一种圆形立式富氧侧吹熔池熔炼炉的制作方法

本实用新型涉及有色金属熔炼及循环利用技术领域，具体涉及一种圆形立式富氧侧吹熔池熔炼炉，主要用于有色金属冶炼领域，尤其是铜、镍、铅、锑、铋、锌浸出渣以及有色金属综合回收领域，同时可以用于危险固体废物的无害化、资源化处置。

背景技术：

有色金属火法冶炼有各种不同的冶金炉型，在不同的应用领域均存在一定的局限性，从国外引进的顶吹艾萨炉和奥斯麦特炉均属于熔池熔炼炉，由于艾萨炉和奥斯麦特炉喷枪均从炉顶插入熔体，喷枪容易烧损，需要经常更换，同时，喷枪浸没在熔体中也容易烧损，喷枪难以承受高浓度富氧空气。再者，艾萨炉和奥斯麦特炉炉身为耐火材料砌筑而成，耐火材料难以抵抗高温以及熔体冲刷，炉身耐火材料容易损坏。此外，顶吹喷枪过长，更换喷枪需要一个很大的行程，导致厂房建筑很高。综上所述，现有技术的顶吹熔池熔炼炉，从富氧空气及燃料的喷入方式以及炉身结构形式均存在一定的缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是圆形立式富氧侧吹熔池熔炼炉，彻底解决目前顶吹熔池熔炼炉存在喷枪烧损、喷枪更换麻烦、炉身耐火材料难以承受高温及冲刷、富氧浓度受限的问题，同时解决方形炉炉内熔体搅拌不均匀，存在炉身拐角炉结严重的问题。使其具有结构简单、投资省、原料适应性强、环境好、能耗低、自动化程度高的优点。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：一种圆形立式富氧侧吹熔池熔炼炉，包括炉身和用于固定炉身的钢架结构，所述炉身包括自上而下连通的炉身上部、二层水套、风口铜水套和炉缸，所述炉身上部、风口铜水套和炉缸均为圆筒结构，炉身上部的顶部为炉顶，所述炉顶上设置有加料口和烟道，炉身上部的侧壁开设有二次风口；所述风口铜水套的侧壁设置有富氧喷嘴和/或燃料喷嘴；所述炉缸上设置有金属放出口和放渣口。

进一步，炉身上部与二层水套之间设置有平板铜水套。

进一步，风口铜水套与炉缸之间设置有炉台水套。

进一步，所述炉身上部由耐火材料与水平铜水套交替砌筑而成。

进一步，炉身上部由弧形钢水套拼接而成。

进一步，炉身上部设置有观察门。

进一步，炉顶由铜水套、钢质水套或吊挂铜质水冷件拼接而成。

进一步，所述二层水套为倒立的锥体状，锥度为6-15度。

进一步，所述风口铜水套由多个弧形水套拼接而成，风口铜水套的内径为0.8m-4.0m。

进一步，所述风口铜水套为弧形结构。

进一步，所述炉缸由耐火材料砌筑而成。

本实用新型的有益效果：本申请的圆形立式富氧侧吹熔池熔炼炉，包括炉身和用于固定炉身的钢架结构，所述炉身包括自上而下连通的炉身上部、二层水套、风口铜水套和炉缸，所述炉身上部、风口铜水套和炉缸均为圆筒结构，炉身上部的顶部为炉顶，所述炉顶上设置有加料口和烟道，炉身上部的侧壁开设有二次风口；所述风口铜水套的侧壁设置有富氧喷嘴和/或燃料喷嘴；所述炉缸上设置有金属放出口和放渣口。熔炼金属时，物料从加料口加入，富氧空气从富氧喷嘴鼓入熔池反应区，富氧空气强烈搅拌熔体，物料在反应区域内快速熔化并完成反应，渣和金属实现分离后分别从放渣口和金属放出口流出，烟气从烟道排出进入余热锅炉。采用本申请的熔池熔炼炉，具有熔池搅拌均匀、产能率高、投资省、作业率高、能耗低、环保好、炉体结构简单、使用寿命长等优点。主要用于有色金属冶炼领域，尤其是铜、镍、铅、锑、铋、锌浸出渣以及有色金属综合回收领域，同时可以用于危险固体废物的无害化、资源化处置。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、炉缸；2、金属放出口；3、放渣口；4、炉台水套；5、风口铜水套；6、富氧喷嘴；7、二层水套；8、钢架结构；9、平板铜水套；10、二次风口；11、炉身上部；12、炉顶；13、加料口；14、烟道。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1，本申请的圆形立式富氧侧吹熔池熔炼炉，包括炉身和用于固定炉身的钢架结构8，所述炉身包括自上而下依次连通的炉身上部11、炉身中段和炉缸1，所述炉身上部、风口铜水套和炉缸均为圆筒结构，炉身上部的顶部为炉顶12，所述炉顶上设置有加料口13和烟道14，炉顶由铜水套、钢质水套拼接而成，炉身上部的侧壁开设有二次风口10，用于向炉内气相区域鼓入空气或富氧空气燃烧烟气中的可燃成分；炉身上部还设有观察门，炉身上部可以由耐火材料与水平铜水套交替砌筑而成，也可以由弧形钢水套或铜水套拼接而成；所述炉身中段为熔池反应区域，包括上下布置的二层水套7和风口铜水套5，二层水套为倒立的锥体状，锥度为6-15度，所述风口铜水套由多个弧形水套拼接而成，风口铜水套的内径为0.8m-4.0m，有必要说明的是，二层水套的层数和风口铜水套的层数根据具体情况而定，不作限定，炉身上部与二层水套之间设置有平板铜水套9，所述风口铜水套的侧壁设置有富氧喷嘴6和/或燃料喷嘴，喷嘴头与熔体直接接触，喷嘴头为铜质水套，根据反应需要，可以向炉内喷入富氧空气、天然气、煤气或粉煤；所述炉缸上设置有金属放出口2和放渣口3，炉缸由耐火材料砌筑而成，风口铜水套与炉缸之间设置有炉台水套4。

熔炼金属时，物料从加料口加入，富氧空气从富氧喷嘴鼓入熔池反应区，富氧空气强烈搅拌熔体，物料在反应区域内快速熔化并完成反应，渣和金属在炉缸内实现分离后分别从放渣口和金属放出口流出，烟气从烟道排出进入余热锅炉。

为使上述技术方案更加清楚，下面详细介绍熔炼不同类型的金属。

实施例1

以该实用新型处理铜精矿产出冰铜为例进行详细说明。

硫化铜精矿、熔剂通过计量皮带从加料口13加入，含氧浓度40％-95％(体积)的富氧空气通过炉身风口铜水套上的富氧喷嘴6鼓入炉内渣层，物料在熔池反应区域内快速熔化反应生成冰铜和炉渣，冰铜液滴在强烈搅拌熔体作用下碰撞长大，冰铜在富氧喷嘴以下区域与炉渣进一步分离，渣从放渣口3排出，冰铜从金属放出口2定期放出。空气或富氧空气通过设于炉身上部的二次风口10鼓入炉体气相空间，将烟气中的单质硫进一步燃烧，烟气从烟道13排出进入余热锅炉回收余热。

实施例2

以该实用新型处理镍精矿产出冰镍为例进行详细说明。

硫化镍精矿、熔剂通过计量皮带从加料口13加入，含氧浓度40％～95％(体积)的富氧空气通过炉身风口铜水套上的富氧喷嘴6鼓入炉内渣层，物料在熔池反应区域内快速熔化反应生成冰镍和炉渣，冰镍液滴在强烈搅拌熔体作用下碰撞长大，冰镍在富氧喷嘴以下区域与炉渣进一步分离，渣从放渣口3排除，冰镍从金属放出口2定期放出。空气或富氧空气通过设于炉身上部的二次风口10鼓入炉体气相空间，将烟气中的单质硫进一步燃烧，烟气从烟道13排出进入余热锅炉回收余热。

实施例3

以该实用新型处理铅精矿为例进行详细说明。

处理铅精矿采用两台圆形立式富氧侧吹熔池熔炼炉，一台为处理铅精矿的氧化炉，另一台为处理氧化炉所产高铅渣的还原熔炼炉，两台炉高低配置，通过溜槽连接。

铅精矿、熔剂通过计量皮带从加料口13加入第一台氧化炉，含氧浓度40％～95％(体积)的富氧空气通过炉身风口铜水套上的富氧喷嘴6鼓入炉内渣层，物料在熔池反应区域内快速熔化反应生成粗铅和高铅渣，粗铅液滴在强烈搅拌熔体作用下相互碰撞长大，粗铅在富氧喷嘴以下区域与高铅渣进一步分离，高铅渣从放渣口3排出，通过溜槽流入第二台还原炉，粗铅从金属放出口2定期放出。还原剂煤从还原炉炉顶加料口13加入，含氧浓度40％～80％(体积)富氧空气从炉身风口铜水套5上所设的富氧喷嘴6鼓入炉内，根据反应需要可以从喷嘴喷入粉煤，控制炉内还原性气氛，高铅渣通过还原反应生成粗铅和炉渣，粗铅从金属放出口2放出，渣从放渣口3放出进入烟化炉挥发提锌。空气或富氧空气通过设于炉身上部的二次风口10鼓入炉体气相空间，将烟气中的可燃组分进一步燃烧，烟气从烟道13排出进入余热锅炉回收余热。

实施例4

以该实用新型处理红土镍矿产出镍铁合金为例进行详细说明。

干燥后的红土镍矿、熔剂、碎煤通过计量皮带从加料口13加入，含氧浓度40％～95％(体积)的富氧空气通过炉身风口铜水套5上的富氧喷嘴6鼓入炉内渣层，粉煤通过风口水套的的粉煤喷嘴喷入炉内熔体中，控制炉内强还原性气氛，物料在熔池反应区域内快速熔化反应生成镍铁合金和炉渣，镍铁合金液滴在强烈搅拌熔体作用下碰撞长大，镍铁合金在喷嘴以下区域与炉渣进一步分离，渣从放渣口3排除，镍铁合金从金属放出口2定期放出。空气或富氧空气通过设于炉身上部的二次风口10鼓入炉体气相空间，将烟气中的可燃组分进一步燃烧，烟气从烟道13排出进入余热锅炉回收余热。

实施例5

以该实用新型处理硫化锑精矿产出锑白粉为例进行详细说明。

硫化锑精矿矿、熔剂、碎煤通过计量皮带从加料口13加入，含氧浓度40％～95％(体积)的富氧空气通过炉身风口水套上的富氧喷嘴6鼓入炉内渣层，物料在熔池反应区域内快速熔化反应生成锑白和炉渣，锑白随烟气进入余热锅炉，通过收尘回收，渣从放渣口3排除。空气或富氧空气通过设于炉身上部的二次风口10鼓入炉体气相空间，将烟气中的单质锑、硫化锑进行氧化以及可燃组分进一步燃烧，烟气从烟道13排出进入余热锅炉回收余热。

实施例6

以该实用新型处理含铜固废为例进行详细说明。

电镀污泥含水较高，一般为70％～80％，电镀污泥首先通过干燥设备进行干燥至含水35％～45％，干燥后的污泥、熔剂、煤通过计量皮带从加料口13加入，含氧浓度60％～90％(体积)的富氧空气通过设于炉身风口铜水套5上的富氧喷嘴6鼓入炉内，粉煤通过风口水套的的粉煤喷嘴喷入炉内，物料在熔池反应区域内快速反应生成粗铜(含冰铜)，粗铜液滴在强烈搅拌熔体作用下碰撞长大，粗铜在喷嘴以下区域与炉渣进一步分离，渣从放渣口3排除，粗铜从金属放出口2定期放出。空气或富氧空气通过设于炉身上部的二次风口10鼓入炉体气相空间，将烟气中的单质硫进一步燃烧，烟气从烟道13排出进入余热锅炉回收余热。

此实用新型不局限于以上实施例所含的物料，还适用于锌浸出渣以及有色金属综合回收领域，可以用于危险固体废物无害化及资源化处置。此实用新型可以通过炉内气氛的控制，既可以用于氧化熔炼也可以用于还原熔炼。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。