专利名称：一种氧气侧吹炼铜炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种有色金属冶金行业的熔池熔炼炉，具体是一种用于处理含铜、 镍硫化矿的氧气侧吹熔池熔炼炉。
技术背景
随着我国经济的高速发展，对能源的需求越来越大，同时给环境造成的影响也越来 越严重，为此，国家大力倡导环保节能新技术的开发应用。节能、环保、降耗成为我国 铜冶炼企业面临的最重大问题，大型铜冶炼企业纷纷进行技术更新改造，通过改造扩大 产能，降低能耗指标，改善环境。近年来，我国引进的铜冶炼技术有闪速熔炼技术、 顶吹浸没熔池熔炼技术、三菱连续炼铜技术等，氧气侧吹熔池熔炼技术也取得了突破性 进展，鉴于氧气侧吹熔池熔炼技术的显著特点与优势，该技术将成为我国炼铜企业广泛 采用的冶炼技术。
氧气侧吹熔池熔炼技术，能够充分利用铜精矿自身的氧化反应热，因而在熔炼时只 需补充少量燃料，节能效果较为明显。并且炉料备料简单，熔炼强度大，床能力高。由 于熔炼过程中鼓入富氧空气，因而产出的烟气含S02浓度高，有利于原料和燃料中硫的 回收利用，较好地解决了环境污染问题
实用新型内容
基于现有技术，本实用新型旨在给出一种氧气侧吹炼铜炉，以解决目前我国铜冶炼 企业面临的节能、环保、降耗问题，能够减少传统水套冷却水的用量，并有效地回收了 工艺过程中产生的热量，达到节能降耗的目的。
为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是 一种氧气侧吹炼铜炉包括炉缸、 炉身、加料口、放渣口和排放口，特征在于本实用新型还包括余热利用装置；所述炉身
由多层水套组成，且在上下层水套上的侧墙处分别设有上排风嘴和下排风嘴。
为了实现熔炼炉和余热锅炉的一体化，本实用新型所述余热利用装置包括由膜式水 冷壁组成的直升烟道和与直升烟道相连通的锅炉。所述水套为镶嵌耐火砖的铜水套，其内通有循环使用的锅炉软化水。
同时，在上述水套进出口水管内可安装有与控制器连接的温度传感器，且所述控制 器的信号输出端接入报警器。
为了保证足够的冷却强度，延长风嘴的使用寿命，本实用新型中位于下层水套中的 下排风嘴采为多头螺旋型水冷风嘴。
为了在炉体工作时，能够有效控制炉体的热膨胀，所述炉身采用钢结构框架支撑， 且钢结构框架上有带弹簧组件的调节杆。
本实用新型的工作过程是冶炼炉料从炉顶加料口加入炉膛内，落入强烈搅拌的熔 体中，熔体的搅拌是通过位于炉身侧面的上下排风嘴向炉渣层鼓入高压富氧空气实现 的，在高于下排风嘴的鼓泡区，熔体得到强烈的搅拌，是炉渣-冰铜悬浊液混合的区域， 传质和传热过程得到强化，保证了铜精矿冶炼反应的快速、顺利进行，并使得微小冰铜 液滴发生团聚。在低于下排风嘴的炉缸区，熔体相对平静，熔体的紊乱程度低，有利于 炉渣-冰铜悬浊液的分离，微小冰铜液滴团聚形成的大尺寸冰铜液滴在炉缸内迅速沉降， 保证了与熔渣的快速分离。上排风嘴的设置保证了烟气中剩余可燃物质的完全燃烧，同 时保证了炉膛的上部温度，确保了冶炼过程的顺利进行。在炉膛上部空间还设置了两个 观察孔，方便生产操作。
铜锍与炉渣通过虹吸道从各自的排放口连续放出，当需要停炉时，打开熔体的安全 放出口，可将炉内的渣、铜排空。
因此，本实用新型由上述技术方案带来的技术效果如下
(1) 膜式水冷壁制成的直升烟道与高温烟气的烟道式余热锅炉组成统一的余热利 用装置，可产生中温中压参数蒸汽，供发电或生产使用，且该结构实现了熔炼炉和余热 锅炉的一体化，大大减少了传统水套冷却水的用量，并有效地回收了工艺过程中产生的 热量，达到节能降耗的目的；
(2) 多头螺旋型水冷风嘴，氧气风嘴的冷却结构是保证风嘴使用寿命的关键，本 实用新型在水冷氧气风嘴的前段采用多头螺旋型水冷通道，不但保证冷却通道间隙均匀 和冷却水有组织的流动，而且增加了风嘴的结构强度，延长了喷嘴的使用寿命；
(3) 镶嵌式铜水套的使用，能够降低开炉时铜水套带走的热损失，缩短开炉时间， 减少热损失；特殊结构形式的镶嵌式铜水套，使得耐火材料与铜水套结合牢固，抗冲刷 性与抗脱落性能好；
(4) 本氧气侧吹炼铜炉采用钢结构框架支撑，通过带弹簧组件的调节杆有效控制炉体的热膨胀；
(5)炉身铜水套冷却用水采用锅炉软化水，采用闭式循环系统，还可在水套进出 水温设置温度检测与超温自动报警，实现冷却水循环的在线检测与自动控制；部分铜水 套冷却水直接作为锅炉给水，提高了锅炉给水温度，增加蒸汽产量，节约能源。
总而言之，本实用新型所述氧气侧吹炼铜炉通过对结构上的改进，使整个装置更 加稳定，并且在节省了能源的同时，也延长了使用寿命。
图1为本实施例所述氧气侧吹炼铜炉的结构示意图; 图2为图1所述氧气侧吹炼铜炉的剖面结构示意图; 图3为图1中水套的结构示意图； 图4为多头螺旋水冷风嘴的结构示意图。 在上述附图中 1-炉基 2-炉缸
4-一层水套 5-二层水套 8-加料口 ll-炉台水套 14-隔墙水套
n-余热锅炉
7-炉顶水套 10-观察孔 13-上排风嘴 16-直升烟道
3-下排风嘴 6-三层水套 9-炉顶烟道接口 12-支撑架
15-直升烟道与炉本体连接件 18-耐火砖
19-铜水套结构20-多头螺旋水冷风嘴
具体实施方式
参见图1、2本实施例包括有带有耐火材料砌体的炉缸2;多层铜水套组成的炉身； 在上、下层炉身水套上设有供氧气、空气或其它工艺需要的上排风嘴13和下排风嘴3; 带有膜式水冷壁的直升烟道16;整个炉子用钢结构框架的支撑架12固定，且所述钢结
构框架为带弹簧组件的调节杆，所述弹簧组件可用来控制和调节炉体的膨胀；熔炼炉设 置了精矿等固体物料的加料口 8、放渣口、冰铜放出口和底部排放口；高温烟气的烟道 式余热锅炉17和膜式水冷壁组成的直升烟道16组成统一的余热利用装置；炉身水套用 锅炉软化水冷却，且可循环使用。
本实施例中的炉身是一个具有固定炉床、横断面为矩形的竖炉。其加料口8设在竖炉的顶端，炉料从加料口 8加入炉膛内，落入强烈搅拌的熔体中。炉缸、铜锍池和炉渣 虹吸池用铬镁砖砌筑，炉顶直升烟道16由膜式水冷壁制成，它与余热锅炉17—起组成 余热利用装置，可产生中压蒸汽，供发电或生产使用，有效的回收了工艺过程中产生的 热量，达到节能降耗的目的，其他的侧墙、端墙为水套结构，包括炉顶水套7和隔墙水 套14。下排风口 3设在两侧墙的下层水套6上，炉子每侧有一上下排风嘴。端墙外一端 为铜锍虹吸池与炉渣虹吸池，铜锍虹吸池设有排放铜锍的铜锍口和安全口，炉渣虹吸池 设有排放炉渣的渣口和安全口。炉子烟道口设在靠虹吸池一端的炉顶上，直升烟道16 通过炉顶烟道接口 9和直升烟道与炉本体连接件15与炉身连接。烟气进入直升烟道与 余热锅炉形成的熔炼炉与余热利用装置一体化的结构中，使大量熔渣与烟尘一起落回炉 内返回熔炼，减少了烟尘的排放量，且利用熔炼炉的部分水套预热锅炉给水，提高了余 热的利用率，增加蒸汽产量，减少了循环冷却水的损耗与热能损失。参照图4，本实用 新型下排风嘴采用了多头螺旋型水冷风嘴，保证了足够的冷却强度，延长风嘴的使用寿 命。
参见图3，本实施例水套采用镶嵌耐火砖18的铜水套结构19，不但显著降低了铜 水套带走的热损失，能够縮短开炉时间，并实现了耐火材料与铜水套牢固结合，抗冲刷 与抗脱落性能良好。
铜锍与炉渣通过虹吸道从各自的排放口连续放出，当需要停炉时，打开熔体的安全 放出口，可将炉内的渣、铜排空。在炉膛上部空间还设置了两个观察孔，方便了生产操 作。
权利要求1、一种氧气侧吹炼铜炉，包括炉缸、炉身、加料口、放渣口和排放口，其特征是，还包括余热利用装置；所述炉身由多层水套组成，且在上下层水套上的侧墙处分别设有上排风嘴和下排风嘴。
2、 根据权利要求l所述氧气侧吹炼铜炉，其特征是，所述余热利用装置包括由膜式水冷壁组成的直升烟道和与直升烟道相连通的锅炉。
3、 根据权利要求l所述氧气侧吹炼铜炉,其特征是，所述水套为镶嵌耐火砖的铜水套，其内通有循环使用的锅炉软化水。
4、 根据权利要求3所述氧气侧吹炼铜炉，其特征是，在所述水套进出口水管内可安装有与控制器连接的温度传感器，且所述控制器的信号输出端接入报警器。
5、 根据权利要求l所述氧气侧吹炼铜炉，其特征是，位于下层水套中的下排风嘴为多头螺旋水冷风嘴。
6、 根据权利要求l-5之一所述氧气侧吹炼铜炉，其特征是，所述炉身采用钢结构框架支撑，且钢结构框架上有带弹簧组件的调节杆。
专利摘要本实用新型公开了一种氧气侧吹炼铜炉，包括炉缸、炉身、加料口、放渣口、排放口和余热利用装置；所述炉身由多层水套组成，且在上下层水套上的侧墙处分别设有上排风嘴和下排风嘴。本实用新型所述氧气侧吹炼铜炉通过对结构上的改进，使整个装置更加稳定，并且在节省了能源的同时，也延长了使用寿命。
文档编号C22B15/00GK201321482SQ20082015958
公开日2009年10月7日 申请日期2008年12月5日 优先权日2008年12月5日
发明者刘燕庭, 吴晓松, 孙月强, 雷 张, 张佐民, 静 徐, 汪大明, 王志刚, 桦 白, 章吉贤, 管国平, 罗蜀乾, 舒建义, 董小伟, 晖 蔡, 文 陈, 陈智和 申请人:长沙有色冶金设计研究院