RU2037757C1

RU2037757C1 - Liquid bath melting furnace

Info

Publication number: RU2037757C1
Application number: RU92005082A
Authority: RU
Inventors: Михаил Георгиевич Васильев; Владимир Михайлович Васильев
Original assignee: Михаил Георгиевич Васильев; Владимир Михайлович Васильев
Priority date: 1992-11-24
Filing date: 1992-11-24
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: pyrometallurgy. SUBSTANCE: furnace comprising shaft 1, caissoned belt 2 with tuyeres 3 has a relation of above-tuyere to under-tuyere zones from 0.8: 1 to 1.4:1. The furnace also has hearth 7, devices with openings for separate discharge of slag and matte. The level of threshold 13 of matte opening 12 between shaft 1 and slime siphon 8 is 1-1.8 the height of the under-tuyere zone while the level of threshold 10 of slag opening above the lower edge of end wall 6 between shaft 1 and slag siphon 8 is 1-1.2 the height of the under-tuyere zone. EFFECT: improved performance achieved by preventing supercooling of furnace and formation of intermediate layer in slag bath. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области пирометаллургии. The invention relates to the field of pyrometallurgy.

Известна печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне, содержащая прямоугольную шахту с кессонированным поясом и фурмами, разделяющими шахту на надфурменную и подфурменную зоны, подину, устройства с окнами для раздельного выпуска шлака и штейна, свод с отверстиями для загрузки шихты и вывода отходящих газов. Отношение высот надфурменной и подфурменной зон шахты печи составляет 2-10, отношение высот надфурменной и подфурменной зон кессонированного пояса составляет 3-5 и отношение высот окон над подиной в устройствах для выпуска шлака и штейна составляет 1,2-4,0 [1]
Наиболее близкой к заявляемой печи по технической сущности и достигаемому результату является печь для непрерывной плавки сульфидных материалов в жидкой ванне, содержащая прямоугольную шахту с кессонированным поясом и фурмами, разделяющими шахту и кессонированный пояс на надфурменную и подфурменную зоны, подину, устройства с окнами для раздельного выпуска шлака и штейна, свод с отверстиями для загрузки шихты и вывода отходящих газов. Фурмы расположены на высоте, разделяющей кессонированный пояс на надфурменную и подфурменную зоны с соотношением высот от 1,5:1 до 1:3, при этом торцовые стенки кессонированного пояса выполнены не доходящими до подины с соотношением высот от фурм до нижних кромок торцовых стенок от 0,3 до 0,9 [2]
Недостатком обеих печей является то, что они рассчитаны на работу с высокой шлаковой ванной, равной 1,2-4 ч. При такой глубине ванны неизбежно ее переохлаждение в нижней части, что ведет к неизбежному выпаданию промежуточного слоя и, следовательно, к грубому нарушению технологического режима.Known furnace for the continuous melting of sulfide materials in a liquid bath, containing a rectangular shaft with a coffered belt and tuyeres dividing the shaft into a super-tuyere and a tuyere-shaped zone, a hearth, devices with windows for separate discharge of slag and matte, a vault with holes for loading the charge and exhaust gas . The ratio of the heights of the above-tuft and sub-tuyere zones of the furnace shaft is 2-10, the ratio of the heights of the tuyere and the tuyere zones of the coffered belt is 3-5 and the ratio of the heights of the windows above the bottom in the devices for releasing slag and matte is 1.2-4.0 [1]
Closest to the claimed furnace in technical essence and the achieved result is a furnace for continuous melting of sulfide materials in a liquid bath, containing a rectangular shaft with a coffered belt and tuyeres dividing the shaft and coffered belt into a tuyere and tuyere zone, hearth, devices with windows for separate release slag and matte, a vault with holes for loading the charge and exhaust gas. The tuyeres are located at a height dividing the coffered belt into the above-tuft and sub-tuyere zones with a height ratio from 1.5: 1 to 1: 3, while the end walls of the caisson belt are made not reaching the bottom with a height ratio from tuyeres to the lower edges of the end walls from 0 , 3 to 0.9 [2]
The disadvantage of both furnaces is that they are designed to work with a high slag bath equal to 1.2-4 hours. With such a depth of the bath, its cooling in the lower part is inevitable, which leads to the inevitable loss of the intermediate layer and, consequently, to a gross violation of the technological mode.

Целью изобретения является повышение эффективности работы печи путем устранения возможности переохлаждения печи в нижней части, приводящему к выпаданию промежуточного слоя ванны. The aim of the invention is to increase the efficiency of the furnace by eliminating the possibility of overcooling the furnace in the lower part, leading to the loss of the intermediate layer of the bath.

Поставленная цель достигается тем, что в печи для плавки в жидкой ванне, содержащей прямоугольную шахту, кессонированный пояс с фурмами, разделяющий шахту на надфурменную и подфурменную зоны, торцовые стенки которого выполнены не доходящими до подины с соотношением высот от фурм до нижних кромок торцовых стенок от 0,3 до 0,9, устройства с окнами для раздельного выпуска шлака и штейна, свод с отверстиями для загрузки шихты и вывода отходящих газов, согласно изобретению соотношение высот надфурменной и подфурменной зон составляет от 0,8: 1 до 1,4:1, при этом уровень порога штейнового окна над нижней кромкой торцовой стенки между шлаковым сифоном и шахтой составляет 1-1,8 высоты подфурменной зоны, а уровень порога шлакового окна над нижней кромкой торцовой стенки между шлаковым сифоном и шахтой составляет 1-1,2 высоты подфурменной зоны. This goal is achieved by the fact that in the furnace for melting in a liquid bath containing a rectangular shaft, a coffered belt with tuyeres dividing the shaft into a super-tuyere and a tuyere-shaped zone, the end walls of which are made not reaching the bottom with a height ratio from the tuyeres to the lower edges of the end walls from 0.3 to 0.9, devices with windows for the separate release of slag and matte, a vault with holes for loading the charge and exhaust gas, according to the invention, the ratio of the heights of the tuyere and tuyere zones is from 0.8: 1 to 1.4: 1 while the threshold level of the matte window above the lower edge of the end wall between the slag siphon and the shaft is 1-1.8 height of the tuyere zone, and the threshold level of the matte window above the lower edge of the end wall between the slag siphon and the shaft is 1-1.2 height of the tuyere zones.

На чертеже представлена предлагаемая печь. The drawing shows the proposed furnace.

Печь содержит прямоугольную шахту 1, кессонированный пояс 2 с фурмами 3 и торцовыми стенками 4 и 5 с нижней кромкой 6, подину 7, шлаковый сифон 8 с шлаковым окном 9, снабженным порогом 10, и штейновый сифон 11 с штейновым окном 12 и порогом 13, загрузочное устройство 14 и устройство для вывода газа 15. The furnace contains a rectangular shaft 1, a coffered belt 2 with tuyeres 3 and end walls 4 and 5 with a lower edge 6, a bottom 7, a slag siphon 8 with a slag window 9 provided with a threshold 10, and a matte siphon 11 with a matte window 12 and a threshold 13, boot device 14 and a device for gas outlet 15.

Фурмы 3 расположены на высоте, разделяющей кессонированный пояс 2 на надфурменную h и подфурменную h' зоны с соотношением их высот 0,8-1,5. Порог штейнового окна находится выше нижней кромки 6 торцовой стенки 5, находящейся между шахтой и шлаковым сифоном, на уровне 1-1,8 высоты подфурменной зоны. Порог шлакового окна находится выше нижней кромки 6 торцовой стенки 5 на уровне 1,2-2 высоты подфурменной зоны. Таким образом, за точку отсчета уровней штейнового и шлакового порогов принимается нижняя кромка торцовой стенки, находящейся между шахтой и шлаковым сифоном. Уровень порогов определяется высотой подфурменной зоны от точки отсчета и составляет для порога штейнового окна 1-1,8 высоты подфурменной зоны, а для порога шлакового окна 1,2-2 высоты подфурменной зоны. The tuyeres 3 are located at a height separating the coffered belt 2 into a tuyere h and a tuyere h 'zone with a ratio of their heights of 0.8-1.5. The threshold of the matte window is located above the lower edge 6 of the end wall 5, located between the shaft and the slag siphon, at the level of 1-1.8 height of the tuyere zone. The threshold of the slag window is located above the lower edge 6 of the end wall 5 at the level of 1.2-2 height of the tuyere zone. Thus, the lower edge of the end wall located between the shaft and the slag siphon is taken as the reference point for the matte and slag thresholds. The threshold level is determined by the height of the tuyere zone from the reference point and amounts to 1–1.8 height of the tuyere zone for the matte window threshold, and 1.2–2 tuyere zone height for the slag window threshold.

Печь работает следующим образом. The furnace operates as follows.

В шахту 1 через загрузочное устройство 2 на поверхность расплава непрерывно грузится шихта. Через фурмы 3 в шлакоштейновую ванну подается дутье, где происходит плавка. Образующийся штейн как более тяжелый оседает и накапливается на подине 7. Благодаря выбранному соотношению Н (высота столба расплава) и h'' (высота расплава в штейновом сифоне) уровень штейна на подине 7 будет накапливаться и затем поддерживаться на уровне нижней кромки 6 торцовой стенки 5. Поэтому накапливающийся на поверхности штейна шлак при превышении веса столба расплава Н в печи над весом столба расплава h''' (высота расплава в шлаковом сифоне) будет проскакивать под нижней кромкой торцовой стенки 5 в шлаковый сифон 8 и удаляться через шлаковое окно 9. В свою очередь, уровень штейна в штейновом сифоне h'' уравновешивается столбом Н шлаковой ванны и поэтому при накоплении его уровень штейна в штейновом сифоне 11 будет увеличиваться и сливаться через штейновое окно 12. Обычно высота надфурменной зоны h равна 0,4-0,5 м, тогда высота подфурменной зоны h' равна для нижнего предела: h' 0,4 x 0,8 0,32 м, а для верхнего предела h' 0,4 x 1,4 0,5 м. Такое подфурменное пространство обеспечивает полнообъемное его перемешивание и необходимый прогрев шлаковой ванны, препятствующий образованию промежуточного слоя. При повышении указанного верхнего предела отношения 1,4 уровень подфурменной зоны увеличится, образуются застойные зоны, способствующие образованию промежуточного слоя. При снижении нижнего предела 0,8 высота подфурменного пространства снизится и будет возможен захват штейна из штейновой ванны на фурмы, что осложняет работу фурм из-за их зарастания настылями. In the mine 1 through the loading device 2 on the surface of the melt continuously loaded mixture. Through tuyeres 3, a blast is supplied to the cinder tank, where melting takes place. The resulting matte, as heavier, settles and accumulates on the bottom 7. Due to the selected ratio of H (melt column height) and h '' (melt height in the matte siphon), the matte level on the bottom 7 will accumulate and then be maintained at the level of the lower edge 6 of the end wall 5 Therefore, the slag accumulating on the matte surface when the melt column weight H is exceeded in the furnace over the melt column weight h '' (melt height in the slag siphon) will slip under the bottom edge of the end wall 5 into the slag siphon 8 and be removed through the slag ova window 9. In turn, the matte level in the matte siphon h ″ is balanced by the column N of the slag bath and therefore, when accumulated, the matte level in the matte siphon 11 will increase and merge through the matte window 12. Typically, the height of the tuyere zone h is 0.4 -0.5 m, then the height of the tuyere zone h 'is equal to the lower limit: h' 0.4 x 0.8 0.32 m, and for the upper limit h '0.4 x 1.4 0.5 m. the tuyere space provides full-volume mixing and the necessary heating of the slag bath, which prevents the formation of an intermediate layer oops. With an increase in the indicated upper limit of the ratio of 1.4, the level of the sub-tuyere zone will increase, stagnant zones are formed that contribute to the formation of an intermediate layer. When lowering the lower limit of 0.8, the height of the tuyere space will decrease and it will be possible to capture matte from the matte bath onto the tuyeres, which complicates the tuyeres due to their overgrowth by the insides.

Уровень порога штейнового окна в штейновом сифоне определяет уровень шлаковой ванны в шахте, а также уровень штейна в шлаковом сифоне. При повышении верхнего предела 1,8 будет повышаться высота шлаковой ванны в шахте печи, что, в свою очередь, приведет к повышению уровня штейна в шлаковом сифоне, в результате чего высота надфурменной зоны увеличится до таких пределов, при которых возможен залив фурм расплавом. The threshold level of the matte window in the matte siphon determines the level of the slag bath in the mine, as well as the level of matte in the slag siphon. With an increase in the upper limit of 1.8, the height of the slag bath in the furnace shaft will increase, which, in turn, will increase the level of matte in the slag siphon, as a result of which the height of the tuyere zone will increase to such limits that the tuyeres can be filled with melt.

При снижении нижнего предела 1,2 уровень шлаковой ванны в надфурменной зоне снизится до таких пределов, когда возможны проскоки дутьевого факела и, как следствие, снижение использования кислорода дутья. With a decrease in the lower limit of 1.2, the level of the slag bath in the super-tuyere zone will decrease to such limits when breakthroughs of the blow torch are possible and, as a result, a decrease in the use of oxygen in the blow.

От уровня порога шлакового окна также зависит высота надфурменного пространства в шахте печи. Повышение его уровня выше чем 2 увеличивает высоту надфурменной зоны и может привести к заливке фурм. При снижении уровня ниже 1,2 снизится использование кислорода дутья. The height of the tuyere space in the furnace shaft also depends on the threshold level of the slag window. An increase in its level higher than 2 increases the height of the tuyere zone and can lead to filling tuyeres. If the level drops below 1.2, the use of oxygen in the blast will decrease.

Таким образом, по сравнению с устройствами аналогичного назначения данная печь позволяет устранить условия, приводящие к переохлаждению нижней части печи и, как следствие, к образованию промежуточного слоя. Это стабилизирует технологический режим печи и улучшает ее работу в целом. Thus, in comparison with devices of a similar purpose, this furnace eliminates the conditions leading to overcooling of the lower part of the furnace and, as a result, to the formation of an intermediate layer. This stabilizes the technological mode of the furnace and improves its operation as a whole.

Claims

LIQUID BATH FURNACE FURNACE, containing a rectangular shaft, a coffered belt with tuyeres, dividing the shaft into a tuyere and tuyere zone, the end walls of which are made not reaching the bottom with a ratio from the tuyere axis to the lower edges of the end walls 0.3 0.9, slag and matte siphons with windows for the separate discharge of slag and matte located on the sides of the shaft, a vault with holes for loading the charge and exhaust gas, characterized in that the ratio of the heights of the above-tuft and under-tuyere zones is (0.8 1) (1.4 1 ), at m, the distance between the lower cut of the matte window and the lower edge of the end wall between the slag siphon and the shaft is 1.0 1.8 the height of the tuyere zone, and the distance between the lower edge of the slag window and the lower edge of the end wall between the slag siphon and the shaft is 1.0 1 , 2 heights of the tuyere zone.