CN116240380A - 一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法 - Google Patents

一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法，涉及冶金技术领域，包括烘炉升温阶段和熔池形成阶段，所述熔池形成过程包括熔池液面一次上涨、熔池液面二次上涨和熔池液面三次上涨的三个阶段；本发明在仅加入烟化炉水淬渣熟料和粒煤的基础上，通过粉煤、氧气、富氧浓度配比及氮气用量间的调整，灵活把控烘炉及熔池形成炉内氧化还原氛围，缩短了开炉及冷态熔池形成过程的时长，产出渣型稳定的热态渣供侧吹熔化炉熔池熔炼后续生产，具有简便及可操作性，提高了开炉与熔池形成的效率。

Description

一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，更具体的是涉及富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法。
背景技术
富氧侧吹浸没燃烧式炉型已经广泛的应用于湿法炼锌渣、固体危废渣、再生铅的含铅、锌、银等有价物料的处置工艺中，该种炉型具有操作简单、能耗低、有价金属回收率高及环保效益突出等诸多优点。富氧侧吹熔化炉通过补热手段的不同可分为例如富氧+天然气、富氧+无烟粒煤、富氧+燃油等多种类型，其中富氧粉煤侧吹熔化炉可将粉煤即作为热源补给，又能实现炉内氧化还原氛围的调节，有价金属在熔化的同时能取得较好的还原挥发效果，优势显著。
当前已知报道的该炉型开炉方法主要有：一是热态熔渣直接注入侧吹炉形成熔池，针对与在富氧侧吹熔化炉上道工序能提供热态熔渣的方法，可通过先期调整优化渣型配比直接实现；二是无热态熔渣工序或前置设备设施时，使用固态原辅燃料堆砌升温熔池形成方法，通过焦炭、水淬渣、木柴、石灰石等不同分层的在炉内铺设码垛，经喷枪逐步升温直至炉内物料熔化形成熔池等。但目前对于富氧+粉煤补热方式富氧侧吹熔化炉全冷料熔池形成方法，国内外研究资料、论文均较少。中国发明专利授权公告号CN104357650B公开了一种熔池熔炼快速造熔池方法，即为利用块煤、燃油、铺设底料等通过投料、烘炉、造熔池步骤形成熔池，此方法不适用于富氧+粉煤侧吹熔化炉炉型的全冷料快速熔池形成；中国发明专利授权公告号CN102417993B公开了一种富氧侧吹熔池熔炼开炉新方法，即利用沉降贫化电炉热态渣开炉方法，不适用于前段无热态熔渣且富氧+粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉；中国发明专利公开号CN101144121A公开了一种熔池熔炼的固体开炉方法，存在开炉周期较长、熔池形成过程不易控制及熔渣粘度较大等问题。综上所述，急需研究一种燃料较单一、能耗较低、便于操作、且能推广至行业内普遍使用的富氧粉煤侧吹熔化炉型冷料开炉方法。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述技术问题，本发明提供一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法，具有燃料较单一、能耗较低、便于操作、且能推广至行业内普遍使用的特点。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法，包括以下步骤：
步骤一、烘炉升温阶段：向炉内投入200-400kg劈柴引燃，逐步投入粉煤喷枪2-10支，粉煤量200kg/h-1000kg/h，压力0.1-0.3MPa；氧气量1200Nm3
/h-3200Nm3/h，单枪氧压30KPa-100KPa；氮气总量100Nm3/h-600Nm3/h，单枪氮压20KPa-60KPa，升温经至600-700℃保温2-3小时，800-900℃保温2-3小时，升温至1100-1350℃，烘炉结束；
步骤二、熔池形成阶段：
1)、熔池液面一次上涨：炉膛温度1100-1350℃，向炉内投入焦炭、烟化炉水淬渣熟料、粒煤；氧气总流量3000-3500Nm3/h、压力60-150KPa、氧浓≥80％；粉煤量1000-1200kg/h、压力保持在0.1-0.2MPa；氮气总流量400-600Nm3/h、压力保持在40-60KPa，经过1-3h熔化，使炉内熔池液面上涨200-400mm；
2)、熔池液面二次上涨：炉膛温度1100-1350℃，投入烟化炉水淬渣熟料、粒煤，粉煤压力0.2-0.4MPa，粉煤量1200-1400kg/h，氧气浓度、氧气量与氮气量压力维持不变，经过2-4h熔化，使炉内熔池液面上涨至400-600mm；
3)、熔池液面三次上涨：炉膛温度1100-1350℃，炉内熔池液面接近浸没喷枪高度位置，投入烟化炉水淬渣熟料，粒煤；混入0.4MPa压缩空气，降低富氧浓度至50-70％，富氧流量3200-4500Nm3/h、压力150-240KPa；氮气流量1000-1500Nm3/h，压力60-150KPa，粉煤量1400-1800kg/h，经过1-2h熔化，熔池液面涨至900-1100mm,侧吹熔化炉熔池形成，投入原料转为正常生产操控。
优选的，所述步骤一中烘炉时需保持氧气浓度≥80％。
优选的，所述步骤二中烟化炉水淬渣熟料的造渣成分：CaO：7-11％、Zn：1-4％、Pb：0.01-0.03％、Fe：34-38％、SiO2：23-27％。
优选的，所述步骤二中熔池液面一次上涨过程中，焦炭投入量为100-200kg、烟化炉水淬渣熟料的投入量为2-5t/h、粒煤的投入量为200-350kg/h。
优选的，所述步骤二中熔池液面二次上涨过程中，烟化炉水淬渣熟料投入量为6-9t/h、粒煤投入量为350-500kg/h。
优选的，所述步骤二中熔池液面三次上涨过程中，烟化炉水淬渣熟料投入量为10-15t/h，粒煤投入量为500-800kg/h。
本发明的有益效果如下：本发明实现了富氧粉煤侧吹熔化炉型全冷料开炉熔池形成，在仅加入烟化炉水淬渣熟料和粒煤的基础上，通过粉煤、氧气、富氧浓度配比及氮气用量间的调整，灵活把控烘炉及熔池形成炉内氧化还原氛围；从烘炉止至熔池形成共需要5h左右，缩短了开炉及冷态熔池形成过程的时长，产出渣型稳定的热态渣供侧吹熔化炉熔池熔炼后续生产。本发明所燃料单一、能耗较低、便于操作、能推广至行业内富氧粉煤侧吹熔化炉型冷料开炉成熟应用。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法，包括以下步骤：
(1)采用13㎡富氧粉煤侧吹熔化炉，侧吹炉共配置12支喷枪，使用10支。
(2)烘炉升温阶段。总烘炉时长12h，温度由常温升至1150℃。先向炉内投入300kg劈柴引燃，10支喷枪同时鼓入氧气和保护氮气，粉煤开始由两只支喷枪喷粉逐步相对应增至10支枪喷粉。粉煤用量由开始的300kg/h增至950kg/h，压力0.15MPa；氧气总量由1250Nm3/h增至3000Nm3/h，压力逐步由38KPa升至92KPa；氮气总量由开始的116Nm3/h增至580Nm3/h，压力逐步由36KPa升至52KPa。烘炉时富氧浓度保持在82-86％，通过逐步投入粉煤，升温曲线按温升至680℃保温1小时，逐步升温至816℃保温2小时，再逐步提温至1150℃保持，烘炉结束。
(3)熔池形成阶段。炉膛温度1150℃时，向炉内先投入160kg焦炭、烟化炉水淬渣熟料2.5t/h，所述烟化炉水淬渣熟料包括9.21％CaO、2.92％Zn、0.02％Pb、36.15％Fe、25.98％SiO2。粒煤320kg/h，氧气总流量3120Nm3/h、氧气浓度维持在82-86％，粉煤量950kg/h、压力保持在0.15MPa，氮气总流量410Nm3/h、压力保持在45KPa，经过2h熔化，炉内熔池液面上涨260mm。投入水淬渣料量至6t/h，粒煤380kg/h，粉煤压力0.25MPa，粉煤量1250kg/h，氧气浓度、氧气量与氮气量压力维持不变，经过2.5h熔化，炉内熔池液面上涨至500mm。炉内熔池液面接近浸没喷枪位置，增加水淬渣料量至11t/h，粒煤520kg/h，混入0.4MPa压缩空气，降低富氧浓度至56％，富氧流量3400Nm3/h、压力162KPa；氮气流量1129Nm
/h，压力68KPa，粉煤量1468kg/h，经1.8h熔化，熔池液面涨至980mm。侧吹熔化炉熔池形成，可投入原料转为正常生产操作。
实施例2
一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法，包括以下步骤：
(1)采用13㎡富氧粉煤侧吹熔化炉，侧吹炉共配置12支喷枪，使用10支。
(2)烘炉升温阶段。总烘炉时长14h，温度由常温升至1200℃。先向炉内投入320kg劈柴引燃，10支喷枪同时鼓入氧气和保护氮气，粉煤开始由两只支喷枪喷粉逐步相对应增至10支枪喷粉。粉煤用量由开始的250kg/h增至980kg/h，压力0.2MPa；氧气总量由1300Nm3/h增至3100Nm3/h，压力逐步由32KPa升至92KPa；氮气总量由开始的120Nm3/h增至560Nm3/h，压力逐步由26KPa升至58KPa。烘炉时富氧浓度保持在82-86％，通过逐步投入粉煤，升温曲线按温升至650℃保温1小时，逐步升温至820℃保温2小时，再逐步提温至1200℃保持，烘炉结束。
(3)熔池形成阶段。炉膛温度1200℃时，向炉内先投入150kg焦炭、烟化炉水淬渣熟料3t/h，所述烟化炉水淬渣熟料包括9.21％CaO、2.92％Zn、0.02％Pb、36.15％Fe、25.98％SiO2。粒煤350kg/h，氧气总流量3300Nm3/h、富氧浓度80-84％，粉煤量930kg/h、压力保持在0.15MPa，氮气总流量450Nm3/h、压力保持在50KPa，经过2h熔化，炉内熔池液面上涨350mm。投入水淬渣料量至8t/h，粒煤420kg/h，粉煤压力0.35MPa，粉煤量1320kg/h，氧气浓度、氧气量与氮气量压力维持不变，经过2h熔化，炉内熔池液面上涨至550mm。炉内熔池液面接近浸没喷枪位置，增加水淬渣料量至12t/h，粒煤600kg/h，混入0.4MPa压缩空气，降低富氧浓度至62％，富氧流量3600Nm3/h、压力176KPa；氮气流量1250Nm3/h，压力78KPa，粉煤量1500kg/h，经1.5h熔化，熔池液面涨至1050mm。侧吹熔化炉熔池形成，可投入原料转为正常生产操作。
实施例3
一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法，包括以下步骤：
(1)采用13㎡富氧粉煤侧吹熔化炉，侧吹炉共配置12支喷枪，使用10支。
(2)烘炉升温阶段。总烘炉时长16h，温度由常温升至1250℃。先向炉内投入300kg劈柴引燃，10支喷枪同时鼓入氧气和保护氮气，粉煤开始由两只支喷枪喷粉逐步相对应增至10支枪喷粉。粉煤用量由开始的250kg/h增至1000kg/h，压力0.25MPa；氧气总量由1250Nm3/h增至2980Nm3/h，单枪压力逐步由40KPa升至86KPa；氮气总量由开始的135Nm3/h增至580Nm3/h，单枪压力逐步由32KPa升至54KPa。烘炉时富氧浓度保持在86-92％，通过逐步投入粉煤，升温曲线按温升至650℃保温1小时，逐步升温至800℃保温2小时，再逐步提温至1250℃保持，烘炉结束。
(3)熔池形成阶段。炉膛温度1250℃时，向炉内先投入200kg焦炭、烟化炉水淬渣熟料4t/h，所述烟化炉水淬渣熟料包括9.21％CaO、2.92％Zn、0.02％Pb、36.15％Fe、25.98％SiO2。粒煤350kg/h，氧气总流量3200Nm3/h、富氧浓度90％，粉煤量1100kg/h、压力保持在0.2MPa，氮气总流量580Nm3/h、压力保持在58KPa，经过2h熔化，炉内熔池液面上涨380mm。投入水淬渣料量至7t/h，粒煤480kg/h，粉煤压力0.35MPa，粉煤量1300kg/h，氧气浓度、氧气量与氮气量压力维持不变，经过2h熔化，炉内熔池液面上涨至580mm。炉内熔池液面接近浸没喷枪位置，增加水淬渣料量至14t/h，粒煤700kg/h，混入0.4MPa压缩空气，降低富氧浓度至58％，富氧流量4200Nm3/h、压力210KPa；氮气流量1360Nm3/h，压力82KPa，粉煤量1700kg/h，经1h熔化，熔池液面涨至1086mm。侧吹熔化炉熔池形成，可投入原料转为正常生产操作。
本发明从烘炉止至熔池形成共需要5h左右，缩短整体开炉时长，具有简便及可操作性，提高了劳动效率。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、烘炉升温阶段：向炉内投入200-400kg劈柴引燃，逐步投入粉煤喷枪2-10支，粉煤量200kg/h-1000kg/h，压力0.1-0.3MPa；氧气量1200Nm3/h-3200Nm3/h，单枪氧压30KPa-100KPa；氮气总量100Nm3/h-600Nm3/h，单枪氮压20KPa-60KPa，升温经至600-700℃保温2-3小时，800-900℃保温2-3小时，升温至1100-1350℃，烘炉结束；
步骤二、熔池形成阶段：
1)、熔池液面一次上涨：炉膛温度1100-1350℃，向炉内投入焦炭、烟化炉水淬渣熟料、粒煤；氧气总流量3000-3500Nm3/h、压力60-150KPa、氧浓≥80％；粉煤量1000-1200kg/h、压力保持在0.1-0.2MPa；氮气总流量400-600Nm3/h、压力保持在40-60KPa，经过1-3h熔化，使炉内熔池液面上涨200-400mm；
2)、熔池液面二次上涨：炉膛温度1100-1350℃，投入烟化炉水淬渣熟料、粒煤，粉煤压力0.2-0.4MPa，粉煤量1200-1400kg/h，氧气浓度、氧气量与氮气量压力维持不变，经过2-4h熔化，使炉内熔池液面上涨至400-600mm；
3)、熔池液面三次上涨：炉膛温度1100-1350℃，炉内熔池液面接近浸没喷枪高度位置，投入烟化炉水淬渣熟料，粒煤；混入0.4MPa压缩空气，降低富氧浓度至50-70％，富氧流量3200-4500Nm3/h、压力150-240KPa；氮气流量1000-1500Nm3/h，压力60-150KPa，粉煤量1400-1800kg/h，经过1-2h熔化，熔池液面涨至900-1100mm,侧吹熔化炉熔池形成，投入原料转为正常生产操控。
2.根据权利要求1所述的一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法，其特征在于：所述步骤一中烘炉时需保持氧气浓度≥80％。
3.根据权利要求1所述的一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法，其特征在于：所述步骤二中烟化炉水淬渣熟料的造渣成分：CaO：7-11％、Zn：1-4％、Pb：0.01-0.03％、Fe：34-38％、SiO2：23-27％。
4.根据权利要求1所述的一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法，其特征在于：所述步骤二中熔池液面一次上涨过程中，焦炭投入量为100-200kg、烟化炉水淬渣熟料的投入量为2-5t/h、粒煤的投入量为200-350kg/h。
5.根据权利要求1所述的一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法，其特征在于：所述步骤二中熔池液面二次上涨过程中，烟化炉水淬渣熟料投入量为6-9t/h、粒煤投入量为350-500kg/h。
6.根据权利要求1所述的一种富氧粉煤侧吹熔化炉全冷料开炉熔池形成方法，其特征在于：所述步骤二中熔池液面三次上涨过程中，烟化炉水淬渣熟料投入量为10-15t/h，粒煤投入量为500-800kg/h。
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