CN209098770U - 底吹精炼炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了底吹精炼炉，所述底吹精炼炉包括回转炉和底吹氧化还原枪。其中，回转炉包括回转炉壳体、炉口、进铜口和出铜口，回转炉壳体内限定出炉膛空间，炉口设在回转炉壳体中段的上部，进铜口设在回转炉壳体上，出铜口设在回转炉壳体端部的侧壁上；底吹氧化还原枪设在回转炉壳体底部且伸入所述炉膛空间内，底吹氧化还原枪的直径为38～75cm。该底吹精炼炉无需设置透气砖，也可以不单独设置出烟口和燃烧器，炉体结构简单、设备成本低，可以避免由透气砖鼓入氮气而导致的能耗损失；并且采用该底吹精炼炉对粗铜进行精炼时可以显著提高氧化还原效率，缩短粗铜精炼周期并提高精炼效果。

Description

底吹精炼炉

技术领域

本实用新型属于有色冶金领域，具体而言，涉及底吹精炼炉。

背景技术

目前粗铜火法精炼大多采用回转式阳极炉，现有回转式阳极炉通常设有出烟口、炉口、炉体端部燃烧器口、底部透气砖、侧部氧化还原口和出铜口。从炉体径向看，氧化还原口和出铜口分布在炉口两侧，氧化还原口与炉口之间的距离小于炉口与出铜口之间的距离，正常状态下，炉口与氧化还原口在炉体的一侧，出铜口在另一侧，并且出铜口始终处于敞开状态或采用“滑板装置”进行开堵。炉体底部的透气砖进氮气，起到搅拌粗铜熔体的作用，炉体端部的燃烧器口目前大部分采用纯氧燃烧装置，起到加热熔体和炉体保温作用，侧部氧化还原装置在氧化作业时一般鼓入压缩空气，氧化期结束后从炉口倒出精炼渣，还原期结束后从出铜口倒出精炼铜进行浇铸作业。然而，目前的回转式阳极炉结构复杂，并且采用现有的回转式阳极炉进行粗铜火法精炼的效率也仍有待提高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出底吹精炼炉。该底吹精炼炉无需设置透气砖，不仅结构更为简单且设备成本更低，而且在精炼粗铜时不仅进通气量大、氧化还原时间短、生产效率高，还可以避免由于通过透气砖向粗铜熔体内鼓入氮气而导致的能耗损失。

本实用新型是发明人基于以下问题提出的：回转式阳极炉通常设多个透气砖(2-8个)和多个氧化还原装置(2-6个)，炉体结构复杂，每个氧化还原枪是一个单管结构(管直径15-25mm)，单个氧化还原口进通气量约300-500m³/h，通气量小，氧化还原时间相对较长，且透气砖和氧化还原个数与精炼规模及阳极炉大小尺寸相对应，通常单炉粗铜量多，粗铜含S高，炉体尺寸也大，氧化还原口也多。另外，在氧化还原位时，氧化还原口一般在熔体下较浅位置，熔体喷溅，氧化还原利用率低，为了熔体搅动均匀，一般炉体底部配置透气砖，透气砖内通氮气对粗铜进行搅拌，但通过透气砖往粗铜熔体内鼓入氮气时氮气会带走一部分的熔体热量，导致能量损失。此外，由于传统氧化枪结构的特点，粗铜氧化时一般通压缩空气，若用富氧空气，氧化还原枪和氧枪砖寿命均较短。另外排精炼渣时，氧化还原枪仍处于熔体搅拌状态，炉体两端部的渣不易排干净，且渣带铜多。

为此，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种底吹精炼炉。根据本实用新型的实施例，该底吹精炼炉包括：

回转炉，所述回转炉包括：

回转炉壳体，所述回转炉壳体内限定出炉膛空间；

炉口，所述炉口设在所述回转炉壳体中段的上部；

进铜口，所述进铜口设在所述回转炉壳体上；

出铜口，所述出铜口设在所述回转炉壳体端部的侧壁上；

底吹氧化还原枪，所述底吹氧化还原枪设在所述回转炉壳体底部且伸入所述炉膛空间内，其中，所述底吹氧化还原枪的直径为38～75cm。

根据本实用新型上述实施例所述的底吹精炼炉，通过采用直径为38-75cm底吹氧化还原枪，可以使单个底吹氧化还原枪的通气量达到500-4500m³/h，进而显著提高底吹氧化还原枪的总通气量，同时通过将氧化还原枪设在回转炉壳体底部且伸入炉膛空间内，在粗铜精炼过程中从熔体底部送气，还可以进一步提高对熔体的搅动效果；进一步地，本实用新型上述实施例底吹精炼炉还可以将炉口作为出烟口使用，此时炉口不用设液压密封装置，在炉口外设烟罩即可，此外，底吹氧化还原枪除了对粗铜进行氧化还原外，还可以取代回转炉端部的燃烧器为炉体供热，以进行熔体加热、炉体保温或烘炉开炉。综上，本实用新型上述实施例的底吹精炼炉无需设置透气砖，也可以不单独设置出烟口和燃烧器，由此，不仅简化炉体结构、降低了设备成本，还可以有效避免由于通过透气砖向粗铜熔体内鼓入氮气而导致的能耗损失；并且采用该底吹精炼炉对粗铜进行精炼时，气量大，脱杂能力强，不仅可以显著提高氧化还原效率，大大缩短粗铜精炼周期(粗铜精炼周期为相同尺寸下现有阳极回转炉粗铜精炼周期的50-75％，此精炼周期指底吹精炼炉从一个周期的进铜、氧化、排渣、还原、浇铸结束到下一个周期开始进铜的一个完整精炼周期时间)，还可以显著提高对粗铜的精炼效果，特别对连续吹炼含S较高的粗铜(如含S量为0.4～1.2wt％的粗铜)精炼氧化效果更为明显；另外，由于本实用新型中底吹氧化还原枪的直径较大，通气时气量大、气流压力高、流速大，一则气体对底吹氧化还原枪冷却效果好，二则大气量使得粗铜氧化还原时间大大缩短，因此在粗铜氧化时由底吹氧化还原枪鼓入富氧空气还可以显著降低对底吹氧化还原枪体和氧枪砖的破坏，从而可以延长底吹氧化还原枪和氧枪砖的使用寿命。

另外，根据本实用新型上述实施例的底吹精炼炉还可以具有如下附加的技术特征：

任选地，所述底吹氧化还原枪为多孔底吹氧化还原枪。由此，可以进一步提高对粗铜进行氧化还原的效率，缩短精炼周期。

任选地，沿所述回转炉的径向方向上，所述底吹氧化还原枪和所述出铜口设在所述炉口的两侧，且沿回转炉壳体圆周方向上，出铜口与炉口的距离小于炉口与底吹氧化还原枪的距离。由此可以有效避免由于由底吹氧化还原枪向熔体内鼓入压缩空气而导致炉体两端的精炼渣难以排干净的问题。

任选地，底吹精炼炉包括多个所述底吹氧化还原枪，所述多个底吹氧化还原枪沿所述回转炉壳体的长度方向对称设置在所述炉口两侧。由此，可以显著提高底吹氧化还原枪向熔体内通气的均匀度，并进一步提高对粗铜进行氧化、还原时对熔体的搅动效果和对回转炉内供热的效果，进而进一步提高对粗铜的精炼效率。

任选地，底吹精炼炉包括2-6个所述底吹氧化还原枪。在本实用新型的一些实施例中，在底吹精炼炉的氧化还原位置，所述底吹氧化还原枪与所述回转炉壳体交点到所述回转炉中心的连线与所述回转炉垂直中心线的角度为-30～60度。使氧化还原枪在氧化还原作业时始终处于熔体的深部区域，由此，不仅可以保证对粗铜进行氧化还原时气体对熔体的搅动效果，并避免熔体从出烟口或炉口溅出，同时在氧化还原作业时，出烟口尽量朝向炉体上方，利于精炼烟气的排放和简化烟罩的结构设计。

任选地，在底吹精炼炉的氧化还原位置，所述底吹氧化还原枪与所述回转炉壳体交点到所述回转炉中心的连线与所述回转炉垂直中心线的角度为-15～30度。由此，可以进一步提高对粗铜进行氧化还原时对熔体的搅动效果，并避免熔体从出烟口或炉口溅出以及精炼烟气的顺利排放。

任选地，所述底吹氧化还原枪的延伸方向与所述连线的角度为0～45度。由此可以使底吹氧化还原枪在粗铜氧化还原阶段中位于熔体下方，进而保证对熔体的搅动效果，提高对粗铜进行氧化还原的效率

任选地，所述进铜口设在所述回转炉壳体上所述出铜口相对的另一端部上。

任选地，所述进铜口设在所述回转炉壳体上所述出铜口相对的另一端部炉体上部的侧壁上。由此可以有利于将热态粗铜供给至底吹精炼炉的炉膛空间内。

任选地，所述进铜口设在所述回转炉壳体端部的端壁上，且在竖直方向上所述进铜口设在炉体端壁的中心位置及且以上部位。由此可以进一步有利于将热态粗铜供给至底吹精炼炉的炉膛空间内。

任选地，所述进铜口设在所述回转炉壳体端部的端壁上，在竖直方向上所述进铜口在炉体中心线以上且与所述回转炉壳体水平中心线的距离不超过400mm。由此可以进一步有利于将热态粗铜供给至底吹精炼炉的炉膛空间内。

任选地，所述回转炉壳体进一步包括燃烧器口，所述燃烧器口设在所述回转炉壳体上靠近所述出铜口的端部的端壁上，所述燃烧器口设置有燃烧器。

任选地，所述回转炉壳体进一步包括出烟口，所述出烟口设在所述回转炉壳体上靠近所述进铜口的炉体端部。

任选地，所述出烟口可以设在所述回转炉壳体靠近所述进铜口位置的炉体上部的侧壁上，且沿所述回转炉的径向方向上，所述出烟口位于所述炉口与所述底吹氧化还原枪之间，并靠近所述炉口处。由此可以进一步避免排渣过程中精炼渣从出烟口溢出。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的底吹精炼炉的结构示意图(其中，(a)为主视图、(b)为左视图、(c)为俯视图)。

图2是根据本实用新型再一个实施例的底吹精炼炉的结构示意图(其中，(a)为主视图、(b)为左视图、(c)为俯视图)。

图3是根据本实用新型又一个实施例的底吹精炼炉的结构示意图(其中，(a)为主视图、(b)为左视图、(c)为俯视图)。

图4是根据本实用新型又一个实施例的底吹精炼炉的结构示意图(其中，(a)为主视图、(b)为左视图、(c)为俯视图)。

图5是根据本实用新型一个实施例的底吹精炼炉在粗铜精炼周期中不同阶段的位置图(其中，(A)、(B)、(C)、(D)、(E)依次为粗铜精炼周期中的加料位置、升温位置、氧化还原位置、排渣位置和出铜位置)。

图6是根据本实用新型再一个实施例的底吹精炼炉在粗铜精炼周期中不同阶段的位置图(其中，(A)、(B)、(C)、(D)、(E)依次为粗铜精炼周期中的加料位置、升温位置、氧化还原位置、排渣位置和出铜位置)。

图7是根据本实用新型又一个实施例的底吹精炼炉在粗铜精炼周期中不同阶段的位置图(其中，(A)、(B)、(C)、(D)、(E)依次为粗铜精炼周期中的加料位置、升温位置、氧化还原位置、排渣位置和出铜位置)。

图8是根据本实用新型又一个实施例的底吹精炼炉在粗铜精炼周期中不同阶段的位置图(其中，(A)、(B)、(C)、(D)、(E)依次为粗铜精炼周期中的加料位置、升温位置、氧化还原位置、排渣位置和出铜位置)。

图9是根据本实用新型又一个实施例的底吹精炼炉在粗铜精炼周期中不同阶段的位置图(其中，(A)、(B)、(C)、(D)、(E)依次为粗铜精炼周期中的加料位置、升温位置、氧化还原位置、排渣位置和出铜位置)。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种底吹精炼炉。根据本实用新型的实施例，如图1所示，该底吹精炼炉包括：回转炉100和底吹氧化还原枪200。其中，回转炉包括回转炉壳体110、炉口120、进铜口130和出铜口140，回转炉壳体110内限定出炉膛空间，炉口120设在回转炉壳体110中段的上部，进铜口130设在回转炉壳体110上，出铜口140设在回转炉壳体110端部的侧壁上；底吹氧化还原枪200设在回转炉壳体110底部且伸入炉膛空间内，其中，底吹氧化还原200枪的直径为38～75cm。

根据本实用新型上述实施例的底吹精炼炉，通过采用直径为38-75cm底吹氧化还原枪200，可以使单个底吹氧化还原枪200的通气量达到500-4500m³/h，进而使显著提高底吹氧化还原枪的总通气量，同时通过将氧化还原枪200设在回转炉壳体110底部且伸入炉膛空间内，在粗铜精炼过程中从熔体底部送气，还可以进一步提高对熔体的搅动效果；进一步地，本实用新型上述实施例底吹精炼炉还可以将炉口120作为出烟口使用，此时炉口120不用设液压密封装置，在炉口外设烟罩即可，此外，底吹氧化还原枪200除了对粗铜进行氧化还原外，还可以取代回转炉端部的燃烧器为炉体供热，以进行熔体加热、炉体保温或烘炉开炉。综上，本实用新型上述实施例的底吹精炼炉无需设置透气砖，也可以不单独设置出烟口和燃烧器，由此，不仅简化炉体结构、降低了设备成本，还可以有效避免由于通过透气砖向粗铜熔体内鼓入氮气而导致的能耗损失；并且采用该底吹精炼炉对粗铜进行精炼时，气量大，脱杂能力强，不仅可以显著提高氧化还原效率，大大缩短粗铜精炼周期(粗铜精炼周期为相同尺寸下现有阳极回转炉粗铜精炼周期的50-75％，此精炼周期指底吹精炼炉从一个周期的进铜、氧化、排渣、还原、浇铸结束到下一个周期开始进铜的一个完整精炼周期时间)，还可以显著提高对粗铜的精炼效果，特别对连续吹炼含S较高的粗铜(如含S量为0.4～1.2wt％的粗铜)精炼氧化效果更为明显，可以使最终获得的精炼铜中的硫含量不高于0.005wt％；另外，由于本实用新型中底吹氧化还原枪200的直径较大，通气时气量大、气流压力高、流速大，一则气体对底吹氧化还原枪冷却效果好，二则大气量使得粗铜氧化还原时间大大缩短，因此在粗铜氧化时由底吹氧化还原枪鼓入富氧空气不仅可以进一步提高氧化效率，缩短氧化时间，还可以显著降低对底吹氧化还原枪体和氧枪砖的破坏，从而可以延长底吹氧化还原枪200和氧枪砖的使用寿命。

需要说明的是，本实用新型中回转炉壳体110中段的上部中所述的“上部”是基于底吹氧化还原枪200的位置而言的，所述“回转炉壳体110端部的侧壁”中，所述“回转式壳体的端部”包括沿回转炉100长度方向上回转炉壳体110两端的圆柱形侧面和垂直于回转炉100长度方向的两个端面，所述“端部的侧壁”指的是回转炉壳体110两端的圆柱形侧面，“端部的端壁”指的是回转炉壳体110垂直于其长度方向的炉体端面。

下面参考图1-图9对本实用新型上述实施例的底吹精炼炉进行详细描述。

根据本实用新型的一个具体实施例，回转炉壳体110可以由钢结构和耐火材料组成，其中炉口120处可以设置有冷却水套。采用底吹精炼炉对粗铜进行精炼时，可以选择性的对出铜口140进行密封，具体地，在底吹精炼炉倒渣时，出铜口处于封堵状态，可以采用黄泥或“滑板装置”堵住出铜口，仅在倒出精炼铜时将出铜口打开，由此在转动炉体倒精炼渣时可以有效避免粗铜流出。

根据本实用新型的再一个具体实施例，底吹氧化还原枪200可以为多孔底吹氧化还原枪。本实用新型中通过采用多孔底吹氧化还原枪，可以增加总通孔面积，提高送气量，并进一步提高底吹氧化还原枪200通气时的气流压力和流速，由此，在对粗铜进行氧化、还原时不仅可以进一步提高对熔体的搅动效果，进而进一步提高对粗铜进行氧化还原的效率，缩短精炼周期；而且由于粗铜氧化时间进一步缩短，还可以进一步降低富氧空气而对氧化还原枪体和氧枪砖造成的负面影响。

根据本实用新型的又一个具体实施例，发明人发现，增加单个底吹氧化还原枪200的通气量可以提高对熔体的搅动效果，进而可以提高对粗铜进行氧化还原的效率，但对熔体搅动效果过于显著时又容易造成熔体喷溅，本实用新型中通过控制底吹氧化还原枪200的直径为38-75cm，可以使单个底吹氧化还原枪200的通气量达到500-4500m³/h，由此，不仅可以显著提高底吹氧化还原枪的总通气量和对熔体的搅动效果，还可以显著改善熔体喷溅的问题。优选地，底吹氧化还原枪200的直径可以为48～65mm，进而可以进一步控制单个底吹氧化还原枪200的通气量，使单个底吹氧化还原枪200的通气量为1000-3000m³/h，由此，可以通过设置合理的底吹氧化还原枪个数进一步提高对粗铜进行精炼的效率并改善熔体喷溅的问题，同时控制合理的氧化还原时间，优化富氧空气和天然气的利用效率。

根据本实用新型的又一个具体实施例，如图1(b)所示，沿回转炉100的径向方向上，底吹氧化还原枪200和出铜口140可以设在炉口120的两侧。发明人发现，现有的阳极回转炉在粗铜氧化阶段结束后从炉口倒渣时，氧化枪仍在粗铜熔体内，通过熔体的搅动起到赶渣的作用，但通常炉体两端的渣因氧化鼓入压缩空气的作用而很难排干净，为了解决上述技术问题，发明人在探索过程中发现，沿回转炉100的径向方向上，通过将底吹氧化还原枪200和出铜口140设在炉口120的两侧，且沿回转炉壳体110圆周方向上，出铜口140与炉口120的距离小于炉口120与底吹氧化还原枪200的距离，在粗铜氧化阶段结束后从炉口120倒出精炼渣时，底吹氧化还原枪200可以转至熔体上方，使熔体处于静置状态，由此可以有效避免由于由底吹氧化还原枪向熔体内鼓入压缩空气而导致炉体两端的精炼渣难以排干净的问题。

根据本实用新型的又一个具体实施例，底吹精炼炉可以包括多个底吹氧化还原枪200，多个底吹氧化还原枪200沿回转炉壳体100的长度方向对称或不对称地设置在炉口120两侧。优选地，多个底吹氧化还原枪200可以沿回转炉壳体100的长度方向对称地设置在炉口两侧，本实用新型中通过采用上述设置，可以显著提高底吹氧化还原枪200向熔体内通气的均匀度，并进一步提高对粗铜进行氧化、还原时对熔体的搅动效果和对回转炉内供热的效果，进而进一步提高对粗铜的精炼效率。优选地，底吹精炼炉可以包括2-6个底吹氧化还原枪200，例如2个、4个或6个，由此，可以针对不同的底吹精炼炉大小或针对粗铜含硫量的高低来选择合适的底吹氧化还原枪个数；进一步地，底吹氧化还原枪200的个数可以为2个，由此可以进一步简化炉体结构。

根据本实用新型的又一个具体实施例，如图5-图9所示，在底吹精炼炉的氧化还原位置，底吹氧化还原枪200与回转炉壳体110交点到回转炉100中心的连线与回转炉100垂直中心线的角度β可以为-30～60度之间的任何一个角度，例如-30度、-15度、0度、15度、30度、45度和60度等，需要说明的是，该角度β以沿回转炉100从进铜口130向出铜口140方向的纵截面为基准，如图5-图9所示(图5-9中，(A)、(B)、(C)、(D)、(E)依次为粗铜精炼周期内的加料位置、升温位置、氧化还原位置、排渣位置和出铜位置)，其中，角度β在图5、图6、图7、图8和图9中依次为-30度、-15度、0度、30度和60度。发明人发现，底吹精炼炉的氧化还原位置时，若底吹氧化还原枪200与回转炉壳体110交点到回转炉100中心的连线与回转炉100垂直中心线的角度β超出-30～60度的范围，一则氧化还原枪在熔体内深度位置变浅，影响熔体的搅拌效果，降低富氧空气和还原剂的利用效率，二则出烟口角度偏离炉体上部方向过大，容易造成熔体从出烟口或炉口120溢出或溅出，同时不利于烟气的排放，还会改变或增加对烟罩结构形式和强度的要求。本实用新型中通过控制底吹精炼炉位于氧化还原位置时底吹氧化还原枪200与回转炉壳体110交点到回转炉100中心的连线与回转炉100垂直中心线的角度β为-30～60度，可以保证对粗铜进行氧化还原时对熔体的搅动效果、氧化还原剂的利用效率，并避免熔体从出烟口或炉口120溅出和利于精炼烟气的排放，还可以简化烟罩的结构形式和强度设计。优选地，底吹精炼炉位于氧化还原位置时底吹氧化还原枪200与回转炉壳体110交点到回转炉100中心的连线与回转炉100垂直中心线的角度β为-15～30度，由此，可以进一步提高对粗铜进行氧化还原时对熔体的搅动效果，并避免熔体从出烟口或炉口120溅出，进而进一步提高对粗铜进行氧化还原的效率，缩短精炼周期，更利于精炼烟气的排放。

进一步地，在底吹精炼炉的氧化还原位置，底吹氧化还原枪200与回转炉壳体110交点到回转炉100中心的连线与回转炉100垂直中心线的角度为-30～60度或优选-15～30度时，底吹氧化还原枪200的延伸方向与“底吹氧化还原枪200与回转炉壳体110交点到回转炉100中心”的连线的角度可以为0～45度，例如0度、15度、25度、30度、35度或40度。由此，通过进一步控制底吹氧化还原枪200与该连线角度可以使底吹氧化还原枪200在粗铜氧化还原阶段中位于熔体下方，进而保证对熔体的搅动效果，提高对粗铜进行氧化还原的效率；优选地，底吹氧化还原枪200对准回转炉100的中心位置(即所述偏离角度为0度)或向回转炉100炉底侧偏离，由此，不仅可以保证对熔体的搅动效果，还可以进一步改善熔体喷溅的现象。

根据本实用新型的又一个具体实施例，如图2所示，回转炉壳体110可以进一步包括燃烧器口160，燃烧器口160可以设在回转炉壳体110上靠近出铜口140的端部上，燃烧器口160对应设置有燃烧器(图中未示出)，由此，通过设置燃烧器可以进一步提高对回转炉的供热效率。

根据本实用新型的又一个具体实施例，如图4所示，回转炉壳体110可以进一步包括出烟口150，出烟口150可以设在回转炉壳体110上靠近进铜口130的端部上，本实用新型中通过使出烟口150朝上可以进一步有利于烟气排出。进一步地，出烟口150可以设在回转炉壳体110靠近进铜口130位置的炉体上部的圆柱形侧壁上，且沿回转炉的径向方向上，出烟口150位于炉口120与底吹氧化还原枪200之间，并靠近炉口120处，进而在氧化期结束后转动炉体排精炼渣时，能够保障渣只从炉口排出，而不会从出烟口150溢出。

根据本实用新型的又一个具体实施例，进铜口130可以设在回转炉壳体110上出铜口140相对的另一端部上。本实用新型的底吹精炼炉结构中，炉口120与进铜口130可以共用一个或分开设置，分开设置时，如图3所示，若进铜口130同时兼做出烟口，进铜口130可以设在回转炉壳体110上出铜口140相对的另一端部炉体上部的侧壁上；如图1或4所示，若炉口120同时兼做出烟口或炉口120与出烟口150分别单独设置，此时，进铜口130可以设在回转炉壳体110上出铜口140相对的另一端部的端壁上，且在竖直方向上进铜口130设在炉体端壁的中心位置及以上部位，由此不仅有利于将热态粗铜供给至底吹精炼炉的炉膛空间内，还能改善将热态粗铜供给至底吹精炼炉炉膛空间内时的喷溅现象，此外，当炉口120同时兼做出烟口时，炉口120不用设置炉口盖，仅在炉口120外设置烟罩即可(附图1和附图2中烟罩未示出)。进一步地，进铜口130设在回转炉壳体110端部的端壁上时，优选在在竖直方向上使进铜口设在炉体中心线以上且与回转炉壳体110水平中心线的距离不超过400mm，由此，可以进一步有利于将热态粗铜供给至底吹精炼炉的炉膛空间内，并显著改善将热态粗铜供给至底吹精炼炉炉膛空间内时的喷溅现象，更主要的是来自吹炼炉的粗铜通过流槽自流到底吹精炼炉时，会大大降低吹炼炉本体及吹炼炉的厂房高度，节省建设投资。其中，需要说明的是，本实用新型中所述炉体可理解为回转炉壳体，所述炉体端壁可理解为回转炉壳体端部的端壁。

根据本实用新型的又一个具体实施例，采用本申请上述实施例所述的底吹精炼炉对粗铜进行精炼时粗铜中的铜含量可以为97.5～98.5wt％，最终得到的精炼铜中铜含量可以达到99.0～99.5wt％，硫含量不高于0.005wt％。

为了进一步方便理解本实用新型上述实施例的底吹精炼炉，下面对采用该底吹精炼炉精炼粗铜的方法进行描述。根据本实用新型的实施例，该方法包括氧化除杂、排渣、还原和出铜。具体如下：

(1)氧化除杂

根据本实用新型的实施例，将热态粗铜经进铜口130供给至炉膛空间，转动回转炉，使回转炉进入氧化位，利用底吹氧化还原枪200向熔体内通入压缩空气或富氧空气，进行氧化除杂作业。

根据本实用新型的一个具体实施例，将热态粗铜经进铜口130供给至炉膛空间时，粗铜液面可以加到炉体中心线下200mm左右的位置，由此，不仅可以提高单炉单次精炼粗铜的体积，进而提高生产效率，还可以避免在后续精炼过程中熔体由炉口或出烟口溅出。

根据本实用新型的一个具体实施例，粗铜中的铜含量可以为97.5～98.5wt％，S含量可以为0.4～1.2wt％。由此可以针对硫含量较高的粗铜进行连续送风脱硫除杂，并达到较好的精炼效果。

根据本实用新型的再一个具体实施例，氧化时富氧空气中含氧量可以为21-60体积％，富氧空气的压力可以0.3-0.9MPa，单个底吹氧化还原枪的通气量可以为500～4500m³/h，优选1000-3000m³/h，所述热态粗铜的温度可以为1200-1350℃，由此可以进一步提高对粗铜进行精炼的效率并改善熔体喷溅的问题。

根据本实用新型的又一个具体实施例，氧化时底吹氧化还原枪200与回转炉壳体110交点到回转炉100中心的连线与回转炉100垂直中心线的角度为-30～60度，优选-15～30度，由此，可以进一步提高对粗铜进行氧化时对熔体的搅动效果，并避免熔体从出烟口或炉口120溅出，进而进一步提高对粗铜进行氧化的效率，缩短精炼周期。进一步地，底吹氧化还原枪200与“底吹氧化还原枪200与回转炉壳体110交点到回转炉100中心”的连线的偏离角度可以为0～45度，优选底吹氧化还原枪200对准回转炉100的中心位置(即所述偏离角度为0度)或向回转炉炉底侧偏离，由此，不仅可以保证对熔体的搅动效果，还可以进一步改善熔体喷溅的现象。

(2)排渣

根据本实用新型的实施例，转动回转炉100，使得底吹氧化还原枪200位于熔体液面上方，将炉渣通过炉口排出。

根据本实用新型的一个具体实施例，整个排渣过程中底吹氧化还原枪始终位于熔体液面上方，出铜口可以由黄泥或“滑板装置”封闭，此时熔体处于静置状态，由此可以进一步有利于精炼渣充分排出，有效避免由于由底吹氧化还原枪向熔体内鼓入压缩空气而导致炉体两端的精炼渣难以排干净的问题。

(3)还原

根据本实用新型的实施例，转动回转炉100进入还原位，利用底吹氧化还原枪200向熔体内通入还原剂、氮气和/或富氧空气进行还原作业。其中，排渣结束后，先利用氮气吹扫底吹氧化还原枪管道后，再通还原剂、氮气和/或富氧空气。

根据本实用新型的一个具体实施例，本实用新型中还原剂的类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如还原剂可以为选自天然气、液化石油气、重油和固体还原剂中的至少一种，由此，可以显著提高对熔体的还原效率，此外还原剂不仅可以起到还原作业，还可以作为燃料使用。优选地，还原剂可以为天然气，天然气为清洁能源，其还原烟气含SO₂低可以经降温净化后送烟囱直接排放。

根据本实用新型的再一个具体实施例，还原时底吹氧化还原枪200与回转炉壳体110交点到回转炉100中心的连线与回转炉100垂直中心线的角度为-30～60度，优选-15～30度，由此，可以进一步提高对粗铜进行还原时对熔体的搅动效果，并避免熔体从出烟口或炉口120溅出，进而进一步提高对粗铜进行还原的效率，缩短精炼周期。进一步地，底吹氧化还原枪200与“底吹氧化还原枪200与回转炉壳体110交点到回转炉100中心”的连线的偏离角度可以为0～45度，优选底吹氧化还原枪200对准回转炉100的中心位置(即所述偏离角度为0度)或向回转炉炉底侧偏离，由此，不仅可以保证对熔体的搅动效果，还可以进一步改善熔体喷溅的现象。

根据本实用新型的又一个具体实施例，还原后得到的精炼铜中的铜含量能达到99.0～99.5wt％，硫含量不高于0.005wt％。

(4)出铜

根据本实用新型的实施例，转动回转炉100使得精炼铜熔体经出铜口140排出，以便进行浇铸作业。具体地，在出铜过程中，打开出铜口140，使精炼铜熔体经出铜口140排出，出铜过程中底吹氧化还原枪200始终位于精炼铜熔体的上方，由此可以进一步有利于精炼铜熔体平稳排出，排铜过程中炉体可以不断缓慢转动，控制出铜口的精炼铜液面压力，或炉体转动到一定位置后通过滑板装置的开度，使精炼铜以一定的流股均匀排出，利于阳极板的浇铸。

根据本实用新型的一个具体实施例，排铜结束后可以利用黄泥或“滑板装置”对出铜口140进行密封，并对底吹精炼炉进行保温，以准备进入下一个周期的粗铜精炼作业。其中，在浇铸机产生的铜板废料等冷铜料可以在粗铜进料过程中由炉口120加入至底吹精炼炉炉膛空间内，以进行再次精炼回用。

需要说明的是，本实用新型上述实施例中针对底吹精炼炉所描述的技术特征和效果同样适用于上述精炼粗铜的方法；另外，在炉体转入氧化位、还原位及转出氧化位、还原位过程中，底吹氧化还原枪处在熔体中时，枪内始终有相应的一定流量压力的气体，以防止熔体倒灌到枪内。

综上，根据本实用新型上述实施例的精炼粗铜的方法，通过采用上述底吹精炼炉对粗铜进行精炼，不仅可以显著提高氧化还原效率，大大缩短粗铜精炼周期(粗铜精炼周期为相同尺寸下现有阳极回转炉粗铜精炼周期的50-75％)，还可以显著提高对粗铜的精炼效果，特别对连续吹炼含S较高的粗铜(如含S量为0.4～1.2wt％的粗铜)精炼氧化效果更为明显；另外，由于该方法中采用的底吹精炼炉无需设置透气砖，还可以有效避免由于通过透气砖向粗铜熔体内鼓入氮气而导致的能耗损失。

需要特别说明的是，传统回转式阳极炉在氧化还原枪位置及各个口位置等各种其他特征不改变的情况下，仅把单孔的氧化还原枪改为多孔的底吹氧化还原枪，增加氧枪直径，增大气体流量，同样可以提高氧化还原效率，缩短粗铜精炼周期，只是其他的一些缺点未得到改善。

下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本实用新型。

实施例1

底吹精炼炉的炉体规格Ф5.0m×15.5m，包括回转炉和底吹氧化还原枪，回转炉(含相应的托辊、滚圈及传动机构)包括回转炉壳体、炉口、进铜口、放铜口和燃烧器口，回转炉壳体为钢结构，内衬耐火材料，进铜口同时作为出烟口，且周围设有烟罩。出铜口设在回转炉壳体端部的侧壁上，进铜口设在与出铜口相对的另一端部的回转炉壳体的圆柱侧面上部，炉口设在回转炉壳体中段的上部，炉口有冷却水套，烟气从进铜口排出，燃烧器口设在回转炉壳体靠近出铜口的端部的端壁上，燃烧器口设置纯氧燃烧器进行炉体加热及保温作业，从回转炉的径向方向上看，底吹氧化还原枪和出铜口设在炉口的两侧，且沿回转炉壳体圆周方向上，出铜口与炉口的距离小于炉口与底吹氧化还原枪的距离，设4个底吹氧化还原枪，沿炉体长度方向炉口两侧各2个，炉口设液压密封装置，炉口同时作为排渣口和加废阳极板等冷铜料口。底吹氧化还原枪的直径为75mm。氧化还原作业时底吹氧化还原枪与回转炉壳体交点到回转炉中心的连线与回转炉垂直中心线的角度为-15度。

对粗铜进行精炼过程如下：从连续吹炼炉放出的热态粗铜通过流槽从底吹精炼炉进铜口加入到炉内，每炉粗铜加约500t停止加粗铜，粗铜中Cu含量为98wt％、S含量为1.2wt％，此时氧枪进富氧空气，富氧空气中含氧量为40体积％，单个底吹氧化还原枪的通气量平均约为4000m³/h，转动炉体进行氧化除杂作业，氧化约60分钟结束，继续转动炉体，进行排渣作业，精炼渣从炉口排出，整个排渣过程中底吹氧化还原枪在熔体液面上方，排渣结束后，底吹氧化还原枪通氮气吹扫管道后，再通天然气、氧气和氮气，转动炉体再到还原位进行还原作业，单个底吹氧化还原枪中天然气、氧气和氮气的通气量分别为1500m³/h、1550m³/h和950m³/h，纯氧燃烧装置通入的天然气和氧气分别为300m³/h和800m³/h，还原期约30分钟结束，还原后得到的精炼铜中Cu含量为99.3wt％，S含量小于0.005wt％，打开出铜口，转动炉体到出铜位进行阳极板浇铸，浇铸过程中不断调整滑板的开度，保障粗铜熔体流股的大小，直至浇铸5.5小时后结束，转回炉体到正常进粗铜位，用“滑板装置”堵住出铜口，进入炉体保温，准备进入下一周期进粗铜作业，至此完成了阳极炉精炼整个周期的操作过程。其中富氧空气、氮气和天然气氧枪处压力为0.6MPa，熔体温度为1200～1350℃，粗铜精炼过程中烟气从出烟口排出炉体外，经烟罩后送烟气冷却净化系统，圆盘浇铸机产生的阳极废板可在粗铜进料过程中从炉口加入。

实施例2

底吹精炼炉的炉体规格Ф4.0m×12.5m，包括回转炉和底吹氧化还原枪，回转炉包括回转炉壳体、炉口、出烟口、进铜口、放铜口和燃烧器口。放铜口设在回转炉壳体端部的侧壁上，进铜口设在回转炉壳体上出铜口相对的另一端部的端壁上，且位于炉体中心线上300mm处，炉口设在回转炉壳体中段的上部，烟气从出烟口排出，出烟口设在回转炉壳体靠近进铜口位置的炉体上部的侧壁上，且沿回转炉的径向方向上，出烟口位于炉口与底吹氧化还原枪之间，并靠近炉口处，燃烧器口设在回转炉壳体靠近出铜口的端部的端壁上，燃烧器口设置纯氧燃烧器进行炉体加热及保温作业，从回转炉的径向方向上看，底吹氧化还原枪和出铜口设在炉口的两侧，且沿回转炉壳体圆周方向上，出铜口与炉口的距离小于炉口与底吹氧化还原枪的距离，设6个底吹氧化还原枪，沿炉体长度方向炉口两侧各3个，炉口设液压密封装置，炉口同时作为排渣口和加废阳极板等冷铜料口。底吹氧化还原枪的直径为38mm。氧化还原作业时底吹氧化还原枪与回转炉壳体交点到回转炉中心的连线与回转炉垂直中心线的角度为0度。

对粗铜进行精炼过程如下：从连续吹炼炉放出的热态粗铜通过流槽从底吹精炼炉进铜口加入到炉内，每炉粗铜加约250t停止加粗铜，粗铜中Cu含量为98.1wt％、S含量为0.6wt％，此时底吹氧化还原枪进压缩空气，压缩空气中含氧量为21体积％，单个底吹氧化还原枪的通气量平均约750m³/h，纯氧燃烧装置通入的天然气和氧气分别为275m³/h和700m³/h，转动炉体进行氧化除杂作业，氧化约120分钟结束，继续转动炉体，进行排渣作业，精炼渣从炉口排出，整个排渣过程中底吹氧化还原枪在熔体液面上方，排渣结束后，底吹氧化还原枪通氮气吹扫管道后，再通天然气和氮气，转动炉体再到还原位进行还原作业，单个底吹氧化还原枪中天然气和氮气的通气量分别为250m³/h和500m³/h，纯氧燃烧装置通入的氧气为1500m³/h，还原期约60分钟结束，还原后得到的精炼铜中Cu含量为99.4wt％，S含量小于0.005wt％，打开出铜口，转动炉体到出铜位进行阳极板浇铸，浇铸过程中不断转动炉体，直至出铜极限位，浇铸3.0小时后结束，转回炉体到正常进粗铜位，用黄泥堵住出铜口，进入炉体保温，准备进入下一周期进粗铜作业，至此完成了阳极炉精炼整个周期的操作过程。富氧空气、氮气和天然气氧枪处压力为0.5MPa，熔体温度为1200～1350℃，粗铜精炼过程中烟气从出铜口排出炉体外，经烟罩后送烟气冷却净化系统，圆盘浇铸机产生的阳极废板可在粗铜进料过程中从炉口加入。

实施例3

底吹精炼炉的炉体规格Ф3.6m×11.5m，包括回转炉和底吹氧化还原枪，回转炉包括回转炉壳体、炉口、进铜口、放铜口，回转炉壳体为钢结构，内衬耐火材料。放铜口设在回转炉壳体端部的侧壁上，进铜口设在回转炉壳体上出铜口相对的另一端部的端壁上，且位于炉体中心线上200mm处，炉口设在回转炉壳体中段的上部，炉口外设烟罩，烟气从炉口排出，从回转炉的径向方向上看，底吹氧化还原枪和出铜口设在炉口的两侧，且沿回转炉壳体圆周方向上，出铜口与炉口的距离小于炉口与底吹氧化还原枪的距离，设2个底吹氧化还原枪，沿炉体长度方向炉口两侧各1个，炉口同时作为排渣口和加废阳极板等冷铜料口。底吹氧化还原枪的直径为60mm。氧化还原作业时底吹氧化还原枪与回转炉壳体交点到回转炉中心的连线与回转炉垂直中心线的角度为30度。

对粗铜进行精炼过程如下：从连续吹炼炉放出的热态粗铜通过流槽从底吹精炼进铜口加入到炉内，每炉粗铜加约180t停止加粗铜，粗铜中Cu含量为98.3wt％、S含量为0.4wt％，此时底吹氧化还原枪进富氧空气，富氧空气中含氧量为30体积％，单个底吹氧化还原枪的通气量平均约2300m³/h，转动炉体进行氧化除杂作业，氧化约60分钟结束，继续转动炉体，进行排渣作业，精炼渣从炉口排出，整个排渣过程中底吹氧化还原枪在熔体液面上方，排渣结束后，底吹氧化还原枪通氮气吹扫管道后，再通天然气和氧气，转动炉体再到还原位进行还原作业，单个底吹氧化还原枪中天然气和氧气的通气量分别为1100m³/h、1200m³/h，还原期约30分钟结束，还原后得到的精炼铜中Cu含量为99.5wt％，S含量小于0.005wt％，打开出铜口，转动炉体到出铜位进行阳极板浇铸，浇铸过程中不断转动炉体，直至出铜极限位，浇铸3小时后结束，转回炉体到正常进粗铜位，用黄泥堵住出铜口，进入炉体保温，准备进入下一周期进粗铜作业，至此完成了阳极炉精炼整个周期的操作过程。富氧空气、氮气和天然气氧枪处压力为0.4MPa，熔体温度为1200～1350℃，粗铜精炼过程中烟气从炉口排出炉体外，经烟罩后送烟气冷却净化系统，圆盘浇铸机产生的阳极废板可在粗铜进料过程中从炉口加入。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种底吹精炼炉，其特征在于，包括：

回转炉，所述回转炉包括：

回转炉壳体，所述回转炉壳体内限定出炉膛空间；

炉口，所述炉口设在所述回转炉壳体中段的上部；

进铜口，所述进铜口设在所述回转炉壳体上；

出铜口，所述出铜口设在所述回转炉壳体端部的侧壁上；

底吹氧化还原枪，所述底吹氧化还原枪设在所述回转炉壳体底部且伸入所述炉膛空间内，其中，所述底吹氧化还原枪的直径为38～75cm。

2.根据权利要求1所述的底吹精炼炉，其特征在于，所述底吹氧化还原枪为多孔底吹氧化还原枪。

3.根据权利要求1或2所述的底吹精炼炉，其特征在于，沿所述回转炉的径向方向上，所述底吹氧化还原枪和所述出铜口设在所述炉口的两侧，且沿所述回转炉壳体圆周方向上，所述出铜口与所述炉口的距离小于所述炉口与所述底吹氧化还原枪的距离。

4.根据权利要求1所述的底吹精炼炉，其特征在于，包括多个所述底吹氧化还原枪，所述多个底吹氧化还原枪沿所述回转炉壳体的长度方向对称设置在所述炉口两侧。

5.根据权利要求4所述的底吹精炼炉，其特征在于，包括2-6个所述底吹氧化还原枪。

6.根据权利要求1所述的底吹精炼炉，其特征在于，在底吹精炼炉的氧化还原位置，所述底吹氧化还原枪与所述回转炉壳体交点到所述回转炉中心的连线与所述回转炉垂直中心线的角度为-30～60度。

7.根据权利要求6所述的底吹精炼炉，其特征在于，所述底吹氧化还原枪与所述回转炉壳体交点到所述回转炉中心的连线与所述回转炉垂直中心线的角度为-15～30度。

8.根据权利要求6或7所述的底吹精炼炉，其特征在于，所述底吹氧化还原枪的延伸方向与所述连线的角度为0～45度。

9.根据权利要求1所述的底吹精炼炉，其特征在于，所述进铜口设在所述回转炉壳体上所述出铜口相对的另一端部上。

10.根据权利要求9所述的底吹精炼炉，其特征在于，所述进铜口设在所述回转炉壳体上所述出铜口相对的另一端部炉体上部的侧壁上。

11.根据权利要求9所述的底吹精炼炉，其特征在于，所述进铜口设在所述回转炉壳体端部的端壁上，且在竖直方向上所述进铜口设在所述炉体端壁的中心位置及以上部位。

12.根据权利要求9或11所述的底吹精炼炉，其特征在于，所述进铜口设在所述回转炉壳体端部的端壁上，在竖直方向上所述进铜口在炉体中心线以上且与所述回转炉壳体水平中心线的距离不超过400mm。

13.根据权利要求9所述的底吹精炼炉，其特征在于，所述回转炉壳体进一步包括燃烧器口，所述燃烧器口设在所述回转炉壳体上靠近所述出铜口的端部的端壁上，所述燃烧器口设置有燃烧器。

14.根据权利要求9所述的底吹精炼炉，其特征在于，所述回转炉壳体进一步包括出烟口，所述出烟口设在所述回转炉壳体上靠近所述进铜口的炉体端部。

15.根据权利要求13或14所述的底吹精炼炉，其特征在于，所述出烟口可以设在所述回转炉壳体靠近所述进铜口位置的炉体上部的侧壁上，且沿所述回转炉的径向方向上，所述出烟口位于所述炉口与所述底吹氧化还原枪之间，并靠近所述炉口处。