测量富氧底吹炉中冰铜液面的方法与流程

本发明涉及富氧底吹炉炼铜熔炼操作技术领域，尤其涉及一种测量富氧底吹炉中冰铜液面的方法。

背景技术：

富氧底吹炉熔池熔炼是我国具有自主知识产权的新一代炼铜技术，该法具有投资低、原料适应性强、节能等特点。富氧底吹熔炼炉是一座可以转动的卧式圆筒形炉子，其通过熔池下部的氧枪将富氧空气吹入熔池，使熔池处于强烈的搅拌状态。炉内的混合物在反应区经过一系列的物理化学变化后，熔融物向渣口方向流动，进入沉淀区，实现铜渣的分离。由于富氧底吹炉产出的炉渣为feo-sio2二元系渣型，因此渣含铜较高，达不到一次弃渣的目的，如何有效地降低炉渣含铜，是各个厂家都致力于解决的问题，而控制好渣层及冰铜液面是底吹炉控制渣含铜的重要手段。因此，在实际的熔炼过程中，为了更好的控制底吹炉炉内的冰铜液面和炉渣液面，以合理安排放渣、放铜作业时间，更好的配合下一道工序，经常需要测量富氧底吹炉中的冰铜液面，以为实际生产提供了一个直观的、可参考的依据。

目前在测量富氧底吹炉中的冰铜液面时，通常有两种方式：一种是在富氧底吹炉上方开一探测口，从该探测口中插入探测杆进行测量。然而，由于该种方式的测量点位于炉内反应区域附近，喷溅严重，探测口危险，容易灼伤工人，存在安全隐患，并容易堵塞，另外此法测量过程繁锁且准确度差。另一种是根据渣口放渣带出的冰铜为标准，判断炉内的冰铜液面，此法造成渣含铜升高，易造成冰铜对渣溜槽的腐蚀。

技术实现要素：

本发明的目的是解决目前富氧底吹炉中冰铜液面的测量方法存在容易灼伤工人、存在安全隐患、测量过程繁琐、准确度差及是渣含铜升高、易造成冰铜对渣溜槽的腐蚀的技术问题，提供一种测量富氧底吹炉中冰铜液面的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种测量富氧底吹炉中冰铜液面的方法，其包括如下步骤：

步骤1，制作测量杆，所述测量杆包括测量段ac、操作段ba和调角段bd，所述测量段ac、操作段ba和调角段bd在同一平面内，测量段ac与调角段bd的长度相同，且调角段bd与操作段ba之间的夹角以及操作段ba与测量段ac之间的夹角均为α；

步骤2，将测量段ac对准富氧底吹炉的渣口方向朝上，调角段bd垂直向下，将测量段ac通过渣口插入炉内熔体中并调整其上下角度，使测量段ac通过渣口内侧进入富氧底吹炉的炉内熔池；

步骤3，当测量段ac全部进入炉内熔池后，将测量杆旋转180°，使调角段bd由垂直向下转为垂直向上，此时测量段ac向下垂直于冰铜液面，抬高测量杆b点，将测量杆向后轻缓拉动，当测量段ac的拐角点a点与渣口内炉端墙的下沿接触时，停止拉动，此时测量杆进入测量位置；

步骤4，保持测量杆的位置不变，停留15-25秒；

步骤5，放低测量杆的调角段bd，将测量杆从富氧底吹炉中拔出，观察测量段ac上的附着物，附着物厚的上层为炉渣层，附着物薄的下层为冰铜层；

步骤6，通过如下公式计算富氧底吹炉中冰铜液面的高度：y＝h－mcosβ+lcosβ，其中，y为冰铜液面的高度，h为渣口下沿到熔池底部的距离，m为测量段ac的长度，l为测量段ac上冰铜层的长度，β为测量段ac的a点与渣口内炉端墙下沿所形成的角度，β＝α-90°-θ，tanθ＝a/b，a为渣口高度，b为渣口长度。

可选地，所述测量杆为金属管，测量杆的测量段ac和调角段bd的长度均为600mm，操作段ba的长度为4800mm，所述测量杆的内径为13-18mm。

可选地，所述调角段bd与操作段ba之间的夹角以及操作段ba与测量段ac之间的夹角α的角度均为120-150°。

本发明的有益效果是：

通过在富氧底吹炉的渣口处借助测量杆进行测量，充分利用了炉内渣口沉淀区液面相对静止的特点，避免了喷溅物堵住测量口的现象，安全系数比较高；通过本发明在放渣作业时间段内随时可以进行测量，测量时间灵活；利用冰铜和炉渣与测量杆之间的粘合力不同，从而能够准确测量出冰铜液面，因而可更好地控制富氧底吹炉炉内的冰铜液面，以便合理安排放渣、放铜作业时间，更好地为下一道工序服务，同时为实际生产提供了一个直观的、可参考的依据。因此，与背景技术相比，本发明具有测量过程安全、不会灼伤工人、不存在安全隐患、测量结果准确、测量方法简单、测量时间灵活、能够将炉内冰铜液面控制在一个稳定的数值区间，能够降低炉渣含铜量等优点。

附图说明

图1是本发明中测量杆的结构示意图。

图2是本发明中测量冰铜液面的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步地详细描述。

如图1和图2所示，本实施例中的测量富氧底吹炉中冰铜液面的方法，包括如下步骤：

步骤1，制作测量杆，所述测量杆包括测量段ac、操作段ba和调角段bd，所述测量段ac、操作段ba和调角段bd在同一平面内，测量段ac与调角段bd的长度相同，且调角段bd与操作段ba之间的夹角以及操作段ba与测量段ac之间的夹角均为α；

步骤2，将测量段ac对准富氧底吹炉的渣口方向朝上，调角段bd垂直向下，将测量段ac通过渣口插入炉内熔体中并调整其上下角度，使测量段ac通过渣口内侧进入富氧底吹炉的炉内熔池；

步骤3，当测量段ac全部进入炉内熔池后，将测量杆旋转180°，使调角段bd由垂直向下转为垂直向上，此时测量段ac向下垂直于冰铜液面，抬高测量杆b点，将测量杆向后轻缓拉动，当测量段ac的拐角点a点与渣口内炉端墙的下沿接触时，停止拉动，此时测量杆进入测量位置；

步骤4，保持测量杆的位置不变，停留15-25秒；

步骤5，放低测量杆的调角段bd，将测量杆从富氧底吹炉中拔出，观察测量段ac上的附着物，附着物厚的上层为炉渣层，附着物薄的下层为冰铜层；

步骤6，通过如下公式计算富氧底吹炉中冰铜液面的高度：y＝h－mcosβ+lcosβ，其中，y为冰铜液面的高度，h为渣口下沿到熔池底部的距离，m为测量段ac的长度，l为测量段ac上冰铜层的长度，β为测量段ac的a点与渣口内炉端墙下沿所形成的角度，β＝α-90°-θ，tanθ＝a/b，a为渣口高度，b为渣口长度。

其中，所述测量杆为金属管，测量杆的测量段ac和调角段bd的长度均为600mm，操作段ba的长度为4800mm，所述测量杆的内径为13-18mm。优选地，测量杆的内径为15mm。

可选地，所述调角段bd与操作段ba之间的夹角以及操作段ba与测量段ac之间的夹角α的角度均为120-150°。优选地，α的角度为135°。

由于富氧底吹炉炼铜熔炼过程中，靠富氧底吹炉渣口处，属于沉淀区尾部，搅拌最弱，冰铜和炉渣分层效果最好，因此，本发明选择渣口位置利用测量杆进行测量。测量原理：由于炉内熔融的冰铜和炉渣成分不同，且在渣口处炉内熔体温度较低，在短时间内测量杆不会发生形变，在测量杆插入渣口后，粘附能力差别很大，测到的冰铜层几乎没有附着物，而炉渣层有明显的附着物。因此，可以根据冰铜和炉渣在测量杆上的附着长度确定冰铜液面。

进一步地，为了验证通过本发明提出的方法测量出的富氧底吹炉中冰铜液面的准确性，本发明还可以在富氧底吹炉转出至停炉位时，在非生产条件下，从出烟口处实测冰铜液面进行验证。经过验证得出，本发明提出的测量方法的精度在±10mm。

结合上述内容，当渣口下沿到熔池底部的距离h为1250mm，测量段ac的长度为600mm，测量段ac上冰铜层的长度l为500mm，调角段bd与操作段ba之间的夹角以及操作段ba与测量段ac之间的夹角α为135°，θ为15°，则富氧底吹炉中冰铜液面的高度y为1163.4mm。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。