CN208346238U - 一种设有精炼孔的阳极炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及阳极炉结构改造技术领域，具体是一种设有精炼孔的阳极炉，具有阳极炉本体，阳极炉一侧的炉墙上设有炉口，特别是：在阳极炉与炉口相对的另一侧炉墙上设有若干个精炼孔，所述精炼孔沿着阳极炉的长度方向均匀布置，并向炉底方向倾斜，精炼孔靠近炉膛的一侧设计为喇叭形结构；所述精炼孔用于氧化管/还原管从孔内插入，通入阳极炉内的铜液中进行氧化/还原操作，所述氧化管/还原管的头端加装有气流分布器，气流分布器为喇叭状喷头结构，喷头端面均匀开设有若干圆形喷口；本实用新型改进简单，操作方便，通过在阳极炉上增设精炼孔，大大提高了氧化/还原操作效率，避免了原氧化/还原操作对炉口区域耐火砖寿命的影响，节省了运行成本。

Description

一种设有精炼孔的阳极炉

技术领域

本实用新型涉及阳极炉改进技术领域，具体是一种设有精炼孔的阳极炉。

背景技术

用固定式阳极炉生产再生铜，需对液态铜原料进行精炼脱杂。首先是氧化（精炼）作业——将氧化管通过炉口插入炉内铜液中，经氧化管将氧化剂送入铜液中氧化杂质造渣。然后是还原（精炼）作业——将还原管通过炉口插入炉内铜液中，经还原管将还原剂送入铜液中还原铜液中的氧。加料作业、氧化作业、还原作业都必须通过炉口进行。阳极炉炉口设在阳极炉一侧的炉墙上，100吨级以上的阳极炉通常设2～3个炉口(炉口宽度1～1.8m),炉口外设有工作门。氧化/还原操作中，氧化管/还原管通过炉口进出阳极炉，带来的问题主要有以下几点：

一、氧化/还原作业时，炉口工作门开启，炉膛内的高温烟气经炉口溢出，带走大量的热量，逸出烟气带走热量可达阳极炉总热支出的17.97%（《再生铜反射炉的用能分析与节能措施》）。若缩小炉口以减少散热面积、减少热量损失，则会降低加料速度，延长加料时间，同样增加热量损失；且加料机撞击炉口的安全风险还会随之增加。此外，氧化/还原作业时，炉口溢出的烟气构成环境污染，还需在阳极炉炉口外侧设置集烟罩，将溢出烟气导入配套的环集烟气处理系统净化。

二、氧化/还原作业时，工作门开启，冷空气从炉口处吸入炉膛，导致炉口周边温度急剧下降。氧化/还原作业暂停时并关闭工作门后，炉口周边温度迅速上升。氧化/还原作业中，需频繁更换氧化管/还原管，导致工作门频繁开启/关闭，结果炉口区域频繁升温/降温，该区域耐火砖在热应力作用下迅速损坏。

三、氧化/还原作业时，氧化/还原速度取决于单位时间内通入铜液的氧化剂/还原剂的数量，它们又取决于氧化管/还原管的数量，由于每个炉口只能插一根氧化管/还原管，即炉口数量决定了氧化/还原速度。而增加炉口数量是不现实的，因而制约了氧化/还原速度的提高。

四、氧化/还原作业时，由于炉口位置是固定的，氧化管/还原管的区域被限制在炉口处，只有炉口区域的铜液被氧化/还原，该区域铜液氧化/还原到位甚至过度后，炉内其它区域的铜液仍未氧化/还原，铜液精炼程度严重不均匀。工艺上只能通过延长氧化/还原作业时间，让炉膛内不同区域的铜液在对流下逐渐传热、传质，以实现精炼程度均匀一致，该作业机理的效率低下；作业时间的延长还直接导致作业期间的燃料消耗增加。

五、氧化/还原作业时，炉口的工作门保持开启，氧化管/还原管通过炉口将氧化管/还原管的管口插入阳极炉铜液层的下部——铜液层高度的1/3处（阳极炉的铜液层高度在600mm～900mm之间，即还原管的管口距离阳极炉的炉底只有200mm～300mm），由于气态氧化剂/还原剂的压力在0.2MPa以上，流速很快，从氧化管/还原管的管口呈束流状喷出后，会冲击到炉底，且冲击区域集中在与氧化管/还原管直径相当的范围内，形成“点冲击”；束流中心的氧化剂/还原剂尚未接触到铜液，就从铜液中浮出，导致氧化剂/还原剂利用率低，通常低于15%。气态氧化剂/还原剂冲击下，铜液剧烈溅起从炉口处飞出；为提高作业效率，需要操作工人工将氧化管/还原管的管口固定在该高度，且在炉口范围连续移动氧化管/还原管的位置，铜液溅出对正在操作的操作工构成较大的安全风险。

因此，如何对阳极炉的结构进行改进，改变阳极炉氧化/还原精炼工艺中氧化剂/还原剂的供给途径，是提高氧化/还原精炼效率，降低生产消耗，减缓阳极炉损耗的关键。

发明内容

本实用新型的目的就是针对目前阳极炉在氧化/还原作业过程中，由于氧化管/还原管只能通过炉口操作，导致阳极炉氧化/还原作业效率低下，炉口工作门不能关闭导致热损失大，并且阳极炉炉口处损耗较快的问题，提供一种设有精炼孔的阳极炉。

本实用新型的技术方案是：一种设有精炼孔的阳极炉，具有阳极炉本体，阳极炉一侧的炉墙上设有炉口并配装有工作门，特别是：在阳极炉与炉口相对的另一侧炉墙上设有若干个精炼孔，所述精炼孔沿着阳极炉的长度方向均匀布置，并向炉底方向倾斜，精炼孔靠近炉膛的一侧设计为喇叭形结构；所述精炼孔用于氧化管/还原管从孔内插入，通入阳极炉内的铜液中进行氧化/还原操作，所述氧化管/还原管的头端加装有气流分布器，所述气流分布器为喇叭状喷头结构，喷头端面均匀开设有若干圆形喷口。

本实用新型中所述精炼孔由头端和尾端两部分组成，精炼孔靠近炉膛的头端是由铬刚玉材质烧制的、具有喇叭形扩散口的定型砖制成，精炼孔靠近炉墙外侧的尾端由耐热钢管制成，耐热钢管与定型砖喇叭形扩散口的尾端相套接。

本实用新型中所述氧化管/还原管头端的气流分布器由三级高炉材质制成，氧化管/还原管头端的气流分布器最大直径处小于精炼孔的孔径。

本实用新型中所述精炼孔与水平方向的夹角为30-60°。

本实用新型中所述精炼孔的个数为3-8个。

本实用新型中所述炉口的工作门在氧化、还原操作时处于关闭状态。

本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：

1.设置专门的精炼孔，用于氧化管/还原管从精炼孔插入，进行氧化/还原操作，由于精炼孔数量多于炉口数量，单位时间内可以插入更多数量的氧化管/还原管，大大提高了氧化/还原操作效率，缩短了氧化/还原作业时间；

2.氧化/还原作业时，可通过多个精炼孔对炉内铜液多点氧化/还原，不受炉口位置限制，炉膛内不同区域的铜液对流加强，精炼作业在更短时间内可以达到均匀一致，缩短作业时间，节省燃料消耗；

3.氧化/还原操作时，可根据阳极炉作业特点，灵活安排氧化/还原位置，如在氧化/还原作业后期，只在炉头/炉尾处精炼孔插氧化管/还原管，炉中精炼孔不插氧化/还原管，在满足铜液精炼脱杂的前提下减少氧化剂/还原剂的消耗；

4.氧化/还原作业时，更换氧化管/还原管通过精炼孔操作，不用打开或关闭炉门，不会导致炉口区域频繁降温或升温，使该区域耐火砖使用寿命大大延长，从而延长了阳极炉的大修周期；

5.氧化/还原作业时，炉门关闭，炉膛内始终维持负压操作，没有烟气从炉口逸出污染环境，从而避免了热量随烟气逸出，并且炉口外侧无需配套集烟罩和环集烟气净化处理系统，节省了投资和运行费用；

6.改进了氧化管/还原管的结构，在其前端加装了气流分布器，氧化剂/还原剂通过气流分布器的不同喷口喷出，氧化剂/还原剂气流互相干涉，在铜液中形成强烈的搅拌作用，生成大量气泡，增大了氧化剂/还原剂与铜液的接触面积，提高了氧化剂/还原剂的利用率及氧化/还原作业的效率；

7.改进了氧化管/还原管的结构，在其前端加装了气流分布器，将氧化剂/还原剂分散喷出，不会造成炉底局部冲击点，对阳极炉炉底冲击显著减轻，有利于延长阳极炉炉底寿命。

本实用新型改进简单，操作方便，通过在阳极炉上增设精炼孔及改进氧化管/还原管的结构，大大提高了氧化/还原操作效率，避免了原氧化/还原操作对炉口区域及炉底耐火砖寿命的影响，节省了运行成本。

附图说明

图1是本实用新型阳极炉的主视结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图2的B-B剖视图；

图4是图2的C-C剖视图；

图5是图4中D处的放大结构示意图（不含氧化管/还原管）；

图6是本实用新型中氧化管/还原管的主视结构示意图；

图7是本实用新型中氧化管/还原管头端的气流分布器端面的结构示意图。

图中，1—阳极炉，2—炉口，3—工作门，4—精炼孔，5—氧化管/还原管，6—铜液，7—气流分布器，8—圆形喷口，9—精炼孔头端，10—精炼孔尾端。

具体实施方式

实施例1

参见图1-图7，本实用新型的技术方案是：一种设有精炼孔的阳极炉，具有阳极炉1本体，阳极炉1一侧的炉墙上设有炉口2并配装有工作门3，特别是：在阳极炉与炉口2相对的另一侧炉墙上设有若干个精炼孔4，所述精炼孔4沿着阳极炉1的长度方向均匀布置，并向炉底方向倾斜，精炼孔4靠近炉膛的一侧设计为喇叭形结构；所述精炼孔4用于氧化管/还原管5从孔内插入，通入阳极炉1内的铜液6中进行氧化/还原操作，所述氧化管/还原管5的头端加装有气流分布器7，所述气流分布器7为喇叭状喷头结构，喷头端面均匀开设有若干圆形喷口8。

本实施例中所述精炼孔4由头端9和尾端10两部分组成，精炼孔靠近炉膛的头端9是由铬刚玉材质烧制的、具有喇叭形扩散口的定型砖制成，精炼孔靠近炉墙外侧的尾端10由耐热钢管制成，耐热钢管与定型砖喇叭形扩散口的尾部相套接。

本实施例中所述氧化管/还原管5头端的气流分布器7由三级高铝材质制成，氧化管/还原管5头端的气流分布器7最大直径处小于精炼孔4的孔径。

本实施例中所述精炼孔4的个数为3个。本实用新型中的精炼孔可根据阳极炉的具体长度进行调整，增加或减少精炼孔个数。

本实施例中所述精炼孔4与水平方向的夹角为30°。本实用新型中精炼孔的角度可根据阳极炉的宽度进行调整。

本实施例的带有精炼孔的阳极炉，在进行氧化/还原操作时，直接将氧化管/还原管通过精炼孔插入阳极炉内的铜液中，并在操作过程中保持炉口工作门处于关闭状态，避免了氧化还原操作过程中阳极炉内的热量损失和炉口区域耐火砖的损耗。

Claims (5)

1.一种设有精炼孔的阳极炉，具有阳极炉本体，阳极炉一侧的炉墙上设有炉口并配装有工作门，其特征在于：在阳极炉与炉口相对的另一侧炉墙上设有若干个精炼孔，所述精炼孔沿着阳极炉的长度方向均匀布置，并向炉底方向倾斜，精炼孔靠近炉膛的一侧设计为喇叭形结构；所述精炼孔用于氧化管/还原管从孔内插入，通入阳极炉内的铜液中进行氧化/还原操作，所述氧化管/还原管的头端加装有气流分布器，所述气流分布器为喇叭状喷头结构，喷头端面均匀开设有若干圆形喷口。

2.根据权利要求1所述的一种设有精炼孔的阳极炉，其特征在于：所述精炼孔由头端和尾端两部分组成，精炼孔靠近炉膛的头端是由铬刚玉材质烧制的、具有喇叭形扩散口的定型砖制成，精炼孔靠近炉墙外侧的尾端由耐热钢管制成，耐热钢管与定型砖喇叭形扩散口的尾端相套接。

3.根据权利要求1所述的一种设有精炼孔的阳极炉，其特征在于：所述氧化管/还原管头端的气流分布器由三级高铝材质制成，氧化管/还原管头端的气流分布器最大直径处小于精炼孔的孔径。

4.根据权利要求1所述的一种设有精炼孔的阳极炉，其特征在于：所述精炼孔与水平方向的夹角为30-60°。

5.根据权利要求1所述的一种设有精炼孔的阳极炉，其特征在于：所述精炼孔的个数为3-8个。