CN207391514U - 竖式侧吹熔炼炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于有色金属冶金技术领域，特别涉及一种竖式侧吹熔炼炉，炉体包括炉缸和炉身，炉身的烟气出口连接有烟道，炉体旁侧设有支撑架，炉身和烟道分别单独与支撑架相连。本实用新型结构合理，能有效避免炉体各部分由于重力和膨胀力作用导致的损伤，大大提升炉体结构的稳定性和可靠性，延长炉体的使用寿命，保证熔炼炉的作业效率。

Description

竖式侧吹熔炼炉

技术领域

本实用新型属于有色金属冶金技术领域，特别涉及一种竖式侧吹熔炼炉。

背景技术

铜精矿熔炼生产铜锍的现代先进工艺主要包括闪速熔炼和熔池熔炼，这两种工艺均采用富氧熔炼技术。富氧熔池熔炼的冶金炉有很多种类，通过富氧空气的吹入方位可以分为顶吹炉、底吹炉和侧吹炉。前苏联设计的瓦纽可夫炉属于富氧双侧吹炉，为竖炉，于1982年开始投入工业生产，经实践证明其存在热损失大、炉子热稳定性差、渣含铜高(0.8％-1％)、SO₂逸散严重、烟气单体硫高危害严重等问题，因而该工艺一直没有得到推广应用。

专利ZL200820135242.1公布了一种铜镍矿熔炼炉，炉膛下部四周的冷却水套直接座在耐火砖上，冷却水套的上端还砌筑有耐火砖，这样炉体工作时受热膨胀易导致冷却水套变形、受损甚至发生冷却水泄漏，而且炉体维修更换耐火砖时，需要同时拆除铜水套，工程量大，炉修时间长；仅在炉体的侧墙上布置有冷却水套，导致炉衬消耗快、炉体寿命短，炉底有2％的坡度，提高了炉底砌筑的难度，也容易造成炉渣沉底形成炉底结。近年来国内许多冶炼厂均对瓦纽科夫炉作出改进后投入使用，但目前在运行的各类富氧双侧吹炉还普遍存在如下问题：

1.炉体结构设计不合理，炉体受热稳定性差，以至于冷却元件漏水、炉缸漏熔体时有发生；

2.炉体冷却系统不完善，导致炉缸寿命短，通常一年左右就需要停炉进行大修，影响生产计划；烟气二次燃烧腔室、铜锍虹吸口等局部区域腐蚀严重，需要时常停料修理，影响作业率；

3.炉缸、熔炼腔室、二次燃烧腔室、烟道、锅炉入口内结块严重，使得排烟困难，甚至使炉况产生大幅波动、熔炼过程紊乱，导致炉渣含铜量高，严重影响熔炼炉作业率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种竖式侧吹熔炼炉，炉体结构合理、稳定性好。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种竖式侧吹熔炼炉，炉体包括炉缸和炉身，炉身的烟气出口连接有烟道，炉缸置于基础上，炉体旁侧设有支撑架，炉身和烟道分别单独与支撑架相连。

与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：结构合理，炉体各部分相互之间不承受重力和膨胀力。能有效避免炉体各部分由于重力和膨胀力作用导致的损伤，大大提升炉体结构的稳定性和可靠性，延长炉体的使用寿命，保证熔炼炉的作业效率。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本实用新型的俯视图；

图2是图1中的a-a剖面示意图；

图3是图2中的b-b剖面示意图。

图中：10.炉缸，11.铜锍虹吸道，12.炉渣澄清池，20.炉身，21.熔炼部，211.第一风口，212.疏通装置，22.二次燃烧部，221.第二风口，222.燃烧孔，30.烟道，31.燃烧装置，40.支撑架，41.立柱，42.梁，43.吊挂件，44.拉筋，45.牛腿，46.底梁，51.第一冷却水套，52.第二冷却水套，521.竖直段，522.扩张段，53.第三冷却水套，54.第四冷却水套，55.第五冷却水套，56.第六冷却水套，57.第七冷却水套。

具体实施方式

下面结合附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

一种竖式侧吹熔炼炉，如图1-3所示，炉体包括炉缸10和炉身20，炉身20的烟气出口连接有烟道30，炉体旁侧设有支撑架40，炉身20和烟道30分别单独与支撑架40相连。炉体各部分别安装在支撑架40上并主要由支撑架40提供支撑力，能有效避免熔炼炉工作时，炉缸10和炉身20、炉身20和烟道30之间在重力和热膨胀力的作用下发生损伤，甚至导致熔体、冷却水泄露，从而提升炉体结构的可靠性和稳定性，延长炉体的使用寿命，保证熔炼炉的作业效率。

优选的，所述的支撑架40为由立柱41和梁42连接构成的框架式结构，炉身20包括熔炼部21和二次燃烧部22，熔炼部21和二次燃烧部22分别与立柱41和/或梁42相连，烟道30通过吊挂件43悬垂于支撑架40顶部架体的下方。熔炼部21、二次燃烧部22和烟道30分别单独与支撑架40的受力构件连接，使其传力路径合理、可靠，从而使得支撑架40能有效承载炉体结构。

为便于叙述，垂直于炉体长度方向布置的梁42称为横梁，沿炉体长度方向布置的梁42称为纵梁；沿炉体长度方向布置的壁体为侧壁，沿炉体宽度方向布置的壁体称为端壁。

具体的，如图3所示，所述熔炼部21的壁体与梁42相连，且熔炼部21侧壁通过拉筋44与位于其旁侧的立柱41或梁42相连，二次燃烧部22置于立柱41对应布置的牛腿45上。通常情况下，熔炼部21壁体重量较小，二次燃烧部22的壁体重量较大，故而，熔炼部21的壁体通过螺栓直接与梁42相连便能保证其安装的可靠性，拉筋44的设置则能进一步提升熔炼部21壁体的稳定性；由于牛腿45能更好地传递竖向荷载，因而二次燃烧部22的壁体搁置在牛腿45上，在保证支撑架40对二次燃烧部22的可靠承载的同时，还能保证支撑架40自身的稳定性。

优选的，所述的炉缸10置于支撑架40的底部架体上，炉底压摞在支撑架40的底梁46上，炉缸10侧壁和端壁与立柱41和/或梁42相连，这样炉缸10也与支撑架40相连，既便于炉体结构的安装，又能提升支撑架40自身的稳定性；具体实施时，底梁46铺设在钢筋混凝土基础上，炉缸10位于支撑架40架体的围合区域内，炉缸10的侧壁和端壁通过弹簧等长度可调的部件与立柱41和/或梁42张紧固定，便能在保证炉缸10稳定性的同时，避免支撑架40受热膨胀力的作用发生变形等损伤。

优选的，所述炉缸10、炉身20和烟道30上分别布置有冷却元件50，冷却元件50安装在支撑架40上，这样维修炉体时，可以只拆除冷却元件50之间的耐火材料，不需拆除冷却元件50，能大大减少维护工程量，缩短维护时间。冷却元件50与炉体构筑材料之间留有用于容纳炉体受热膨胀体积的缝隙，可以避免炉体构筑材料热膨胀导致炉体受热后的结构损坏，防止炉体变形漏熔体和冷却元件漏水事故的发生，提升炉体的稳定性。

具体的，所述炉缸10的周部壁体内夹设有位于铅垂面内的第一冷却水套51，第一冷却水套51的高度为450mm～550mm，第一冷却水套51的顶部与炉缸10顶面的间距为300-700mm。第一冷却水套51位于渣线区，也就是铜锍液面的波动区域，能有效延长炉缸10的使用寿命，提升炉缸10的耐久性。本实施例中为避免影响铜锍的排出，炉缸10设有铜锍虹吸道11的端墙处不设置第一冷却水套51，也就是说，第一冷却水套51布置在炉缸10的两侧墙壁和与设置铜锍虹吸道11的端墙相对的端墙上，其中，与设置铜锍虹吸道11的端墙相对的端墙即炉渣澄清池12的端墙。更具体的，本实施例中炉缸10的侧壁和端壁内侧衬砌耐火砖，第一冷却水套51设置在该耐火砖的外侧，使得第一冷却水套51夹设于炉缸10内部衬砌的耐火砖与外侧壁体之间。

熔炼部21沿炉体长度方向上的两侧壁上设有第一风口211，炉缸10的顶面距离第一风口211的中心线500-550mm，使炉缸远离风口，避免风口附近反应料的强烈搅拌影响炉缸砖体的寿命。

熔炼部21腔室整体呈上大下小的喇叭状，熔炼部21的壁体全部由冷却水套构成，熔炼部21的侧壁由第二冷却水套52沿炉体长度方向拼接而成，第二冷却水套52包括竖直段521和扩张段522，竖直段521位于铅垂面内，扩张段522与铅垂面成夹角并向炉体外部倾斜布置，这样布置单层的第二冷却水套52即可满足使用需求，安装方便且密闭性好。熔炼部21的两端墙由锯齿形铜水套拼接而成，提高抗冲刷能力，同时减少炉体散热。

二次燃烧部22的烟气出口处设有多层水平布置的第三冷却水套53，水平设置的第三冷却水套53与二次燃烧部22的砌筑材料层叠布置，呈三明治状，二者共同构成二次燃烧部22烟气出口处的壁体。这里所说的二次燃烧部22烟气出口处的壁体包括二次燃烧部22与烟道30连接处的两侧壁与端壁，共三面壁体，其中端壁为二次燃烧部22靠近炉渣澄清池12的端壁。烟道30的烟气入口处敷设有第四冷却水套54，第四冷却水套54优选锯齿形铜水套，提高二次燃烧部22烟气出口处和烟道30的烟气入口处的抗冲刷能力。

进一步的，所述第二冷却水套52的底部和顶部分别设有水平布置的第五、六冷却水套55、56，第五冷却水套55置于炉缸10的顶面，第六冷却水套56置于二次燃烧部22的底面并位于牛腿45的顶面与二次燃烧部22之间。第五、六冷却水套55、56能提升炉缸10顶面和二次燃烧部22底面砌块的抗冲刷能力，也使得第二冷却水套52与炉缸10、二次燃烧部22的连接更为稳定可靠。

进一步的，所述炉缸10长度方向上的一端设有铜锍虹吸道11，相对的另一端设有炉渣澄清池12，炉渣澄清池12的侧部也设有铜锍虹吸道11，所述铜锍虹吸道11的入口处的上方端壁内布置有第七冷却水套57，在本实施例中，第七冷却水套57位于铅垂面内，距炉底680mm，距端墙壁内表面450mm，水套高600mm。在炉渣澄清池12的侧部增设铜锍虹吸道11，能适应铜锍的大量、连续生产；第七冷却水套57夹设于铜锍虹吸道11入口处的砌体内，能有效提升其耐久性，延长砌体结构的使用寿命，保证熔炼炉的作业率。

以上各冷却元件共同作用，可以避免炉体损伤，减缓炉体结构腐蚀，从而将炉体寿命延长一倍，大大减少炉体维护成本、降低停炉损失。

优选的，所述炉缸10的炉壁厚度为700mm～1000mm，炉底厚度为1200mm～1500mm，炉底和炉壁厚度较大以保证炉缸的保温性能，在本实施例中炉底和炉壁均采用耐火砖体，其外侧均采用高强度耐火黏土砖以进一步保证其隔热保温性能，避免炉缸10热损失产生的结块。炉底截面呈中间低、两端高的拱形，且炉底在炉体长度方向上水平布置，也就是说，炉底横截面为反拱形且炉底在长度方向上水平无坡度，这样能提高炉底的稳定性，且能避免炉渣沉底影响生产，也便于炉缸的砌筑。

熔炼部21沿炉体长度方向上的两侧壁上设有第一风口211，第一风口211水平设置，第一风口211处设有用于清理风口的疏通装置212；熔炼部21的壁体全部由冷却水套构成，第一风口211处送入炉内的富氧空气为室温，风口附近容易产生结块，疏通装置212定时清理风口，可以避免炉结造成的炉床局部压力过大、局部风量过大导致的泡沫层穿孔，从而防止氧利用率大幅降低，保证熔体温度和铜锍品位。

二次燃烧部22壁厚为600mm～800mm，以保证壁体的保温性能。二次燃烧部22沿炉体长度方向上的两侧壁上设有第二风口221，第二风口221的送风管道上设有用于开、闭第二风口221的气动阀门，气动阀门打开时，第二风口221连通炉腔内部与室外，由于温差的存在风口处易产生炉结，气动阀门封闭第二风口221时，风口处的结块在炉内的高温环境下便会被烧融，消除二次风口221处的炉结；二次燃烧部22的下料口处和烟气出口处设有燃烧孔222，利用烧嘴等燃烧装置加热燃烧孔222便可消除该处炉结，保证炉况的稳定。在本实施例中，二次燃烧部22的内侧采用镁铬砖砌筑，外侧采用高强度耐火黏土砖砌筑；第三冷却水套53仅设于二次燃烧部22靠近烟道30的壁处，在保证壁体抗冲刷性能的情况下，减少散热。

烟道30为竖直烟道，烟道30垂直于水平面砌筑，在减少散热的同时还使得粘结的熔体可以回落至熔炼炉内，烟道30内壁面衬砌耐火材料以进一步减少散热；烟道30的高度为8m～10m，使得烟气的烟尘率低于2％；烟气出口处设有燃烧装置31以控制结块的形成；优选的，烟道30出口与余热锅炉水平相连以防止锅炉漏水进入熔炼炉损伤炉体。

Claims (8)

1.一种竖式侧吹熔炼炉，炉体包括炉缸（10）和炉身（20），炉身（20）的烟气出口连接有烟道（30），其特征在于：炉体旁侧设有支撑架（40），炉身（20）和烟道（30）分别单独与支撑架（40）相连；所述的支撑架（40）为由立柱（41）和梁（42）连接构成的框架式结构，炉身（20）包括熔炼部（21）和二次燃烧部（22），熔炼部（21）和二次燃烧部（22）分别与立柱（41）和/或梁（42）相连，烟道（30）通过吊挂件（43）悬垂于支撑架（40）顶部架体的下方。

2.根据权利要求1所述的竖式侧吹熔炼炉，其特征在于：所述熔炼部（21）的壁体与梁（42）相连，且熔炼部（21）侧壁通过拉筋（44）与位于其旁侧的立柱（41）或梁（42）相连，二次燃烧部（22）置于立柱（41）对应布置的牛腿（45）上。

3.根据权利要求2所述的竖式侧吹熔炼炉，其特征在于：所述的炉缸（10）置于支撑架（40）的底部架体上，炉底压摞在支撑架（40）的底梁（46）上，炉缸（10）的侧壁和端壁与立柱（41）和/或梁（42）相连。

4.根据权利要求1或2或3所述的竖式侧吹熔炼炉，其特征在于：所述炉缸（10）、炉身（20）和烟道（30）上分别布置有冷却元件（50），冷却元件（50）安装在支撑架（40）上，冷却元件（50）与炉体构筑材料之间留有用于容纳炉体受热膨胀体积的缝隙。

5.根据权利要求4所述的竖式侧吹熔炼炉，其特征在于：所述炉缸（10）的周部壁体内夹设有位于铅垂面内的第一冷却水套（51），第一冷却水套（51）的高度为450mm~550mm，第一冷却水套（51）的顶部与炉缸（10）顶面的间距为300-700mm；

熔炼部（21）沿炉体长度方向上的两侧壁上设有第一风口（211），炉缸（10）的顶面距离第一风口（211）的中心线500-550mm；

熔炼部（21）腔室整体呈上大下小的喇叭状，熔炼部（21）的壁体全部由冷却水套构成，熔炼部（21）的侧壁由第二冷却水套（52）沿炉体长度方向拼接而成，第二冷却水套（52）包括竖直段（521）和扩张段（522），竖直段（521）位于铅锤面内，扩张段（522）与铅垂面成夹角并向炉体外部倾斜布置；

二次燃烧部（22）的烟气出口处设有多层水平布置的第三冷却水套（53），烟道（30）的烟气入口处敷设有第四冷却水套（54）。

6.根据权利要求5所述的竖式侧吹熔炼炉，其特征在于：所述第二冷却水套（52）的底部和顶部分别设有水平布置的第五、六冷却水套（55、56），第五冷却水套（55）置于炉缸（10）的顶面，第六冷却水套（56）置于二次燃烧部（22）的底面并位于牛腿（45）顶面与二次燃烧部（22）之间。

7.根据权利要求6所述的竖式侧吹熔炼炉，其特征在于：所述炉缸（10）长度方向上的一端设有铜锍虹吸道（11），相对的另一端设有炉渣澄清池（12），炉渣澄清池（12）的侧部也设有铜锍虹吸道（11），所述铜锍虹吸道（11）入口处的上方端壁内布置有第七冷却水套（57）。

8.根据权利要求1或2或3所述的竖式侧吹熔炼炉，其特征在于：所述炉缸（10）的炉壁厚度为700mm~1000mm，炉底厚度为1200mm~1500mm，炉底截面呈中间低、两端高的拱形且炉底在炉体长度方向上水平布置；

熔炼部（21）沿炉体长度方向上的两侧壁上设有第一风口（211），第一风口（211）水平设置，且第一风口（211）处设有用于清理风口的疏通装置（212）；

二次燃烧部（22）壁厚为600mm~800mm，二次燃烧部（22）沿炉体长度方向上的两侧壁上设有第二风口（221），第二风口（221）的送风管道上设有用于开、闭第二风口（221）的气动阀门，二次燃烧部（22）的下料口处和烟气出口处设有燃烧孔（222）；

烟道（30）为竖直烟道，烟道（30）的高度为8m~10m，内衬耐火材料，烟气出口处设有燃烧装置（31）。