RU2734613C2 - Horizontal converter and combined melting-converting method - Google Patents

Horizontal converter and combined melting-converting method Download PDF

Info

Publication number
RU2734613C2
RU2734613C2 RU2019103627A RU2019103627A RU2734613C2 RU 2734613 C2 RU2734613 C2 RU 2734613C2 RU 2019103627 A RU2019103627 A RU 2019103627A RU 2019103627 A RU2019103627 A RU 2019103627A RU 2734613 C2 RU2734613 C2 RU 2734613C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tuyeres
melt
row
converter
oxygen
Prior art date
Application number
RU2019103627A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019103627A (en
RU2019103627A3 (en
Inventor
Константин Валерьевич Булатов
Сергей Александрович Якорнов
Андрей Фаритович Ибрагимов
Ильфат Ильдусович Исхаков
Владимир Петрович Жуков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых "Уралмеханобр"
Общество С Ограниченной Ответственностью "Медногорский Медно-Серный Комбинат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых "Уралмеханобр", Общество С Ограниченной Ответственностью "Медногорский Медно-Серный Комбинат" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых "Уралмеханобр"
Priority to RU2019103627A priority Critical patent/RU2734613C2/en
Publication of RU2019103627A publication Critical patent/RU2019103627A/en
Publication of RU2019103627A3 publication Critical patent/RU2019103627A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2734613C2 publication Critical patent/RU2734613C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to processing of sulphide polymetallic concentrates and conversion of matte in combined melting-converting unit. Horizontal converter is equipped with an additional row of lower side tuyeres installed below said row of side tuyeres at distance of 0.4–0.8 m, wherein tuyere inclination angle to converter horizontal cross-section horizontal axis is from 2 degrees to 8 degrees. Melting-converting is performed with supply of oxygen-air blow to melt through side tuyeres and through additional row of lower side tuyeres, complex blowing of melt—with supply of oxygen-air blow to said tuyeres at ratio of gas flow rate supplied to upper row of side tuyeres to gas flow supplied to lower row of side tuyeres, equal to (1–2):(4–6), respectively.
EFFECT: invention increases melting-conversion efficiency by 1_1–1_3 times while increasing tuyeres and melting unit to 213–217 days.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к переработке полиметаллического сульфидного медно-свинцово-цинкового концентрата в горизонтальных конвертерах медеплавильного производства.The invention relates to the field of nonferrous metallurgy, in particular to the processing of polymetallic sulfide copper-lead-zinc concentrate in horizontal converters of copper-smelting production.

Известны способы переработки сульфидных концентратов в стандартных и переоборудованных горизонтальных конвертерах медеплавильного производства с боковым дутьем (Гудима Н.В., Шейн Я.П. Краткий справочник по металлургии цветных металлов. М.: Металлургия 1975, 535 с.; Набойченко С.С., Агеев Н.Г., Дорошкевич А.П., Жуков В.П. Процессы и аппараты цветной металлургии. Екатеринбург, УРО РАН, 2005, 699 с.; Скопов Г.В., Старков К.Е., Харитиди Г.П. и др. Способ переработки сульфидных медно-свинцово-цинковых материалов. RU 2520292, Б.И., 2014, 17; Жуков В.П., Скопов Г.В., Холод С.И. Пирометаллургия меди. Екатеринбург, УРО РАН. 2016. 640 с.). Недостатками указанных методов переработки и конструктивного оформления агрегата является интенсивный износ огнеупорных материалов боковой зоны фурменного пояса, что ограничивает газовую нагрузку на фурмы и применение кислорода, снижает скорость циркуляции расплава в объеме ванны, уменьшает производительность процесса.Known methods of processing sulfide concentrates in standard and converted horizontal converters of copper smelting with side blast (Gudima N. In., Shein Ya.P. A short guide to non-ferrous metallurgy. M .: Metallurgy 1975, 535 p .; Naboychenko S.S. , Ageev N.G., Doroshkevich A.P., Zhukov V.P. Processes and devices of non-ferrous metallurgy.Yekaterinburg, URO RAS, 2005, 699 pp .; Skopov G.V., Starkov K.E., Haritidi G. P. et al. Method of processing sulfide copper-lead-zinc materials.RU 2520292, BI, 2014, 17; Zhukov V.P., Skopov G.V., Kholod S.I. Pyrometallurgy of copper. Yekaterinburg, URO RAS. 2016.640 p.). The disadvantages of these methods of processing and structural design of the unit is intense wear of refractory materials in the lateral zone of the tuyere belt, which limits the gas load on the tuyeres and the use of oxygen, reduces the rate of circulation of the melt in the volume of the bath, and reduces the productivity of the process.

Известны также аналоги изобретения с организацией только нижней (донной) продувки расплава (Вэй Кэцзянь, Цзян Юми, Чжан Чженмин и др. Способ и печь для конвертирования медных штейнов посредством донной продувки. RU 2647418. БИ, 2017, 3; Жуков В.П., Скопов Г.В., Холод С.И. Пирометаллургия меди. Екатеринбург, УРО РАН. 2016. с. 361-364). Для увеличения зоны барботажа и интенсификации процесса конструктивно, донные фурмы устанавливают в шахматном порядке, что позволяет расширить границы реакционной зоны вертикального факела. Донная продувка расплава снижает теплонапряженность в области боковой кладки огнеупоров, что увеличивает кампанию горизонтального конвертера, но не в состоянии обеспечить интенсивное развитие циркуляционных потоков и существенно повысить производительность плавки и конвертирования.There are also known analogs of the invention with the organization of only the bottom (bottom) blowing of the melt (Wei Kejian, Jiang Yumi, Zhang Zhengming, etc. Method and furnace for converting copper mattes by bottom blowing. RU 2647418. BI, 2017, 3; Zhukov V.P. , Skopov G.V., Kholod S.I. Pyrometallurgy of copper.Yekaterinburg, URO RAS. 2016. p. 361-364). To increase the bubbling zone and intensify the process structurally, the bottom tuyeres are staggered, which makes it possible to expand the boundaries of the reaction zone of the vertical flame. Bottom blowing of the melt reduces the heat density in the area of the side lining of refractories, which increases the campaign of the horizontal converter, but is not able to provide an intensive development of circulation flows and significantly increase the productivity of melting and converting.

Прототипом изобретения (Жуков В.П., Скопов Г.В., Холод С.И. Пирометаллургия меди. Екатеринбург, УРО РАН. 2016. С. 361-364) является модифицированный конвертер медеплавильного производства, именуемый в дальнейшем, как ПАП (Плавильный Агрегат «Победа»). Совмещенная плавка полиметаллического сульфидного сырья и конвертирования в ПАП, реализована (Скопов Г.В., Старков К.Е., Харитиди Г.П. и др. Способ переработки сульфидных медно-свинцово-цинковых материалов. RU 2520292, БИ №17, 2014) на Медногорском медно-серном комбинате (ООО «ММСК»). Технические характеристики ПАП приведены ниже.The prototype of the invention (Zhukov V.P., Skopov G.V., Kholod S.I. Pyrometallurgy of copper. Yekaterinburg, URO RAS. 2016. P. 361-364) is a modified converter of copper smelting, hereinafter referred to as PAP (Smelting Unit "Victory"). Combined smelting of polymetallic sulfide raw materials and conversion into PAP, implemented (Skopov G.V., Starkov K.E., Haritidi G.P. and others. Method of processing sulfide copper-lead-zinc materials. RU 2520292, BI No. 17, 2014 ) at the Mednogorsk copper-sulfur plant (LLC "MMSK"). The technical characteristics of the PAP are shown below.

Технические характеристики ПАПPAP specifications

Figure 00000001
Figure 00000001

Плавильный агрегат ПАП (фиг. 1) представляет собой цилиндрический реактор (1), конструктивно оформленный в виде удлиненного конвертера с газовой горловиной (3), смещенной к одному из торцов. Дутье подается через ряд боковых горизонтально расположенных к зеркалу ванны фурм (9), установленных ниже уровня расплава на расстоянии 750 мм от продольной горизонтальной оси конвертера. Для увеличения стойкости фурм и срока службы футеровки в области их установки, используют конструкцию типа «труба в трубе». Во внешнюю межтрубную полость (оболочка) подают защитный газ (компрессорный воздух) с расходом 150-300 м3/ч, а по центральной трубе (основной канал) окислитель: воздух с расходом 800-1000 м3/ч, или кислород 800-1000 м3/ч. Конвертер футерован хромомагнезитовым кирпичом. С целью снижения скорости износа огнеупорной футеровки фурменного пояса ПАП, в нем установлены охлаждаемые элементы выше и ниже оси фурм, которые охлаждаются от системы водяного охлаждения под разряжением (ВОПР). Наличие системы ВОПР позволяет использовать кислородно-воздушное дутье (КВС), содержащее 22,9% об. О2 и достичь максимальной производительности 405,6 т концентрата в сутки при увеличении кампании агрегата до 205 суток.The PAP melting unit (Fig. 1) is a cylindrical reactor (1), structurally designed in the form of an elongated converter with a gas neck (3) offset to one of the ends. The blast is fed through a row of lateral tuyeres (9) horizontally located to the mirror of the bath, installed below the level of the melt at a distance of 750 mm from the longitudinal horizontal axis of the converter. To increase the durability of the tuyeres and the service life of the lining in the area of their installation, a pipe-in-pipe design is used. Shielding gas (compressor air) is supplied to the outer annular cavity (shell) with a flow rate of 150-300 m 3 / h, and through the central pipe (main channel) an oxidizer: air with a flow rate of 800-1000 m 3 / h, or oxygen 800-1000 m 3 / h. The converter is lined with chrome-magnesite bricks. In order to reduce the rate of wear of the refractory lining of the PAP tuyere belt, cooled elements are installed in it above and below the axis of the tuyeres, which are cooled from a water cooling system under pressure (RWC). The presence of the VOPR system allows the use of oxygen-air blast (KVS) containing 22.9% vol. О 2 and achieve a maximum productivity of 405.6 tons of concentrate per day with an increase in the unit campaign to 205 days.

Шихтовые материалы загружают непрерывно через загрузочную горловину (2), слив штейна осуществляют периодически, а шлака непрерывно в изложницы шлакоразливочной машины (12). Сыпучие, кусковые и брикетированные материалы загружают через загрузочную горловину в области реакционной зоны агрегата. Загрузку крупногабаритных материалов проводят через газовую горловину. Заливка штейна производится через горловину, служащую для отвода газов. Для заливки штейна ПАП поворачивается на 52° в сторону, противоположную линии фурм.The charge materials are loaded continuously through the feed throat (2), the matte is drained periodically, and the slag is continuously fed into the molds of the slag casting machine (12). Bulk, lumpy and briquetted materials are loaded through the feed throat in the reaction zone of the unit. The loading of bulky materials is carried out through the gas throat. The matte is poured through a throat that serves to remove gases. To pour the matte, the PAP is rotated 52 ° in the direction opposite to the tuyere line.

Выпуск обогащенного штейна производят через выпускное отверстие в торцевой стенке печи (8) и далее по футерованному желобу (7) сливают в ковш (6). Шлак с поверхности расплава удаляют непрерывно с торцевой части печи через летку (10), противоположной загрузке, и далее по футерованному желобу (11) сливают непосредственно в ковши, либо в изложницы. Для эвакуации газообразных продуктов предусмотрена газовая горловина, установленная в стороне от реакционной зоны. Напыльник пароиспарительного охлаждения состоит из двух частей: стационарной (4) и поворотной (5). Стационарная часть выполнена в виде прямоугольного фланца, подсоединенного к газоходной магистрали. Поворотная часть напыльника при подъеме в верхнее положение полностью открывает доступ к горловине для выполнения технологических операций.The discharge of the enriched matte is carried out through an outlet in the end wall of the furnace (8) and then through a lined chute (7) is poured into a ladle (6). Slag from the surface of the melt is removed continuously from the end part of the furnace through the tap hole (10) opposite to the charge, and then through the lined chute (11) it is poured directly into ladles or into molds. To evacuate gaseous products, a gas neck is provided, installed away from the reaction zone. The evaporative cooling dust cover consists of two parts: stationary (4) and rotary (5). The stationary part is made in the form of a rectangular flange connected to the gas pipeline. The swivel part of the dust cover, when raised to the upper position, completely opens up access to the neck for performing technological operations.

Основными недостатками прототипа являются:The main disadvantages of the prototype are:

1. Слаборазвитая циркуляционная зона в объеме ванны, обусловленная установкой только бокового ряда фурм, ограничивает производительность плавки, конвертирования;1. A poorly developed circulation zone in the volume of the bath, due to the installation of only the side row of tuyeres, limits the productivity of melting, converting;

2. Применение только боковых фурм, даже при наличии системы ВОПР, лимитирует дальнейшее увеличение срока службы зоны фурменного пояса;2. The use of only side tuyeres, even in the presence of a VOPR system, limits the further increase in the service life of the tuyere belt zone;

Задачей предлагаемого изобретения является совершенствование конструкции ПАП и способа ввода дутья в расплав с оптимизацией его расходов, обеспечивающая:The objective of the present invention is to improve the design of the PAP and the method of introducing blast into the melt with the optimization of its costs, providing:

- увеличение производительности;- increase in productivity;

- повышение срока службы фурм и элементов конструкции в области их установки.- increasing the service life of tuyeres and structural elements in the area of their installation.

Указанная задача решается тем, что в ПАП устанавливается дополнительно к боковому ряду еще один нижний ряд фурм (13). При плавке шихтовых материалов или конвертировании печь поворачивают таким образом, чтобы вертикальная ось нижних фурм совпала с центральной вертикальной осью ПАП (фиг. 2). В этом случае достигается максимальный объем реакционной зоны расплава, подвергаемой воздействию нижнего дутья. К данному положению агрегата привязано место обработки расплава струями бокового дутья, определяемое расстоянием между нижними и боковыми фурмами в интервале значений от 0,4 м до 0,8 м. Комплексная продувка расплава нижним и боковым дутьем при соотношении расхода газов, подаваемых в верхний ряд фурм Qб к нижнему Qн, равном Qб/Qн = (1-2)/(4-6), изменяет характер движения циркуляционных потоков в пристеночной области и объеме ванны, в отличие от аналогов и прототипа изобретения. Это приводит к увеличению производительности плавки твердой шихты и более высокой усвояемости ванной кускового флюса. Установка боковых фурм под углом β=2°-8° к зеркалу расплава, или к центральной горизонтальной оси поперечного сечения ПАП, приводит к закручиванию потока расплава в его объеме, при умеренном его воздействии на кладку боковой зоны фурменного пояса.This problem is solved by the fact that in addition to the side row, one more lower row of tuyeres is installed in the PAP (13). When melting charge materials or converting, the furnace is rotated so that the vertical axis of the lower tuyeres coincides with the central vertical axis of the PAP (Fig. 2). In this case, the maximum volume of the reaction zone of the melt exposed to the bottom blast is achieved. The location of the melt processing by side blast jets is tied to this position of the unit, which is determined by the distance between the lower and side tuyeres in the range of values from 0.4 m to 0.8 m. Q b to the lower Q n , equal to Q b / Q n = (1-2) / (4-6), changes the nature of the movement of circulation flows in the wall region and the volume of the bath, in contrast to analogues and the prototype of the invention. This leads to an increase in the productivity of melting the solid charge and a higher digestibility of the bath lump flux. Installation of lateral tuyeres at an angle β = 2 ° -8 ° to the melt mirror, or to the central horizontal axis of the PAP cross-section, leads to swirling of the melt flow in its volume, with a moderate effect on the masonry of the lateral zone of the tuyere belt.

В предлагаемом изобретении в качестве защитного газа вместо компрессорного воздуха рассматривается водяной пар, что обеспечивает протекание эндотермической реакцииIn the proposed invention, instead of compressor air, water vapor is considered as a protective gas, which ensures the flow of an endothermic reaction

Figure 00000002
Figure 00000002

Расчетный эндотермический эффект Q при окислении только FeS составляет 18 кДж (t=1300°C). При максимальной подаче по межтрубной полости фурм 29000⋅3/5=17400 м3/ч дутья, количество поглощаемой теплоты в общей пристеночной области работы фурм составит 17400⋅18/22,4 ~ 14000 кДж или 14000⋅103/3600 ~ 3900 Вт (3,9 кВт). Тепловая нагрузка на кладку зоны фурменного пояса по условиям прототипа изменяется в диапазоне 63-85 кВт/м2, что предполагает снижение теплонапряженности в этой области на 4,6-6,0%. При кампании футеровки 205 суток можно приблизительно экстраполяцией оценить увеличение срока ее службы в этих условиях до 213-217 суток.The calculated endothermic effect Q in the oxidation of FeS alone is 18 kJ (t = 1300 ° C). At maximum flow of shell side cavity lances 29000⋅3 / 5 = 17400 m 3 / h of air blast, the amount of heat absorbed in the common wall region tuyere operation amount 17400⋅18 / 22,4 ~ 14000 kJ or 14000⋅10 3/3600 ~ 3900 W (3.9 kW). The heat load on the masonry in the tuyere belt zone, according to the prototype conditions, varies in the range of 63-85 kW / m 2 , which implies a decrease in the heat intensity in this area by 4.6-6.0%. With a lining campaign of 205 days, one can approximately extrapolate an increase in its service life under these conditions to 213-217 days.

Возможно в качестве защитного газа применение смеси водяного пара и компрессорного воздуха.It is possible to use a mixture of water vapor and compressor air as a shielding gas.

Соотношение в фурме водяной пар (оболочка)-компрессорный воздух (основной канал) менее 1/8 не обеспечивает должного охлаждения фурмы и области кладки в зоне установки фурм. Соотношение более 3/5 снижает производительность плавки и скорость десульфуризации.The ratio in the tuyere water vapor (shell) -compressor air (main channel) less than 1/8 does not provide adequate cooling of the tuyere and the masonry area in the tuyere installation area. A ratio greater than 3/5 reduces the melting performance and the desulfurization rate.

Интервал изменения основных величин формулы предлагаемого изобретения определяли методом холодного моделирования. В качестве модельных жидкостей использовали воду и вакуумное масло.The change interval of the basic values of the claims of the present invention was determined by the method of cold modeling. Water and vacuum oil were used as model fluids.

Типичная картина движения жидкости показана на фиг. 2. Циркуляция обеспечивает непрерывное обновление поверхности раздела фаз расплав-газ в зонах продувки, растворение твердых материалов шихты, подвод реагента в первую очередь сульфидов, в зону продувки и отвод продуктов реакции. Кроме того, движение расплава под действием струи снижает степень его перегрева в реакционной зоне и выравнивает профиль концентраций и температур в ванне.A typical fluid flow pattern is shown in FIG. 2. Circulation provides continuous renewal of the melt-gas interface in the purge zones, dissolution of solid batch materials, supply of the reagent, primarily sulfides, to the purge zone and removal of reaction products. In addition, the motion of the melt under the action of the jet reduces the degree of its overheating in the reaction zone and evens out the concentration and temperature profile in the bath.

Из фиг. 2 видно, что в объеме расплава, обозначенном как область "В", направление движения массивов жидкости при боковой и нижней продувке совпадают. На этом участке отмечены и максимальные скорости перемещения жидкой фазы, составляющие 0,3-0,5 м/с. В области боковой фурмы циркуляция составляет 0,04-0,07 м/с. При максимальной газовой нагрузке сверх отношения бокового дутья к нижнему более 2/4 скорость в пристеночной области зоны фурменного пояса резко возрастает до 0,4 м/с, поэтому здесь вероятен наиболее максимальный эрозивный износ кладки и фурмы. При соотношении менее 1/6 с преимущественной продувкой нижними фурмами показывает, что нижние потоки жидкости и струи пересекают боковые, последние распадаются на мелкие пузыри и скорость циркуляции снижается. По условиям прототипа скорость циркуляции расплава при значении критерия Архимеда (Ar=58) в зоне боковых фурм составляет 0,2 м/с.From FIG. 2 it can be seen that in the volume of the melt, designated as the region "B", the direction of motion of the liquid masses during lateral and bottom blowing coincide. In this section, the maximum velocities of movement of the liquid phase are also noted, amounting to 0.3-0.5 m / s. In the area of the lateral tuyere, the circulation is 0.04-0.07 m / s. With a maximum gas load in excess of the ratio of the lateral blow to the lower one of more than 2/4, the velocity in the near-wall region of the tuyere belt zone sharply increases to 0.4 m / s, therefore, the maximum erosive wear of the masonry and the tuyere is likely here. When the ratio is less than 1/6, with predominant blowing with the lower tuyeres, it shows that the lower flows of liquid and jets intersect the side ones, the latter break up into small bubbles and the circulation rate decreases. According to the conditions of the prototype, the circulation rate of the melt at the value of the Archimedes criterion (Ar = 58) in the zone of the side tuyeres is 0.2 m / s.

Увеличение угла наклона боковых фурм к зеркалу ванны более >8° в большей степени закручивает поток в пристеночной области боковых фурм, что увеличивает линейную скорость перемещения жидкости до ~0,1 м/с и нецелесообразно с точки зрения механического воздействия на футеровку в данной области. Установка фурм с β<2° уменьшает скорость циркуляции в реакционной зоне и снижает полноту десульфуризации расплава, а также производительность процесса.An increase in the angle of inclination of the side tuyeres to the bath mirror more> 8 ° swirls the flow in the near-wall region of the side tuyeres to a greater extent, which increases the linear velocity of fluid movement to ~ 0.1 m / s and is impractical from the point of view of mechanical action on the lining in this area. Installing tuyeres with β <2 ° reduces the circulation rate in the reaction zone and reduces the completeness of the melt desulfurization, as well as the productivity of the process.

Поскольку скорость десульфуризации лимитируется диффузией серы в объеме расплава (Жуков В.П., Скопов Г.В., Холод С.И. Пирометаллургия меди. Екатеринбург, УРО РАН. 2016. 640 с.) ориентировочную оценку скорости окисления определяли в зависимости от циркуляции расплава и массоотдачи серы согласно уравнениюSince the rate of desulfurization is limited by the diffusion of sulfur in the volume of the melt (Zhukov V.P., Skopov G.V., Kholod S.I. Pyrometallurgy of copper. Yekaterinburg, URO RAS. 2016.640 p.), An approximate estimate of the oxidation rate was determined depending on the circulation melt and mass transfer of sulfur according to the equation

Figure 00000003
Figure 00000003

где υ - удельная скорость окисления г-ат S/см2/c, Со - концентрация серы в объеме расплава, принимаем постоянной, β - коэффициент массоотдачи серы в объеме, рассчитываемый из критериального уравненияwhere υ is the specific rate of oxidation g-at S / cm 2 / s, C o is the sulfur concentration in the volume of the melt, we take constant, β is the mass transfer coefficient of sulfur in the volume, calculated from the criterion equation

Figure 00000004
Figure 00000004

как

Figure 00000005
где D - коэффициент диффузии серы в оксидно-сульфидном расплаве, 10-10 м2/с (1400°С); Re - критерий Рейнольдса, равный wR/v; w - скорость циркуляции, м/с; R - радиус выхлопного сопла фурмы 0,024 м; v - коэффициент кинематической вязкости оксидно-сульфидного расплава, равный 1,5⋅10-6 м2/с (1300°С); Pr - критерий Прандтля, определяемый как v/D.as
Figure 00000005
where D is the diffusion coefficient of sulfur in the oxide-sulfide melt, 10 -10 m 2 / s (1400 ° C); Re - Reynolds criterion equal to wR / v; w — circulation speed, m / s; R is the radius of the lance exhaust nozzle 0.024 m; v - coefficient of kinematic viscosity of oxide-sulfide melt, equal to 1.5⋅10 -6 m 2 / s (1300 ° C); Pr is the Prandtl test, defined as v / D.

После подстановки граничных значений величин β в уравнение (3), рассчитываемых в зависимости от скорости циркуляции жидкости по условиям прототипа (0,2 м/с) и в предлагаемом изобретении (0,3-0,5 м/с), получим, что при использовании комбинированного дутья, наряду с повышением кампании ПАП и фурм, можно ориентировочно увеличить скорость десульфуризации и плавления в 1,1-1,3 раза.After substituting the boundary values of β values into equation (3), calculated depending on the speed of fluid circulation according to the conditions of the prototype (0.2 m / s) and in the proposed invention (0.3-0.5 m / s), we obtain that when using a combined blast, along with an increase in the campaign of PAP and tuyeres, it is possible to approximately increase the rate of desulfurization and melting by a factor of 1.1-1.3.

Claims (2)

1. Горизонтальный конвертер для совмещенной плавки-конвертирования, содержащий загрузочную горловину для загрузки шихтовых материалов, газовую горловину с напыльником, ряд боковых фурм для подачи кислородно-воздушного дутья, выполненных в виде “труба в трубе” с защитной газовой оболочкой и расположенных в фурменной зоне ниже горизонтальной оси конвертера, летки для выпуска обогащённого штейна и шлака, расположенные в торцевых стенках, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным рядом нижних боковых фурм, установленным ниже упомянутого ряда боковых фурм на расстоянии 0,4 - 0,8 м, при этом угол наклона фурм к центральной горизонтальной оси поперечного сечения конвертера составляет от 2 градусов до 8 градусов, выполненных в виде “труба в трубе” с подачей во внешнюю межтрубную полость в качестве защитной газовой оболочки водяного пара, а во внутреннюю трубу - кислородсодержащего газа в качестве окислителя.1. Horizontal converter for combined smelting-converting, containing a feed throat for loading charge materials, a gas throat with a dust cover, a number of side tuyeres for supplying oxygen-air blast, made in the form of a "pipe in a pipe" with a protective gas shell and located in the tuyere zone below the horizontal axis of the converter, tap holes for the discharge of enriched matte and slag, located in the end walls, characterized in that it is equipped with an additional row of lower side tuyeres, installed below the mentioned row of side tuyeres at a distance of 0.4 - 0.8 m, while the angle the inclination of the tuyeres to the central horizontal axis of the converter cross-section is from 2 degrees to 8 degrees, made in the form of a "pipe in a pipe" with water vapor supplied to the outer annular cavity as a protective gas shell, and oxygen-containing gas as an oxidizer into the inner tube. 2. Способ совмещенной плавки-конвертирования в горизонтальном конвертере по п.1, включающий заливку штейна, загрузку шихтовых материалов в виде полиметаллического сульфидного концентрата и кускового флюса и их плавку-конвертирование с подачей кислородно-воздушного дутья в расплав через боковые фурмы и через дополнительный ряд нижних боковых фурм при соотношении объема водяного пара к объему кислородосодержащего газа (1-3):(5-8), при этом осуществляют поворот конвертера относительно горизонтальной оси, погружают нижний ряд фурм в расплав по центральной вертикальной оси с обеспечением изменения движения циркуляционных потоков расплава в пристеночной области и в объеме реакционной зоны расплава и осуществляют комплексную продувку расплава с подачей кислородно-воздушного дутья в упомянутые фурмы при соотношении расхода газа, подаваемого в верхний ряд боковых фурм, к расходу газа, подаваемого в нижний ряд боковых фурм, равном (1-2):(4-6), соответственно.2. The method of combined smelting-converting in a horizontal converter according to claim 1, including pouring matte, loading charge materials in the form of polymetallic sulphide concentrate and lumpy flux and melting-converting them with feeding oxygen-air blast into the melt through side tuyeres and through an additional row the lower side tuyeres with the ratio of the volume of water vapor to the volume of oxygen-containing gas (1-3) :( 5-8), while the converter is rotated about the horizontal axis, the lower row of tuyeres is immersed in the melt along the central vertical axis, ensuring a change in the movement of the circulation flows of the melt in the near-wall region and in the volume of the reaction zone of the melt and carry out complex blowing of the melt with the supply of oxygen-air blast to the said tuyeres at the ratio of the gas flow rate supplied to the upper row of side tuyeres to the gas flow rate supplied to the lower row of side tuyeres equal to (1- 2) :( 4-6), respectively.
RU2019103627A 2019-02-08 2019-02-08 Horizontal converter and combined melting-converting method RU2734613C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103627A RU2734613C2 (en) 2019-02-08 2019-02-08 Horizontal converter and combined melting-converting method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103627A RU2734613C2 (en) 2019-02-08 2019-02-08 Horizontal converter and combined melting-converting method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019103627A RU2019103627A (en) 2020-08-10
RU2019103627A3 RU2019103627A3 (en) 2020-08-10
RU2734613C2 true RU2734613C2 (en) 2020-10-21

Family

ID=71949996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019103627A RU2734613C2 (en) 2019-02-08 2019-02-08 Horizontal converter and combined melting-converting method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2734613C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5888270A (en) * 1994-06-30 1999-03-30 Mount Isa Mines Ltd. Copper converting
US20040244534A1 (en) * 2001-09-21 2004-12-09 Ilkka Kojo Method for the production of blister copper
RU2346056C2 (en) * 2006-01-18 2009-02-10 Исаак Абрамович Буровой Method of steel direct production from iron-bearing materials
RU2520292C1 (en) * 2012-12-06 2014-06-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Медногорский Медно-Серный Комбинат" Processing of sulphide copper-lead-zinc materials
RU2647418C2 (en) * 2012-12-24 2018-03-15 Чайна Энфи Инжиниринг Корпорейшн Copper matte bottom-blowing refining process and copper matte bottom-blowing refining furnace

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5888270A (en) * 1994-06-30 1999-03-30 Mount Isa Mines Ltd. Copper converting
US20040244534A1 (en) * 2001-09-21 2004-12-09 Ilkka Kojo Method for the production of blister copper
RU2346056C2 (en) * 2006-01-18 2009-02-10 Исаак Абрамович Буровой Method of steel direct production from iron-bearing materials
RU2520292C1 (en) * 2012-12-06 2014-06-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Медногорский Медно-Серный Комбинат" Processing of sulphide copper-lead-zinc materials
RU2647418C2 (en) * 2012-12-24 2018-03-15 Чайна Энфи Инжиниринг Корпорейшн Copper matte bottom-blowing refining process and copper matte bottom-blowing refining furnace

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019103627A (en) 2020-08-10
RU2019103627A3 (en) 2020-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2066455C (en) Top submerged injection with a shrouded lance
US4456476A (en) Continuous steelmaking and casting
KR100741237B1 (en) Pressure control method in direct smelting process
JP2012255645A (en) Apparatus for injecting solid particulate material into vessel
EA025696B1 (en) Fluid cooled lance for top submerged injection
RU2203961C2 (en) Tuyere for feeding raw material and method for introducing solid raw materials into metallurgical vessel
AU777079B2 (en) Apparatus for injecting solid particulate material into a vessel
JP2001004279A (en) Direct refining container
JP2007002305A (en) Method for smelting molten pig iron using cupola
US4615511A (en) Continuous steelmaking and casting
EA026227B1 (en) Top submerged lancing
US20060108723A1 (en) Apparatus for injecting gas into a vessel
EA030272B1 (en) Top submerged injection lance for enhanced submerged combustion
FI115774B (en) Pyrometallurgical system and low dust process for melting and / or converting baths of molten non-ferrous materials
MXPA02010219A (en) A direct smelting process and apparatus.
JP2009532583A (en) Method and apparatus for treating process gas
RU2734613C2 (en) Horizontal converter and combined melting-converting method
CN210215497U (en) One-step copper smelting equipment
RU2285049C2 (en) Device for delivery of gas to reservoir
EP0020186A1 (en) Method of converting non-ferrous metal mattes to the metal or metal sulphide
WO2018098817A1 (en) Convertible metallurgical furnace and modular metallurgical plant comprising said furnace for conducting production processes for the production of metals in the molten state, in particualr steel or cast iron
AU2004201935A1 (en) Metallurgical reactor for the production of cast iron
RU2336478C2 (en) Vanyukov furnace for melting materials containing non-ferrous and ferrous metals
AU640955B2 (en) Top submerged injection with a shrouded lance
JPH07332860A (en) Vertical type rapid melting furnace