚集沉淀和热量的传递，加快了反应和熔化速度，提高了氧气的利用率。同时，本申请还不容易在渣层与金属（锍）层之间形成隔离层，不容易产生泡沫渣，提高了安全性。此外，在氧枪的上端富氧空气出口易生成铁氧化合物，并形成蜂窝状的蘑菇头，保护了氧枪，延长了氧枪的寿命。
侧部氧枪插孔104的轴线方向与竖直方向的夹角为30°~75°，侧部氧枪插孔104为至少两个，多个侧部氧枪插孔104分布在所述炉体的两侧，也就是说侧部氧枪插孔的布置位置为炉体左右两侧对称的两个30°~75°的扇形区域，如图3所示的区域B和C；当侧部氧枪插孔的个数为偶数时，可以左右对称布置；当侧部氧枪插孔的个数为奇数时，可以左右呈W型错位交替布置，以保障气体喷流的均匀性。侧吹氧枪将富氧气体、燃料吹入到炉腔内的渣层内，进行高温的还原沉淀反应。将富氧气体、燃料吹入到炉腔内的渣层内，能有效减少因气体的剧烈搅拌，渣内细微颗粒金属（锍）的物理夹带，减少渣含金属的含量，提高直收率。
上述结构中的侧部氧枪插孔的布置位置根据正常生产情况下金属液面的高度进行设计，以便于保障富氧气体和染料能够吹入炉腔的渣层内。
本实施例的炉体100呈圆柱形，与物料融化区101对应的炉腔截面呈圆形，与金属沉淀区102对应的炉腔截面包括位于上部的圆形截面和位于下部的U型截面，形成不规则的圆形截面，从而使得炉腔在径向尺寸在炉体的轴线方向上存在不一致，呈阶梯分布。
进一步地，本申请中与物料融化区101对应的炉体的端部设置有烧嘴口105，在与所述烧嘴口105对应的炉体100的另一端的端部或顶部设置有排烟口106，所述炉体100的顶部还设置有加料口109，与所述金属沉淀区102对应的炉体端部设置有放渣口107和金属口108，所述放渣口107设置在所述金属口108上部，所述金属口108的下沿与所述沉淀槽的上沿对应平齐。物料与熔剂、粉煤和返尘可以直接从加料口加入到炉腔内，无需特别干燥、制粒，因此简化了熔炼操作，降低了成本。在烧嘴口内设置有烧嘴，可以为冶炼过程中提供热量，烧嘴口和排烟口设置在炉体不同的两端部，放渣口和金属口设置在相同的端面上，且放渣口高于金属口，上下相对设置。
为了方便炉体的转动，以便于进行氧枪的安装和后期的维护，本申请还设置有两支撑座201，在两支撑座201上均设置有支撑托轮，所述炉体100外部设置有与支撑托轮对应的托圈202，炉体能够在支撑托轮上周向旋转；进一步地，通过在炉体上还设置有齿圈203，其中一所述支撑座201或者地面上设置有驱动电机204，所述驱动电机204的输出端设置有与齿圈203对应的齿轮。通过电机驱动炉体回转，大大提高了操作的便捷性和实用性。
原料无需特别干燥、制粒，因此简化了熔炼操作，降低了成本。底吹氧枪将富氧气体、燃料吹入到炉腔内的金属（锍）层内，通过气体的剧烈搅拌，使物料接触更加充分，通过金属、渣、物料充分混合搅拌，加快了金属的聚集沉淀和热量的传递，加快了反应和熔化速度，提高了氧气的利用率。同时不容易在渣层与金属（锍）层之间形成隔离层，不容易产生泡沫渣，提高了安全性。此外，在氧枪的上端富氧空气出口易生成铁氧化合物，并形成蜂窝状的蘑菇头，保护了氧枪，延长了氧枪的寿命。侧吹氧枪将富氧气体、燃料吹入到炉腔内的渣层内，进行高温的还原沉淀反应。将富氧气体、燃料吹入到炉腔Q内的渣层内，能有效减少因气体的剧烈搅拌，渣内细微颗粒金属（锍）的物理夹带，减少渣含金属的含量，提高直收率。本申请的底吹氧枪和侧吹氧枪中供给的富氧气体的氧气浓度可以为22%-99.9%，更优选地为90%-99.9%。富氧气体的炉前压力可以为0.25-1.2MPa， 更优选地为0.3-0.7MPa。本申请的炉体内衬耐火材料根据部位不同砌筑熔池，形成阶度落差，与角度不同的氧枪结合，形成金属（锍）沉淀区及物料熔化区。
上文已详细描述了用于实现本发明的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本发明的范围、适用或构造。本发明的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本发明的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，其特征在于，包括：
炉体，所述炉体内砌筑有炉腔，所述炉腔包括呈台阶状分布的物料融化区和金属沉淀区，所述金属沉淀区的底面处设置有下凹的沉淀槽；
底部氧枪插孔，至少一所述底部氧枪插孔开设在与所述物料融化区对应的炉体上；
侧部氧枪插孔，至少一所述侧部氧枪插孔开设在与所述金属沉淀区对应的炉体上；
底吹氧枪，其对应装配在所述底部氧枪插孔中；以及
侧吹氧枪，其对应装配在所述侧部氧枪插孔中；
所述侧部氧枪插孔的轴线方向与竖直方向的夹角大于底部氧枪插孔的轴线方向与竖直方向的夹角。
2.根据权利要求1所述的富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，其特征在于，所述底部氧枪插孔的轴线方向与竖直方向的夹角为0°-15°。
3.根据权利要求2所述的富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，其特征在于，所述底部氧枪插孔的轴线方向与竖直方向的夹角为0°，所述底部氧枪插孔为至少两个，多个所述底部氧枪插孔呈单排排列。
4.根据权利要求1-3任一所述的富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，其特征在于，所述侧部氧枪插孔的轴线方向与竖直方向的夹角为30°~75°。
5.根据权利要求4所述的富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，其特征在于，所述侧部氧枪插孔为至少两个，多个所述侧部氧枪插孔分布在所述炉体的两侧。
6.根据权利要求1所述的富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，其特征在于，所述炉体呈圆柱形，与所述物料融化区对应的炉腔截面呈圆形，与所述金属沉淀区对应的炉腔截面包括位于上部的圆形截面和位于下部的U型截面。
7.根据权利要求1所述的富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，其特征在于，与所述物料融化区对应的炉体的端部设置有烧嘴口，在与所述烧嘴口对应的炉体的另一端的端部或顶部设置有排烟口，所述炉体的顶部还设置有加料口，与所述金属沉淀区对应的炉体端部设置有放渣口和金属口，所述放渣口设置在所述金属口上部。
8.根据权利要求1所述的富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，其特征在于，还包括两支撑座，在两支撑座上均设置有支撑托轮，所述炉体外部设置有与支撑托轮对应的托圈；所述炉体上还设置有齿圈，其中一所述支撑座或者地面上设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端设置有与齿圈对应的齿轮。
9.根据权利要求1所述的富氧底吹与侧吹相结合的复合炉，其特征在于，所述底吹氧枪和所述侧吹氧枪的内端部超出所述炉腔内壁10-20mm。
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