DE3832843C1

DE3832843C1 - Device for supplying a charging-oxygen mixture to a smelting furnace

Info

Publication number: DE3832843C1
Application number: DE19883832843
Authority: DE
Inventors: Vladimir Antonovich Suschinsky; Anatoly Petrovich Ust-Kamenogorsk Su Sychev
Original assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ GORNO-METALLURGICESKIJ INSTITUT CVETNYCH METALLOV UST-KAMENOGORSK SU
Current assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ GORNO-METALLURGICESKIJ INSTITUT CVETNYCH METALLOV UST-KAMENOGORSK SU
Priority date: 1988-09-28
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1989-10-19
Also published as: JP2588764B2; JPH02125022A; AU613111B2; AU2567388A; FR2637359B1; FR2637359A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Nichteisenmetallurgie und betrifft Vorrichtungen für die Zuführung eines Beschickung-Sauerstoff-Gemisches in einen Verhüttungsofen.

Die vorliegende Erfindung kann erfolgreich einge setzt werden beim Schmelzen von sulfidischem Konzentrat im Fließzustand beim Sauerstoffschwebe-Elektroofen schmelzverfahren oder beim Zyklonschmelzen.

Es ist eine Vorrichtung für die Zuführung eines Beschickung-Sauerstoff-Gemisches in einen Verhüttungs ofen bekannt (SU, A, 10 78 225), die ein Gehäuse, einen ins Innere des Gehäuses geführten Stutzen für die Zu führung der Beschickung, einen Beschickung-Sauerstoff- Mischer, der mit dem Gehäuse starr verbunden ist, mit dem Stutzen für die Zuführung der Beschickung in Ver bindung steht und mit diesen einen Raum für Sauerstoff bildet, und einen Stutzen für die Hauptzuführung des Sauerstoffs enthält, der mit dem Gehäuse und mit dem Raum für Sauerstoff verbunden ist.

In dieser Vorrichtung enthält der Beschickung- Sauerstoff-Mischer einen Diffusor, der auf dem Gewölbe des Schmelzschachts des Verhüttungsofens unter dem Ge häuse gelegen und mit diesem verbunden ist, und Leit schaufeln, die im Diffusor angebracht sind, wobei der Stutzen für die Zuführung der Beschickung in das Ge häuse hineingeführt ist und sich in dessen Innern be wegen kann und der Raum für den Sauerstoff von den Innenflächen eines Teils des Gehäuses und des Diffusors und von der Außenfläche eines Teils des Stutzens für die Zuführung der Beschickung gebildet wird.

In dieser Vorrichtung ist jedoch die Anzahl der von den Leitschaufeln des Beschickung-Sauerstoff- Mischers erzeugten Sauerstoffstrahlen begrenzt und das Mischen des Sauerstoffs mit der Beschickung geschieht in einem begrenzten Raum, und zwar im unteren Teil des Diffusors, wo die Geschwindigkeit des Sauerstoffs klei ner ist, weshalb keine vollständige und gleichmäßige Durchmischung der Beschickung mit dem Sauerstoff erreicht wird, was zu einer unvollständigen Oxydation der Teilchen der Beschickung und folglich zu verstärkten Verlusten durch Staubentwicklung und somit zu einer Verminderung der Leistung des Verhüttungsofens führt.

Außerdem erweitert in dieser Vorrichtung der Beschickung- Sauerstoff-Mischer die Flamme des Beschickung-Sauerstoff- Gemisches im Körper des Gewölbes des Schmelzschachts des Verhüttungsofens, was zu einem intensiven mechanischen Verschleiß des Diffusors des Beschickung-Sauerstoff-Mischers und des Gewölbes des Schmelzschachts des Verhüttungsofens führt, was wiederum die Lebensdauer der Vorrichtung und des Schmelzschachts verkürzt.

Dazu kommt, daß in der Vorrichtung die Bildung des Beschickung- Sauerstoff-Gemisches im Innern des Diffusors des Beschickung- Sauerstoff-Mischers zur schnellen Abnutzung seiner Innenfläche führt, weshalb die Wände des Diffusors des Beschickung- Sauerstoff-Mischers verstärkt werden müssen und der Metall aufwand für die Vorrichtung zunimmmt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für die Zuführung eines Beschickung-Sauer stoff-Gemisches in einen Verhüttungsofen zu schaffen, in der das Gehäuse und der Beschickung-Sauerstoff-Mischer so ausgeführt sind, daß die Staubverluste verringert werden, die Flamme des Beschickung-Sauerstoff-Gemisches sich im Schmelzschacht des Verhüttungsofens erweitert und so die Leistung und die Lebensdauer des Verhüttungsofens und der Vorrichtung vergrößert und der Metallaufwand für die Vor richtung verringert werden.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Ausbildungen der Vorrichtung nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es ist zweckmäßig, daß die Vorrichtung für die Zuführung eines Beschickung-Sauerstoff-Gemisches in einen Verhüttungs ofen ein Mittel für die zusätzliche Zuführung von Sauerstoff enthält, das mit dem Stutzen für die Zuführung der Beschickung mechanisch verbunden ist.

Es ist auch zweckmäßig, daß in der Vorrichtung für die Zuführung eines Beschickung-Sauerstoff-Gemisches in einen Verhüttungsofen das Mittel für die zusätzliche Zuführung von Sauerstoff eine Halterung und eine mechanisch mit ihr verbundene Düse enthält, deren Austrittsende entlang der Längsachse des Stutzens für die Zuführung der Beschickung in die stufige Rohrmuffe verläuft.

Es ist sinnvoll, daß in der Vorrichtung für die Zuführung eines Beschickung-Sauerstoff-Gemisches in einen Verhüttungsofen das Eintrittsende der Düse des Mittels für die zusätzliche Zuführung von Sauerstoff durch eine Öffnung hindurchgeht, die in der Wand des Stutzens für die Zuführung der Beschickung ausgeführt ist, wobei der Stutzen für die Zuführung der Beschickung eine gebogene Form hat und das Mittel für die zusätzliche Zu führung von Sauerstoff ein Fixierelement zusätzlich ent hält, das mit der Halterung mechanisch verbunden, außer halb des Stutzens für die Zuführung der Beschickung angebracht und mit dem das Eintrittsende der Düse beweglich verbunden ist.

Es ist erwünscht, daß in der Vorrichtung für die Zuführung eines Beschickung-Sauerstoff-Gemisches in einen Verhüttungsofen die Halterung des Mittels für die zu sätzliche Zuführung von Sauerstoff in Form eines Kreuz stücks ausgebildet ist, dessen Mittelteil mit dem Ein trittsende der Düse verbunden ist und das sich in dem in der geschlossenen Kammer gelegenen Teil des Stutzens für die Zuführung der Beschickung befindet, und in der Oberfläche dieses Teils des Stutzens für die Zuführung der Beschickung Öffnungen ausgeführt sind entsprechend der Anzahl der Rohre des hohlen Kreuzstücks und durch jede dieser Öffnungen ein ihr entsprechendes Rohr hin durchgeführt wird.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Oxy dationsgeschwindigkeit der zu verarbeitenden Beschickung infolge dessen Sättigung mit Sauerstoff zu erhö hen, wodurch die Staubverluste verringert und die Leistung des Verhüttungsofens erhöht werden, das letztlich zu einer Steigerung der Metallgewinnung führt.

Außerdem ermöglicht die vorliegende Erfindung das Ausbreiten der Flamme des Beschickung-Sauerstoff-Ge misches im Innern des Schmelzschachts des Verhüttungs ofens, wodurch der mechanische Verschleiß verringert und somit die Lebensdauer der Vorrichtung und des Schmelzschachts des Verhüttungsofens verlängert wird.

Als letztes muß erwähnt werden, daß die vorliegen de Erfindung es ermöglicht, den mittleren Teil des Be schickung-Sauerstoff-Gemisches mit Sauerstoff zu füllen, was ebenfalls die Leistung des Verhüttungsofens erhöht.

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschrei bung konkreter Ausführungsbeispiele und anhand der bei liegenden Zeichnungen erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 - die Gesamtansicht einer erfindungsgemä ßen Vorrichtung für die Zuführung eines Beschickung- Sauerstoff-Gemisches in einen Verhüttungsofen (im Längsschnitt);

Fig. 2 - den Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 - die Gesamtansicht einer erfindungsgemä ßen Vorrichtung für die Zuführung eines Beschickung- Sauerstoff-Gemisches in einen Verhüttungsofen mit einem Mittel für die zusätzliche Zuführung von Sauerstoff (im Längsschnitt);

Fig. 4 - die Gesamtansicht einer erfindungsgemä ßen Vorrichtung für die Zuführung eines Beschickung- Sauerstoff-Gemisches in einen Verhüttungsofen mit einem hohlen Kreuzstück des Mittels für die zusätzliche Zu führung von Sauerstoff (im Längsschnitt);

Fig. 5 - den Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 4.

Die Vorrichtung für die Zuführung eines Beschickung-Sauerstoff-Gemisches in einen Verhüttungsofen enthält eine geschlossene Kammer 1 (Fig. 1), in deren Innern sich ein Beschickung-Sauerstoff-Mischer befindet, der als eine stufige Rohrmuffe 2 kegeliger Form ausge führt ist. Die Rohrmuffe 2 hat drei Stufen 3, 4, 5, auf denen gleichmäßig auf dem Umfang verteilt Öffnungen 6, 7, 8 (Fig. 1) ausgeführt sind. Die Achsen 9, 10, 11 der entsprechenden Öffnungen 6, 7, 8 sind relativ zur Oberfläche der Rohrmuffe 2 in eine Richtung geneigt. Die Stufe 5 (Fig. 1) mit dem großen Durchmesser der Rohrmuffe 2 ist mit der Wand 12 der Kammer 1 starr ver bunden. Ein Stutzen 13 für die Zuführung der Beschickung ist koaxial und starr mit der Stufe 3 mit dem kleinen Durchmesser der Rohrmuffe 2 verbunden. An der Kammer 1 ist ein Stutzen 14 für die Hauptzuleitung des Sauer stoffs tangential befestigt. Die Außenfläche 15 der Rohrmuffe 2 und die Außenfläche 16 eines Teils des im Innern der Kammer 1 befindlichen Stutzens 13 bilden mit der Innenfläche 17 der Kammer 1 einen Raum 18 für Sauerstoff. In der Betriebsstellung ist die Kammer 1 so im Körper des Gewölbes 19 des Schmelzschachts (in der Zeichnung nicht abgebildet) des Verhüttungs ofens angebracht, daß die Stufe 5 der Rohrmuffe 2 sich unterhalb des Gewölbes 19 im Innern des Schmelz schachts befindet.

Nach einer anderen Ausführungsvariante der Vorrich tung für die Zuführung eines Beschickung-Sauerstoff- Gemisches in einen Verhüttungsofen hat der Stutzen 20 (Fig. 3) eine gebogene Form, und in seiner mit einem großen Krümmungsradius ausgeführten Oberfläche befin det sich eine Öffnung, durch die eine Düse 21 eines Mittels 22 für die zusätzliche Zuführung von Sauerstoff hindurchgeht. Das Austrittsende 23 der Düse 21 liegt im Innern der Rohrmuffe 2 und koaxial zu ihr. Das Ein trittsende 24 der Düse 21 ist mechanisch und mit Hilfe eines Fixierelements 25 (vorliegend eine Schraube 25) beweglich mit einer Halterung 26 verbunden, die an dem Stutzen 20 angebracht ist.

Nach einer letzten Ausführungsvariante der Vor richtung für die Zuführung eines Beschickung-Sauerstoff- Gemisches in einen Verhüttungsofen ist die Halterung des Mittels 22 (Fig. 4) in Form eines hohlen Kreuzstücks 27 ausgebildet. Das Kreuzstück 27 besteht aus mit Hilfe eines Mittelteils 28 verbundenen Rohren 29 (Fig. 3, 5). Das Ein trittsende 24 (Fig. 4) der Düse 21 steht mit dem Mit telteil 28 in Verbindung. Das Kreuzstück 27 befindet sich im Innern des in der Kammer 1 gelegenen Teils des Stutzens 13, in dessen Wänden 30 drei Öffnungen ausge führt sind, durch die je ein entsprechendes Rohr 29 des Kreuzstücks 27 hindurchgeht.

Die in Fig. 1, 2 abgebildete Vorrichtung für die Zu führung eines Beschickung-Sauerstoff-Gemisches in einen Verhüttungsofen funktioniert folgendermaßen.

Die Beschickung gelangt von einer Dosiervorrichtung (in der Zeichnung nicht abgebildet) durch den Stutzen 13 für die Zuführung der Beschickung in die stufige Rohr muffe 2. Gleichzeitig wird Sauerstoff durch den Stutzen 14 für die Hauptzuführung von Sauerstoff zugeleitet, wodurch der Sauerstoff in den Raum 18 für Sauerstoff gelangt. Auf Grund dessen, daß der Stutzen 14 an der Kammer 1 tangential befestigt ist, strömt der Sauerstoff aus dem Raum 18 durch die Öffnungen 6, 7, 8 in die stu fige Rohrmuffe 2 mit einer hohen Geschwindigkeit. In folge der Neigung der Achsen der Öffnungen 6, 7, 8 in die glei che Richtung in den Stufen 3, 4, 5 der Rohrmuffe 2 wer den die Sauerstoffstrahlen außerdem in eine Drehbewe gung versetzt. Die kegelige Form der Rohrmuffe 2 ermög licht es, sowohl die Geschwindigkeit des Sauerstoffs, als auch den Durchmesser der Flamme des Beschickung- Sauerstoff-Gemisches zu erhöhen.

Die vielen kleinen Sauerstoffstrahlen, die eine hohe Geschwindigkeit haben und eine Drehbewegung aus führen, treffen in der Rohrmuffe 2 auf den Strom der Beschickung auf und zerteilen diesen Strom. Die Teil chen der Beschickung werden von den Sauerstoffstrah len erfaßt und in eine Wirbelbewegung versetzt. Die kegelige Form der bei Betriebsbeginn der Vorrichtung in den Körper des Gewölbes 19 gebrachten Rohrmuffe 2 führt dazu, daß die Flamme des Beschickung-Sauerstoff- Gemisches sich im Innern des Schmelzschachts des Ver hüttungsofens ausbreitet und einen mehrstufigen Be schickung-Sauerstoff-Wirbel bildet, wodurch die Dauer des Schwebezustands der Teilchen der Beschickung ver längert und ein gutes Vermischen des Sauerstoffs mit der Beschickung in dessen gesamten Volumen gewähr leistet wird. Das bewirkt eine weitgehende Oxydation und ein besseres Schmelzen der Teilchen der Beschickung und folglich eine Verringerung der Staubverluste und somit eine Erhöhung der Leistung des Verhüttungsofens.

Die in Fig. 3 abgebildete Vorrichtung für die Zu führung eines Beschickung-Sauerstoff-Gemisches in einen Verhüttungsofen funktioniert folgendermaßen.

Bei Verwendung der Vorrichtung im Verhüttungsofen mit größerem Volumen der zu verarbeitenden Beschickung als in dem bereits beschriebenen Ofen wird durch die Düse 21 des Mittels 22 für die zusätzliche Sauerstoff zuführung Sauerstoff in die stufige Rohrmuffe 2 gelei tet. In der Rohrmuffe 2 strömt der Sauerstoff in der Mitte des Stroms der Beschickung und füllt den Mittel teil der Flamme des Beschickung-Sauerstoff-Gemisches im Innern des Schmelzschachts, wodurch ein gleichmäßiges Vermischen der Beschickung mit dem Sauerstoff in des sen gesamten Volumen erreicht wird. Der gebogene Stut zen 20 für die Zuführung der Beschickung erleichtert die Bedienung, wenn die Düse 21 in der Halterung 26 mit Hilfe der Schraube 25 reguliert werden muß.

Im übrigen funktioniert diese Vorrichtung ebenso wie die vorher beschriebene.

Die in Fig. 4, 5 abgebildete Vorrichtung für die Zuführung eines Beschickung-Sauerstoff-Gemisches in einen Verhüttungsofen funktioniert ähnlich wie die be reits beschriebene mit dem Unterschied, daß der Sauer stoff in die Rohre 29 des hohlen Kreuzstücks 27 aus dem Raum 18 gelangt, der mit Sauerstoff gefüllt ist, der nur durch den Stutzen 14 für die Hauptzuleitung des Sauerstoffs zugeführt wird.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, den Me tallaufwand für die Vorrichtung zu verringern.

Außerdem vereinfacht die vorliegende Erfindung den Betrieb der Vorrichtung.

Claims

1. Vorrichtung für die Zuführung eines Beschickung-Sauerstoff- Gemisches in einen Verhüttungsofen, insbesondere für die Zufuhr von Sulfidkonzentraten beim Sauerstoff-Schwebeschmelzen die
ein Gehäuse,
einen ins Innere des Gehäuses geführten Stutzen (13) für die Zuführung der Beschickung,
einen Beschickung-Sauerstoff-Mischer, der mit dem Gehäuse starr verbunden ist, mit dem Stutzen (13) für die Zuführung der Beschickung in Verbindung steht und mit diesen einen Raum (18) für Sauerstoff bildet, und
einen Stutzen (14) für die Hauptzuführung des Sauerstoffs enthält, der mit dem Gehäuse und mit dem Raum (18) für den Sauerstoff verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr
das Gehäuse in Form einer geschlossenen Kammer (1) ausgebildet und
der Beschickung-Sauerstoff-Mischer als eine stufige kegel förmige Rohrmuffe (2) ausgeführt ist, die im Innern der geschlossenen Kammer (1) gelegen ist, Stufen (3, 4, 5) hat, auf denen gleichmäßig auf dem Umfang verteilt Öffnungen (6, 7, 8) ausgeführt sind,
deren Achsen relativ zu den Wänden der stufigen Rohr muffe (2) in eine Richtung geneigt sind, und
deren Stufe (5) mit dem großen Durchmesser mit der geschlossenen Kammer (1) und deren Stufe (3) mit dem kleinen Durchmesser mit dem Stutzen (13) für die Zuführung der Beschickung starr verbunden ist, wo bei

- der Raum (18) für Sauerstoff von den Außen flächen (15, 16) der stufigen Rohrmuffe (2) und eines Teils des Stutzens (13) für die Zuführung der Beschickung und von der Innenfläche (17) der geschlossenen Kammer (1) gebildet wird und
- der Stutzen (14) für die Hauptzuführung des Sauerstoffs an der geschlossenen Kammer (1) tangential angebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß sie

- ein Mittel (22) für die zusätzliche Zuführung von Sauerstoff enthält, daß mit dem Stutzen (13) für die Zuführung der Beschickung mechanisch verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß in ihr das Mittel (22) für die zusätzli che Zuführung von Sauerstoff

- eine Halterung (26) und eine mechanisch mit ihr verbundene
- Düse (21) enthält, deren Austrittsende (23) ent lang der Längsachse des Stutzens (20) für die Zuführung der Beschickung in die stufige Rohrmuffe (2) verläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß in ihr das Eintrittsende (24) der Düse (21) des Mittels (22) für die zusätzliche Zuführung von Sauerstoff durch eine Öffnung hindurchgeht, die in der Wand des Stutzens (20) für die Zuführung der Beschickung ausgeführt ist, wobei der Stutzen (20) für die Zuführung der Beschickung eine gebogene Form hat und das Mittel (22) für die zusätzliche Zuführung von Sauerstoff zusätzlich

- ein Fixierelement (25) enthält das mechanisch mit der Halterung (26) verbunden, außerhalb des Stut zens (20) für die Zuführung der Beschickung angebracht und mit dem das Eintrittsende (24) der Düse (21) beweg lich verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß in ihr die Halterung des Mittels (22) für die zusätzliche Zuführung von Sauerstoff in Form eines Kreuzstücks (27) ausgeführt ist, dessen Mit telteil (28) mit dem Eintrittsende (24) der Düse (21) verbunden ist und das in dem in der geschlossenen Kam mer (1) gelegenen Teil des Stutzens (13) für die Zu führung der Beschickung angebracht ist, und in der Wand dieses Teils des Stutzens (13) für die Zuführung der Beschickung Öffnungen ausgeführt sind entsprechend der Anzahl der Rohre (29) des hohlen Kreuzstücks (27), und durch jede dieser Öffnungen ein ihr entsprechendes Rohr (29) hindurchgeführt wird.