CN207109070U - 节能环保型熔池 - Google Patents

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CN207109070U CN201721062037.2U CN201721062037U CN207109070U CN 207109070 U CN207109070 U CN 207109070U CN 201721062037 U CN201721062037 U CN 201721062037U CN 207109070 U CN207109070 U CN 207109070U
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赵荣升
张志国
李春玉
程利振
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Jinguan Copper Industry Branch of Tongling Nonferrous Metals Group Holding Co Ltd
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Tongling Nonferrous Metals Group Co ltd Austrian Furnace Engineering Project Department
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Abstract

本实用新型公开了节能环保型熔池,它包括炉底支撑座、炉体(1)、加料口(2)、位于炉体顶部的排烟口和位于炉体顶部的内置有氧枪(16)的氧枪口(3),所述加料口有至少两个,均匀分布在炉体底部两侧,所述加料口内适配有喷枪(4),所述喷枪通过分配器(5)与物料吹喷系统连通,所述物料吹喷系统包括干物料储存仓(6),所述干物料储存仓底部至少连通有一个物料缓冲罐(7),所述物料缓冲罐的出口与分配器之间接入有吹喷气源(8)。本实用新型的有益效果是由于设干料储存仓和物料缓冲罐,保证了入炉原料量及成分稳定,避免了炉况波动,物料干燥后入炉,极大提高了烟气SO2浓度;炉顶仅开氧枪口并设密封罩,炉顶环保效果较好。

Description

节能环保型熔池
技术领域
本实用新型涉及有色金属冶炼领域,尤其涉及顶吹炉。
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,但该方法为自热熔炼,反应速率极快,不适用于低硫、高杂精矿、氧化精矿、含MgO、Al2O3难熔物料等低品位物料,且建设投资费用高,熔池熔炼工艺包括奥炉、艾萨炉、底吹炉、侧吹炉等先进炉型,熔池熔炼炉均要求原料必须经制粒后从炉顶加料口加入炉内反应,奥炉和艾萨炉通过顶部浸没喷枪喷入反应所需的富氧空气和燃料,底吹炉和侧吹炉通过底部和侧壁开孔将富氧空气喷入炉内,现有熔池熔炼炉存在如下缺陷:
(1)、物料经制粒后从炉顶加料口加入炉内,物料成球水分含量10%左右,水分蒸发过程消耗大量的燃料煤,且水分在烟气中的占比达到了28%左右,增加了进制酸烟气量,增加硫酸循环水处理成本。
(2)、炉顶设加料口,密封效果不好,漏风严重,环保效果较差,且炉内喷溅物较易在加料口周边粘接,增加了清理工作量,现场操作环境差。
(3)、物料与烟气逆向运动,物料中易燃成分在熔池上部炉膛空间燃烧,熔池中热利用效率降低,熔池上部炉膛温度偏高,不利于上部炉体耐火材料的使用寿命。
(4)、顶吹炉冰铜和炉渣从一个产品排放口排出,一般须配套渣贫化电炉,流程加长,电耗大大增加,运行成本高、经济效益差。
综上,现有闪速炉不适用低品位、高熔点、高杂氧化矿的处理,熔池熔炼炉存在能耗高,环保效果差等一系列弊端。
中国发明专利申请号CN201110070805.X公开了半氧化矿富氧侧吹熔炼炉,将加料口设置在炉体顶端,分布4~10个加料口,炉体侧面设供风装置,分布160~180个风口,炉膛由冷却循环管组成的冷却装置构成,不设炉内衬耐火材料,该发明可实现炉内较高的冶炼温度、提高炉体的使用寿命。发明专利申请号CN201310385283.1公开了处理废杂铜底吹或侧吹冶金炉,该发明原料仍从炉顶加料口加入炉内,从炉体侧面、底部通过喷枪喷入富氧空气、天然气、油或者粉煤,该发明热效率较高,炉体结构相对简单。但上述专利仍未解决上述的关于原料从炉顶加入带来的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是现有闪速炉不应用低品位物料以及熔池熔炼炉炉顶加料带来的环保差、能耗高、运行成本高等诸多问题,为此提供一种节能环保型熔池。
本实用新型的技术方案是:节能环保型熔池,它包括炉底支撑座、炉底耐火砖、炉体、加料口、位于炉体顶部的排烟口和位于炉体顶部的内置有氧枪的氧枪口,所述加料口有至少两个,均匀分布在炉体底部两侧,所述加料口内适配有喷枪,所述喷枪通过分配器与物料吹喷系统连通,所述物料吹喷系统包括干物料储存仓,所述干物料储存仓底部至少连通有一个物料缓冲罐,所述物料缓冲罐的出口与分配器之间接入有吹喷气源。
上述方案中所述喷枪与炉体的夹角为60-80°,所述喷枪与炉顶距离为2300~2600mm,所述喷枪孔径为DN30~ DN65。
上述方案的改进是所述炉体底部两侧分别连通有位于喷枪下方的渣堰口和冰铜堰口,所述渣堰口和冰铜堰口分别与炉体底部所成角度为120-180°,所述渣堰口比冰铜堰口高出850-1050mm。
上述方案中所述炉体由内至外包括内衬耐火材料、炉壳和冷却水套。
上述方案中所述内衬耐火材料厚度为500~600mm,材质为铝铬尖晶石耐火材料。
上述方案中所述冷却水套是分层外挂钢壳水套。
上述方案的进一步改进是所述渣堰口和冰铜堰口外适配有堰口耐火材料。
上述方案的更进一步改进是所述炉体底部外固接有炉底耐火层。
本实用新型的有益效果是由于设干料储存仓和物料缓冲罐,保证了入炉原料量及成分稳定,避免了炉况波动;物料干燥后入炉,极大提高了烟气SO2浓度;炉顶仅开氧枪口并设密封罩,炉顶环保效果较好;干燥物料通过喷枪喷吹进熔池泡沫层中反应,提高了熔池中的热利用率,提高了熔池温度,更适用于难熔物料的处理;烟气出口设于炉顶,物料进口在炉体底部,降低了烟气含尘量;根据熔池反应冰铜层、渣层液面变化情况,合理设计冰铜堰口和渣堰口高度,使得反应生产的冰铜从冰铜堰排放至贫化电炉保温,大大降低了生产成本,反应生产的炉渣直接送往渣缓冷工序,提供了金属回收率。
附图说明
图1是本实用新型示意图;
图中,1、炉体,2、加料口,3、氧枪口,4、喷枪,5、分配器,6、干物料储存仓,7、物料缓冲罐,8、吹喷气源,9、渣堰口,10、冰铜堰口,11、内衬耐火材料,12、炉壳,13、冷却水套,14、堰口耐火材料,15、炉底耐火砖,16、氧枪,17、冰铜层,18、渣层,19、泡沫层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
如图1所示,本实用新型包括炉底支撑座、炉体1、加料口2、位于炉体顶部的排烟口和位于炉体顶部的内置有氧枪16的氧枪口3,所述加料口有至少两个,均匀分布在炉体底部两侧,所述加料口内适配有喷枪4,所述喷枪通过分配器5与物料吹喷系统连通,所述物料吹喷系统包括干物料储存仓6,所述干物料储存仓底部至少连通有一个物料缓冲罐7,所述物料缓冲罐的出口与分配器之间接入有吹喷气源8。
下面结合实施例对本实用新型做详细说明。
实施例1:节能环保型熔池,它包括炉底支撑座、炉体1、加料口2、位于炉体顶部的排烟口和位于炉体顶部的内置有氧枪16的氧枪口3,所述加料口有两个,分别水平对称分布在炉体底部两侧,所述加料口内适配有喷枪4,所述喷枪通过分配器5与物料吹喷系统连通,所述物料吹喷系统包括干物料储存仓6,所述干物料储存仓底部连通有一个物料缓冲罐7,所述物料缓冲罐的出口与分配器之间接入有吹喷气源8。
实施例2:与实施例1的区别在于加料口有3个,水平均匀分布在炉体底部两侧,干物料储存仓底部连通有两个物料缓冲罐。
实施例3:在实施例1或2的基础上对喷枪做具体的限定,喷枪与炉体的夹角为60°,所述喷枪与炉顶距离为2300mm,所述喷枪孔径为DN30。该实施例可以应用到实施例1-2中。
实施例4:与实施例3的区别在于喷枪与炉体的夹角为80°,所述喷枪与炉顶距离为2600mm,所述喷枪孔径为DN65。该实施例可以应用到实施例1-2中。
实施例5:为了便于分离冰铜与炉渣,并实现周期性排放冰铜,使炉渣排放的较多,残留炉渣较少。炉体底部两侧分别连通有位于喷枪下方的渣堰口9和冰铜堰口10,所述渣堰口和冰铜堰口分别与炉体底部所成角度为120、160°、180°,所述渣堰口比冰铜堰口高出850mm、950mm、1050mm。炉渣直接进渣缓冷场,冰铜通过冰铜堰口排放至冰铜包子内,送至吹炼工序,完成铜精矿冶炼过程。该实施例可以应用到实施例1-4中。
本实用新型中的炉体由内至外包括内衬耐火材料11、炉壳12和冷却水套13。其中耐火材料可以是铝铬尖晶石耐火材料,其厚度可以是500~600mm。冷却水套可以是分层外挂钢壳水套,所谓分层是指从上到下分段挂设冷却水套,外挂是指将整体冷却水套焊接在炉壳外,有利于检测不同高度炉内衬耐火材料使用情况。渣堰口和冰铜堰口外可以适配有堰口耐火材料14。该堰口耐火材料可以是如上所述的铝铬尖晶石耐火材料,炉底可以承载在炉底耐火砖15上。
该实用新型的有益效果具体还体现在:
(1)、炉内耐火材料采用铝铬尖晶石耐火材料,延长了炉体的使用寿命。
(2)、顶吹氧枪喷入的富氧空气对熔池有一定的搅动作用,加速了熔池中氧气与物流的快速反应。
(3)、物流喷枪数量可以根据生产需要进行调价插入熔池的深度、喷枪中通入的物料种类,可以单独喷入铜精矿、也可单独喷入熔剂或煤粉。
(4)、利用电炉保温冰铜,改变了传统沉降电炉/贫化电炉贫化渣的理念,实现与吹炼工序的灵活匹配,大大降低能耗及企业运行成本,适合大规模冶炼工艺选择。
本实用新型的使用方法如下:(1)、物料干燥:铜精矿、石英石、块煤等混合物料干燥至水分含量在0.3%以下,粒度小于0.074mm,通过浓相输送设备输送至干物料储存矿仓中;(2)、加料熔炼:储存在干物料储存仓内的物料被分配至物料缓冲罐内,再由物料缓冲罐底部被吹喷气源带动至位于炉体上方的分配器内,经过分配器的分配,物料均匀的进入位于炉体侧面的喷枪内,由喷枪喷入进料口,物料进入炉体,同时富氧空气从氧枪内注入炉体经过反应在炉体内由下至上依次形成冰铜层17、渣层18、泡沫层19,进料口开设在泡沫层内,氧枪的出口浸入在渣层内,喷吹料量130t/h,喷吹气量40Nm3/min~50Nm3/min,硫化气量4.5Nm3/min~6Nm3/min,反应所需的氧气由顶部富氧喷枪提供,控制富氧浓度为60%~70%;(3)、排放冰铜:熔炼反应后生成冰铜、炉渣和烟气,待渣层高度达到2500mm~3000mm时,打开冰铜堰口排放冰铜,当炉内冰铜高度降低至450mm~500mm时堵口;(4)、排放炉渣:测量渣层高度,当渣层高度2800mm~3200mm时,打开渣堰口排放炉渣,控制渣层高度2800mm以上。反应产生的高浓度SO2烟气通过炉顶烟道口排放至余热回收-烟气处理系统。

Claims (8)

1.节能环保型熔池,它包括炉底支撑座、炉体(1)、加料口(2)、位于炉体顶部的排烟口和位于炉体顶部的内置有氧枪(16)的氧枪口(3),其特征是所述加料口有至少两个,均匀分布在炉体底部两侧,所述加料口内适配有喷枪(4),所述喷枪通过分配器(5)与物料吹喷系统连通,所述物料吹喷系统包括干物料储存仓(6),所述干物料储存仓底部至少连通有一个物料缓冲罐(7),所述物料缓冲罐的出口与分配器之间接入有吹喷气源(8)。
2.如权利要求1所述的节能环保型熔池,其特征是所述喷枪与炉体的夹角为60-80°,所述喷枪与炉顶距离为2300~2600mm,所述喷枪孔径为DN30~ DN65。
3.如权利要求1所述的节能环保型熔池,其特征是所述炉体底部两侧分别连通有位于喷枪下方的渣堰口(9)和冰铜堰口(10),所述渣堰口和冰铜堰口分别与炉体底部所成角度为120-180°,所述渣堰口比冰铜堰口高出850-1050mm。
4.如权利要求1所述的节能环保型熔池,其特征是所述炉体由内至外包括内衬耐火材料(11)、炉壳(12)和冷却水套(13)。
5.如权利要求4所述的节能环保型熔池,其特征是所述内衬耐火材料厚度为500~600mm,材质为铝铬尖晶石耐火材料。
6.如权利要求4所述的节能环保型熔池,其特征是所述冷却水套是分层外挂钢壳水套。
7.如权利要求3所述的节能环保型熔池,其特征是所述渣堰口和冰铜堰口外适配有堰口耐火材料(14)。
8.如权利要求1-7任一所述的节能环保型熔池,其特征是所述炉体底部外固接有炉底耐火砖(15)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111765761A (zh) * 2020-05-20 2020-10-13 金川集团股份有限公司 一种处理高镁硫化镍矿顶-侧吹炉窑

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GR01 Patent grant
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Patentee after: JINGUAN COPPER INDUSTRY BRANCH OF TONGLING NONFERROUS METALS GROUP HOLDING CO., LTD.

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Patentee before: Tongling Nonferrous Metals Group Limited by Share Ltd Austrian furnace project department

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