一种竖式双侧吹熔炼炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于火法冶炼范围，尤其涉及一种浅熔池作业的竖式双侧吹熔炼炉。
【背景技术】
[0002]目前在以铜精矿作原料生产铜的工厂中，火法工艺占据绝大部分。随着火法提取工艺的发展，传统的鼓风炉、反射炉、矿热电炉己被淘汰，各种强化熔炼的炉窑应运而生，并逐步完善和发展。在熔池熔炼中有顶吹的三菱法炉、艾萨炉和奥斯迈特炉;底吹的有QLS炉、SKS炉；卧式侧吹的有诺兰达炉、白银炉；竖式双侧吹的有瓦纽可夫炉、及专利号ZL200820135242.1实用新型专利的冶金炉。
[0003]瓦纽可夫炉和专利号为ZL200820135242.1的冶金炉属于深熔池熔炼:作业时液态恪池深度2300mm?2500mm，其中铜锍深度500mm?900mm，渣层深度1500mm?1800mm。该类深熔池作业的熔炼炉产出铜锍含铜宜控制在60%以下，产出熔炼渣Fe/Si02易控制在1.0?1.7。
[0004]对于后序吹炼工序要求铜锍含铜70%?80%时，深熔池作业的熔炼炉则不适应。其原因是当产出的铜锍含铜在70 %?80 %时，熔炼炉产出的熔炼渣Fe/Si02比将达到1.8?2.5。该状态下渣中Fe3O4—般在12%?18%，有时甚至达20%以上。采用深熔池熔炼时，送风口以下的渣层有相对平静段，渣中Fe3O4含量高时极易形成厚度200mm?500mm的横膈膜(粘滞层)，其夹在铜锍层与渣层之间，严重影响熔炼炉的顺行。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供提出了一种浅熔池作业的竖式双侧吹熔炼炉，能够连续生产出含铜70 %?80 %的铜锍，同时平稳地放出Fe/Si02比达1.8?2.5的熔炼渣。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007]—种竖式双侧吹熔炼炉，其包括熔炼反应区和电炉区；所述熔炼反应区包括上段、中段和下段;所述上段的钢壳内砌耐火砖，耐火砖侧墙设有二次风口，所述上段的四壁顶面设有炉盖，炉盖上留有若干个加料孔，炉顶端部或中部留有烟气出口；所述中段四壁全部采用铜水套，且该中段侧壁冷却水套为多层;所述下段采用耐火砖砌筑;其特征在于，在所述中段的最下层水套的最低处设有一次通风通道，并且该一次送风通道向下倾斜。
[0008]根据上述的熔炼炉，其特征在于，所述一次送风通道与水平面的夹角大于0°且小于等于20°。
[0009]根据上述的熔炼炉，其特征在于，所述二次送风通道向下倾斜，且与水平面的夹角大于0°小于等于15°。
[0010]根据上述的熔炼炉，其特征在于，所述烟气出口对接内衬耐火材料的烟道，该烟道与水平面的夹角为65°?90°。
[0011 ]根据上述的熔炼炉，其特征在于，所述熔炼炉的放渣口位于熔炼反应区一端，所述熔炼炉的放渣口设置在电炉区。
[0012]本实用新型的熔炼炉的吹氧位置紧靠铜锍上平面且向下倾斜设置，使得渣层厚度能够被控制在600mm?800mm左右。熔炼过程中生成的熔炼渣在炉内停留时间比深熔池法短很多，且渣层一直处于被搅动状态，熔炼反应区内不易形成横膈膜。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构示意图。
[0014]图2为图1的侧视图。
[0015]图3为图1的俯视图。
【具体实施方式】
[0016]参见图1-图3，本实用新型的的熔炼炉包括炉子基础1、炉体外部钢结构2、耐火材料炉底3、熔炼炉反应区下段炉墙砌砖4、熔炼区上部侧墙、端墙砌耐火材料5、熔炼反应区中段端墙铜水套6、熔炼反应区中段侧墙铜水套7、熔炼反应区侧墙通风孔铜水套8、位于熔炼反应区上方的炉顶盖9、设于炉顶盖上的加料孔10、熔炼反应区顶部的挡渣屏水套11、位于熔炼反应区炉顶部的出烟口 12、内衬耐火材料烟道13、二次送风通道14、铜锍虹吸放出口15、放渣口 16、安全口 17、观察口 18、电炉区顶盖19、电极20、液面测量孔21、电炉区炉墙22。从图1-3可看出该浅熔池作业的竖式双侧吹熔炼炉整体水平截面呈长方形，炉子沿长度方向分二个区域:熔炼反应区和电炉区，两部分组成一个整体。熔炼反应区分上、中、下三段。
[0017]熔炼反应区上段四壁钢壳内耐火材料5、耐火砖两侧墙分别设有多个二次风口14。一端墙设有观察口 18。上段四壁顶平面设有一个烟气出口 12、烟气出口对接绝热烟道13、其余的用若干块炉顶盖9封严。炉顶盖9上留有若干个加料口 10。炉顶烟气出口有两种配置方案;一是烟气出口设于长方形一端，其余部分用炉顶盖9封严，若干个加料口位于烟气出口的一侧(文中配出示意图即是此种方案)；二是烟气出口 12设置于炉顶中部，烟气出口两侧用炉顶盖9封严，若干个加料口 10分设在烟气出口两侧的炉顶盖9上。第二方案适用于处理矿量大的炉子，有利于减小炉膛内烟气工况流速，降低烟气带走的烟尘量。
[0018]炉顶盖与烟气出口交界处设置铜水套挡渣屏11ο 二次送风通道向下倾斜，并且水平夹角0°?15° (即大于0°小于等于15°)，外接三通、支风管、总风管，形成完整的供风系统。
[0019]熔炼反应区中段四壁采用铜水套围成、两端壁铜水套6对称、多块叠加直立安装。两侧壁铜水套7，纵向块数和上下层数及安装方式均对称。铜水套上下可有两层方案和三层方案，下层设有一次送风通道的铜水套均为直立安装。当采用两层铜水套时，上层倾斜安装；当采用三层铜水套时，上层铜水套倾斜安装，中间层水套可直立安装，也可倾斜安装。单块的直水套和直水套、斜水套和斜水套、直水套和斜水套之间由炉外的钢结构固定成一个整体。为了铜水套和耐火材料墙体结合紧密牢固，炉缸侧墙耐火材料上平铺了一层铜水套，直立安装的一次通风口立水套固定的座在平水套上。
[0020]一次送风通道向下倾斜并且与水平面的夹角0°?20° (大于0°小于等于20°)。外接三通、支风管、总风管，形成完整的炉子供氧系统。这样吹氧位置紧靠铜锍上平面，渣层厚度控制在600mm?800mm左右。熔炼过程中生成的熔炼渣在炉内停留时间比深熔池法短很多，且渣层一直处于被搅动状态，熔炼反应区内不易形成横膈膜。为了防止熔炼渣进入电炉区产生横膈膜，熔炼反应区紧靠电炉部位的一次风通风孔做特殊设计，可在必要时插入天然气管，变成天然气烧嘴，控制为还原状态，使进入渣室的熔炼渣中所含的Fe3O4不易析出。熔炼渣进入电炉区后，采用电极供热，同时由于渣层较薄，因此可以消除由于Fe3O4含量高形成的横膈膜对熔炼过程造成的危害，使熔炼过程顺行。
[0021]两侧铜水套和两端铜水套等高，两侧上层倾斜铜水套和两端铜水套上平面平铺一层铜水套，熔炼反应区的上段砖体即砌在该平铺铜水套上。熔炼反应区下段称炉缸，其两侧墙完全封闭，一端与电炉区相通，另一端靠近炉底设置铜锍虹吸放出口 15及通道。熔炼反应区的侧墙、铜锍虹吸放出口 15及通道和电炉区的侧墙和端墙共同座于通长的炉底上，并与炉底一起同置于外部用钢材做成一个无上壁的长方体方箱内。熔炼反应区炉缸和电炉区由水套和耐火材料组成的复合拱隔开。整个炉底3由耐火材料砌成，贯通电炉区和熔炼反应区，炉底横截面呈反拱状。长度方向保持I %的坡度，往铜锍放出口倾斜。反拱和复合拱及炉缸两侧墙之间形成近数平方米的通道，炉渣由此进入电炉区，进一步沉降分离。沉淀下来的铜锍回流到熔炼区，从铜锍放出口放出。
[0022]电炉区:前已述及炉底呈反拱状，在电炉区的端墙和侧墙上分别设有放渣口16、安全口 17。三面全用耐火材料砌筑。紧靠熔炼反应区端水套的端墙拱之下是与反应区连通的通道，拱上紧靠水套砌筑耐火材料。炉顶用衬有耐火材料的水套炉顶盖19封住，炉顶水套上留有电极孔和液面测量孔21。石墨电极20从电极孔中插入熔池中。电极20通过把持器、短网与电源相接。电炉区电极供电方式采用交流电或直流。
[0023]该熔炼炉分上、下两层风口，工作状态时下层风口埋入熔池中，送风氧浓度70%?90%用于入炉物料的化学反应。上层风口送入空气或富氧空气，用于物料分解出的单体硫燃烧，并使烟尘形成盐化状态，以减轻炉后烟道及锅炉的粘结。下层通风口送风压力
0.12MPa?0.2MPa ；上层风口送风压力0.035?0.05Mpa。充分发挥铜精矿本身所含的能量，当矿中能量不足时，仅补充少量的煤天然气。生产中处理硫化矿时，可根据需要补充少量原煤、焦粉或天然气以保证熔炼过程热量的平衡。生产床能力可达55?100吨/m2.d，出炉烟气的SO2浓度25%?35%，日作业率98.5%以上。高浓度富氧送入渣层，操作温度约1250°C，高温部位依靠水套挂渣，炉寿命可达10年以上。冰铜品位70%?80%时，炉渣中Fe3O4含量13%?18%，渣含铜2.5%?3 % ο该炉直接回收率92%以上。
【主权项】
1.一种竖式双侧吹熔炼炉，其包括熔炼反应区和电炉区；所述熔炼反应区包括上段、中段和下段;所述上段的钢壳内砌耐火砖，耐火砖侧墙设有二次风口，所述上段的四壁顶面设有炉盖，炉盖上留有若干个加料孔，炉顶端部或中部留有烟气出口；所述中段四壁全部采用铜水套，且该中段侧壁冷却水套为多层;所述下段采用耐火砖砌筑;其特征在于，在所述中段的最下层水套的最低处设有一次送风通道，并且该一次送风通道向下倾斜。2.根据权利要求1所述的熔炼炉，其特征在于，所述一次送风通道与水平面的夹角大于O。且小于等于20°。3.根据权利要求1所述的熔炼炉，其特征在于，所述二次送风通道向下倾斜，且与水平面的夹角大于0°小于等于15°。4.根据权利要求1所述的熔炼炉，其特征在于，所述烟气出口对接内衬耐火材料的烟道，该烟道与水平面的夹角为65°?90°。5.根据权利要求1所述的熔炼炉，其特征在于，所述熔炼炉的放渣口位于熔炼反应区一端，所述熔炼炉的放渣口设置在电炉区。
【专利摘要】本实用新型公开了一种竖式双侧吹熔炼炉，其包括熔炼反应区和电炉区；所述熔炼反应区包括上段、中段和下段；所述上段的钢壳内砌耐火砖，耐火砖侧墙设有二次风口，所述上段的四壁顶面设有炉盖，炉盖上留有若干个加料孔，炉顶端部或中部留有烟气出口；所述中段四壁全部采用铜水套，且该中段侧壁冷却水套为多层；所述下段采用耐火砖砌筑；在所述中段的最下层水套的最低处设有一次送风通道，并且该一次送风通道向下倾斜。本实用新型的熔炼炉的吹氧位置紧靠铜锍上平面且向下倾斜设置，使得渣层厚度能够被控制在600mm～800mm左右。熔炼过程中生成的熔炼渣在炉内停留时间比深熔池法短很多，且渣层一直处于被搅动状态，熔炼反应区内不易形成横膈膜。
【IPC分类】F27D3/15, F27B14/06, F27D17/00, C22B15/00, F27B14/08, F27D7/02
【公开号】CN205332796
【申请号】CN201521114778
【发明人】黄艳玲, 王平, 黄贤盛
【申请人】黄艳玲, 王平, 黄贤盛
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月30日