CN213835483U - 一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及冶金设备技术领域，具体为一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉，包括从下至上依次连接设置的炉基座、炉底、炉缸、炉体和炉顶盖，所述炉体包括炉体中段和炉体上段，所述炉缸的两端分别设置渣室和铜锍虹吸通道，所述渣室靠近顶部的侧壁上开设有排渣口；所述炉体中段的侧壁上开设有多个用于通入压缩空气或富氧空气的侧吹风眼；所述炉顶盖的中部开设有排烟通道，所述排烟通道的两侧设有下料口。本实用新型解决了冶金炉窑大型化后带来的冶金炉窑温度场的均匀性影响，且大大提高了处理物料能力，实现了生产操作上的连续性，以及解决了炉顶补二次风困难、耐火材料寿命短等难题。

Description

一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉

技术领域

本实用新型涉及冶金设备技术领域，尤其是涉及一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉。

背景技术

现有侧吹熔池熔炼工艺技术已经是非常成熟的技术。但是，由于该工艺设备冶炼炉窑的炉型结构上采用“L型”设计，即炉顶一侧给料、一侧出烟，烟道靠近渣室，炉床两端分别为铜锍虹吸井和渣室，采用歇式排放组织生产，使得冶炼过程中仍存在如铜冶炼侧吹熔池熔炼炉窑装备粗铜产能低(10万t/a～20万t/a规模)的问题；如提高冶炼规模处理能力仍采用“L型”设计思路，会存在冶炼熔池温度场均匀问题，同时增大“L型”侧吹炉的烟气负压控制难易程度以及烟气流速增高带来影响难以评估。传统侧吹炉还存在炉缸及炉体上部等区域所使用的耐火砖容易被熔体冲刷、浸蚀，导致耐火砖使用寿命短，一般需要每年进行一次大修更换耐火砖；同时侧吹炉炉体上段补二次风，存在风眼区冷却粘接严重，导致补二次风困难，冶炼烟气单体硫或一氧化碳气体等燃烧不充分影响烟气系统，使得现有侧吹炉在生产排放操作连续性、耐火砖寿命、二次风补风效果上都存在严重的缺点。

发明内容

针对上述问题，有必要提供一种处理物料能力100万t/a以上、延长耐火材料寿命、二次风供风效果更优、降低能耗、金属直收率高的富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉，包括从下至上依次连接设置的炉基座、炉底、炉缸、炉体和炉顶盖，所述炉体包括炉体中段和炉体上段，所述炉缸的两端分别设置渣室和铜锍虹吸通道，所述渣室靠近顶部的侧壁上开设有排渣口；所述炉体中段的侧壁上开设有多个用于通入压缩空气或富氧空气的侧吹风眼；所述炉顶盖的中部开设有排烟通道，所述排烟通道的两侧设有下料口。

进一步地，所述炉体上段的两端分别设有观察口，所述炉体上段的两侧分别设有二次风口群组，且所述二次风口群组在炉体上段的两侧分区对开。

进一步地，所述炉体中段为铜水套，所述炉缸及炉体上段的耐火砖内预置有铜水套。

进一步地，所述炉顶盖为表面衬耐火材料的铜水套或钢水套。

进一步地，所述炉体钢结构包括支撑座和钢壳，所述支撑座设于炉基座上，所述钢壳设于支撑座且套装于炉缸外。

进一步地，所述渣室上还设有渣室盖。

进一步地，所述排渣口为一个或多个。

进一步地，所述排烟通道的每一侧分别设有三个下料口，三个所述下料口间隔设置。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型侧吹熔池熔炼连续冶金炉具有熔炼、氧化、还原及烟化等冶炼气氛调节功能，通过对炉体结构采用“倒T型”设计，即在炉顶盖的中部开设排烟通道，排烟通道的两侧设置下料口，炉膛不设隔墙分区，解决了冶金炉窑大型化后带来的冶金炉窑温度场的均匀性影响，且大大提高了处理物料能力，使处理物料能力达100万t/a以上；同时通过在炉缸的两端分别设置渣室和铜锍虹吸通道，渣室设置有一个或多个排渣口，实现了生产操作上的连续性；此外，通过在炉体上段的两侧分别设有分区对开的二次风口群组，解决了炉顶补二次风困难的问题；通过炉缸和炉体上段内置铜水套，解决了耐火材料寿命短等难题。因此，本实用新型具有结构简单、处理能力大、能耗低、金属直收率高、操作环境佳等优点，能够广泛应用于铜、镍、铅、锌、锡、锑及铁的冶炼。

附图说明

图1是本实用新型实施例一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉的主视图；

图2是本实用新型实施例一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉的俯视图；

图3是本实用新型实施例一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉的侧视图。

附图中，1-炉基座，2-炉钢壳，3-铜锍虹吸通道，4-侧吹风眼，5-观察口，6-二次风口群组，7-下料口，8-渣室盖，9-排渣口，10-渣室，11-炉顶盖，12-排烟通道，13-炉底，14-炉缸，141-第一内置铜水套，15-炉体中段，151-底平水套，152-立水套，153-斜水套，154-顶平水套，16-供风系统，17-炉体上段，171-第二内置铜水套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例

如图1至图3所示，一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉，包括从下至上依次连接设置的炉基座1、炉底13、炉缸14、炉体和炉顶盖11，所述炉体包括炉体中段15和设于炉体中段15上的炉体上段17，炉体中段15设于炉缸14上。所述炉缸14的两端分别设置渣室10和铜锍虹吸通道3，所述渣室10上还设有渣室盖8，所述渣室10靠近顶部的侧壁上开设有一个或多个排渣口9，以实现熔池液面稳定控制连续性生产。所述炉体中段15的侧壁上开设有多个用于通入压缩空气或富氧空气的侧吹风眼4，其中，富氧浓度在21％-99.6％。且本实用新型炉体结构采用“倒T型”设计，即所述炉顶盖11的中部开设有排烟通道12，所述排烟通道12的两侧设有下料口7，炉膛不设隔墙分区，解决了冶金炉窑大型化后带来的冶金炉窑温度场的均匀性影响，且大大提高了处理物料能力，使处理物料能力达100万t/a以上。

进一步地，所述炉体上段17的两端分别设有观察口5，便于对炉体内熔炼状况的观察。所述炉体上段17的两侧分别设有二次风口群组6，且所述二次风口群组6在炉体上段17的两侧分区对开，通过分区对开的二次风口群组6补二次风，二次风供风效果更优，解决了炉顶补二次风困难的问题。

进一步地，所述炉缸14外设有炉体钢结构2，该炉体钢结构2与现有技术相同。具体为，炉体钢结构2为支撑座和砌筑耐火砖炉体外部钢壳的总和。即所述炉体钢结构2括支撑座和钢壳，所述支撑座设于炉基座1上，所述钢壳设于支撑座上且套装于炉缸14外。

与现有技术类似，本实用新型的炉体上还设有供风系统16，供风系统16包括多个风机，风机分别与侧吹风眼4和二次风口群组6连通，为炉体提供富氧空气或补充二次风。

进一步地，由于冶炼炉窑由耐火砖、铜水套及外钢壳组成，其中铜水套内设有冷却水管，对熔池内部冷却挂渣形成隔热保护，因此本实用新型还设有包括冷却水管的冷却水系统。所述炉体中段15为铜水套制成，其中，铜水套根据安装位置包括顶平水套151、立水套152、斜水套153和底平水套154。所述炉缸14内也预置有第一内置铜水套141，炉体上段17的耐火砖内也预置有第二内置铜水套171。铜水套内均含有通冷却水的铜管。所述炉顶盖11为表面衬耐火材料的铜水套或钢水套。这一设置，用以在炉缸14、炉体和炉顶盖11上形成一层外层冷却强度大的冷却层，使得炉墙耐火材料始终在低温下工作，大大延长了冶炼炉窑的使用寿命，耐火材料寿命达3年以上。

进一步地，所述排烟通道12的每一侧分别设有三个下料口7，三个所述下料口7间隔设置。通过位于排烟通道12两侧的六个下料口形成加料系统，增大处理物料能力。

本实用新型用于冶炼铜、镍、铅、锌、锡、锑及铁物料的侧吹熔池熔炼连续冶金炉冶炼步骤如下：

(a)根据富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉所衬耐火材料的升温曲线和冶炼操作所需要的温度，对富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉进行升温，升至冶炼操作所需的温度；

(b)与步骤(a)同时，在耐火材料达到一定的温度时，在富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉的炉顶下料口中投加木材、焦炭、铜锍、炉渣采用料柱冷开法形式建立熔池，建立熔池深度至少在1500mm以上；

(c)在熔池造好之后，把压缩空气或富氧空气通入到侧吹风眼内4，依据炉况情况开启风眼数量和调整风压来控制气体流量；

(d)在富氧空气(21％-99.6％)进入熔池后，开始启动加料系统，把精矿、熔剂等混合物料通过富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉炉顶两侧下料口7加入到炉缸14内，开始进行熔炼。随着熔炼的不断进行，得到从精矿物料至锍或粗金属的中间物和炉渣混合物，其中铜锍或粗金属的中间物因比重较大沉于底部，炉渣比重小浮于上部；

(e)当熔池液面上涨到一定高度，渣室10内炉渣液面开始上涨，当液面上涨至排渣口9高度，开始排放炉渣；

(f)随着冶炼物料的增加，其中铜锍或粗金属的中间物产出量逐渐积累上涨，当液位达到虹吸口高度时，铜锍虹吸通道3开始排放铜锍或粗金属的中间物；

(g)在步骤(e)、(f)调整排放稳定之后，持续从排烟通道12两侧的下料口7加入物料，冶炼产生的炉渣从排渣口9连续溢流进入渣包缓冷，铜锍或粗金属的中间物连续的从铜锍虹吸通道3的虹吸口中流出进入吹炼炉，富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉至此进入到连续稳定动态生产平衡中；

(h)随着冶炼的同步进行，需要依据烟气中的残氧浓度调整开启二次风口群组6中二次风口的数量补充二次风量；由于熔池搅动喷溅严重，二次风口区易粘接，本实用新型二次风口群组6采用于炉体上段17两侧分区对开的方式，当其中一区粘接时，关闭该区域风眼，开启其他区域风眼；当关闭区风眼无冷风进入，该区域温度提高后粘接物会逐渐熔化，以利于下次交互开启使用；

(i)稳定控制炉缸14及炉体上段7耐火材料内预置铜水套温度，保障与熔体接触的耐火材料表面冷凝沉积一部分炉渣保护耐火材料的冲刷与浸蚀，延长耐火材料寿命。

本实用新型侧吹熔池熔炼连续冶金炉具有熔炼、氧化、还原及烟化等冶炼气氛调节功能，通过对炉体结构采用“倒T型”设计，即在炉顶盖11的中部开设排烟通道12，排烟通道12的两侧设置下料口7，炉膛不设隔墙分区，解决了冶金炉窑大型化后带来的冶金炉窑温度场的均匀性影响，且大大提高了处理物料能力，使处理物料能力达100万t/a以上；同时通过在炉缸14的两端分别设置渣室10和铜锍虹吸通道3，渣室10设置有一个或多个排渣口9，实现了生产操作上的连续性，此外，通过在炉体上段17的两侧分别设有分区对开的二次风口群组6，解决了炉顶补二次风困难的问题；通过炉缸14和炉体上段17内置铜水套，解决了耐火材料寿命短等难题。因此，本实用新型具有结构简单、处理能力大、能耗低、金属直收率高、操作环境佳等优点，能够广泛应用于铜、镍、铅、锌、锡、锑及铁的冶炼。

Claims (8)

1.一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉，包括从下至上依次连接设置的炉基座(1)、炉底(13)、炉缸(14)、炉体和炉顶盖(11)，其特征在于：所述炉体包括炉体中段(15)和炉体上段(17)，所述炉缸(14)的两端分别设置渣室(10)和铜锍虹吸通道(3)，所述渣室(10)靠近顶部的侧壁上开设有排渣口(9)；所述炉体中段(15)的侧壁上开设有多个用于通入压缩空气或富氧空气的侧吹风眼(4)；所述炉顶盖(11)的中部开设有排烟通道(12)，所述排烟通道(12)的两侧设有下料口(7)。

2.如权利要求1所述的一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉，其特征在于：所述炉体上段(17)的两端分别设有观察口(5)，所述炉体上段(17)的两侧分别设有二次风口群组(6)，且所述二次风口群组(6)在炉体上段(17)的两侧分区对开。

3.如权利要求2所述的一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉，其特征在于：所述炉体中段(15)为铜水套，所述炉缸(14)及炉体上段(17)的耐火砖内预置有铜水套。

4.如权利要求2所述的一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉，其特征在于：所述炉顶盖(11)为表面衬耐火材料的铜水套或钢水套。

5.如权利要求1所述的一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉，其特征在于：所述炉缸(14)外还设有炉体钢结构(2)，所述炉体钢结构(2)包括支撑座和钢壳，所述支撑座设于炉基座(1)上，所述钢壳设于支撑座且套装于炉缸(14)外。

6.如权利要求5所述的一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉，其特征在于：所述渣室(10)上还设有渣室盖(8)。

7.如权利要求5所述的一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉，其特征在于：所述排渣口(9)为一个或多个。

8.如权利要求1所述的一种富氧侧吹熔池熔炼连续冶金炉，其特征在于：所述排烟通道(12)的每一侧分别设有三个下料口(7)，三个所述下料口(7)间隔设置。

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