专利名称：一种强化顶吹炼铅的炉体装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种顶吹熔炼铅炉体装置，涉及延长顶吹熔池熔炼的喷枪寿命和强化熔炼，具体为一种强化顶吹炼铅炉体装置，属于重有色金属冶金领域。
背景技术：
喷枪顶吹熔炼技术是一种熔炼强度高、冶炼效率高、一步炼铅的喷吹熔池熔炼技术。铅的顶吹熔炼系顶吹浸没熔炼，属于熔池熔炼范畴，广泛应用于铅、铜中有色金属的冶炼，喷枪是艾萨或澳斯麦特熔炼法的核心装置，是顶吹炼铅的技术核心，它的使用直接影响着冶炼过程及产品质量。本实用新型针对顶吹熔炼铅，适用于各种含铅物料的顶吹熔炼。铅的顶吹熔炼在一个固定圆筒形炉子中进行。从炉子顶部加入硫化铅精矿，落入·底部具有一定数量的熔渣(富铅渣)中，形成具有固体夹杂的高温熔体。从炉子顶部正中央插入喷枪，喷枪端头浸没在夹杂固体的半凝固熔渣中，喷枪吹出的富氧空气与渣中硫化铅反应，生成溶于渣中的氧化铅。过程发出热量，释放出的热量能够使加入的硫化铅加热熔化。在熔融的炉渣中，硫化铅与氧化铅进行交互反应，生成金属铅。现有的艾萨或澳斯麦特熔炼法，交互反应达到平衡时，通常渣中铅含量为449Γ50%。要降低渣中铅含量，艾萨或澳斯麦特熔炼法无法做到。降低渣中铅含量能够改善炉渣对喷枪的腐蚀，提高设备作业率，铅的产出率提高，是强化顶吹熔炼过程主攻研究方向。在顶吹炼铅过程中，通过喷枪向熔池直接喷入大量富氧空气、燃料、熔炼物料和熔齐U，同时，炉料发生强烈的熔化、氧化、还原、造渣等一系列物理化学过程。熔池受到喷入气流的强烈的搅拌，硫化铅转化为氧化铅和金属铅，大部分产出的粗铅沉入炉底，而氧化铅溶于渣，熔渣在金属粗铅熔体上面。当物料硫化铅全部转化后，炉内熔体分为上下两层即渣层和金属熔体层。此时，在熔渣和粗铅之间存在着粗铅、富铅渣、气相三相同时达到平衡状态，氧势高，富铅渣中铅含量高。另一方面，由于铅具有一定的迁移性，随着铅在熔体和熔渣中进行的不断分配，即ia.沿.二 (Pb)s连因此，有部分铅会进入渣中，降低了铅的直收率。长期以来，人们寻求改善这种铅平衡分配的方法，企图提高铅进入粗铅的分配率，提高铅的直收率及粗铅含铅量，改善设备作业率。顶吹喷枪对“渣-金属”间平衡会产生重要的影响，改进喷枪的结构及使用制度，对顶吹熔炼起到了很重要的作用。在顶吹熔炼过程中，在氧化性气氛下的高温富铅渣中，喷枪钢质外壁会发生复杂的电化学腐蚀行为，出现金属和渣的氧化、硫化等电化学反应。喷枪合金钢质发生热腐蚀时，表面形成的具有保护作用的氧化膜在液态熔渣中被电化学腐蚀而遭到破坏。保护顶吹熔炼喷枪，抑制喷枪受到的腐蚀，提高喷枪寿命，是强化顶吹熔炼的主攻研究方向。发明内容本实用新型提出了一种强化顶吹炼铅的炉体装置，即喷枪(阴极)一钢芯硅碳棒(阳极)组成一种电化学强化装置，最终作用都是为了强化顶吹冶炼过程。本实用新型装置的结构为，包括炉体1，喷枪5，喷枪置于炉体内部，还包括直流电源I和钢芯硅碳棒3，喷枪5与直流电源I的阴极相连，钢芯硅碳棒3与直流电源I的阳极相连，钢芯硅碳棒3置于炉体I内部并紧贴炉体I内壁。所述钢芯硅碳棒3由电极升降器2控制高度，电极升降器2是由电机带动钢芯硅碳棒3上下移动。所述钢芯硅碳棒3的结构为中芯钢棒外部包覆一层碳化硅材料，中芯为310s或316L不锈钢材料，外层的碳化硅材料为市售工业级。 所述钢芯硅碳棒3可以为一支或多支。所述炉体I与传统顶吹炼铅的炉体一致。所述喷枪5与传统顶吹炼铅的喷枪5 —致，喷枪与风管连接处、喷枪与吊挂连接处都有绝缘环6,防止漏电,绝缘环6为市售工业级陶瓷或胶木材料。本装置的使用方法为在炉体I中加入铅矿和铅渣，将炼铅炉温度升至1050°C 1250°C，并按阴阳极距离每米压降为3V 45V施加直流电场(阴极电流密度为170A/m2 400A/m2，阳极电流密度ΙΟΟΑ/m2 250A/m2)，插入通空气的喷枪，上下移动喷枪，使喷枪渣线上部挂渣，稳定枪位，直至熔炼完成。本实用新型的优点和积极效果(I)本装置结构在炼铅的过程中能够使渣中溶解的铅尽量在阴极附近被还原，汇集进入粗铅熔体中，提高铅的产率；(2)本装置能够抑制熔渣对喷枪的电化学腐蚀作用，延长了喷枪的使用寿命，提高设备作业率；(3)本装置能够加强阳极附近硫化铅的氧化。
图I为本实用新型的炉体结构示意图。图中各标号为I-直流电源，2-电极升降架，3-钢芯硅碳棒，4-炉体，5-喷枪，
6-绝缘环。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型不限于以下所述范围。实施例I :本实施例的炉体结构为包括炉体1，喷枪5，喷枪置于炉体内部，还包括直流电源I和钢芯硅碳棒3，喷枪5与直流电源I的阴极相连，钢芯硅碳棒3与直流电源I的阳极相连，钢芯硅碳棒3置于炉体I内部并紧贴炉体I内壁。钢芯硅碳棒3由电极升降器2控制高度，电极升降器2是由电机带动钢芯硅碳棒3上下移动。钢芯硅碳棒3为中芯钢棒外部包覆一层碳化硅材料，中芯为310s或316L不锈钢材料，外壳为市售工业级硅碳材料。炉体I与传统顶吹炼铅的炉体一致。喷枪5与传统顶吹炼铅的喷枪5—致，喷枪与风管连接处、喷枪与吊挂连接处都有绝缘环，防止漏电，绝缘环为市售工业级陶瓷或胶木材料。实施例2 :本实施例的炉体结构为包括炉体1，喷枪5，喷枪置于炉体内部，还包括直流电源I和两支钢芯硅碳棒3，喷枪5与直流电源I的阴极相连，钢芯硅碳棒3与直流电源I的阳极相连，两支钢芯硅碳棒3置于炉体I内部并紧贴炉体I内壁。钢芯硅碳棒3由电极升降器2控制高度，电极升降器2是由电机带动钢芯硅碳棒3上下移动。钢芯硅碳棒3为中芯钢棒外部包覆一层碳化硅材料，中芯为310s或316L不锈钢材料，外壳为市售工业 级硅碳材料。炉体I与传统顶吹炼铅的炉体一致。喷枪5与传统顶吹炼铅的喷枪5—致，喷枪与风管连接处、喷枪与吊挂连接处都有绝缘环，防止漏电，绝缘环为市售工业级陶瓷或胶木材料。
权利要求1.一种强化顶吹炼铅的炉体装置，包括炉体(1)，喷枪(5)，喷枪置于炉体内部，其特征在于还包括直流电源(I)和钢芯硅碳棒(3)，喷枪(5)与直流电源(I)的阴极相连，钢芯硅碳棒(3)与直流电源(I)的阳极相连，钢芯硅碳棒(3)置于炉体(I)内部并紧贴炉体(I)内壁。
2.根据权利要求I所述的强化顶吹炼铅的炉体装置，其特征在于钢芯硅碳棒(3)由电极升降器(2)控制高度，电极升降器(2)是由电机带动钢芯硅碳棒(3)上下移动。
3.根据权利要求I所述的强化顶吹炼铅的炉体装置，其特征在于所述钢芯硅碳棒(3)的结构为中芯钢棒外部包覆一层碳化硅材料。
4.根据权利要求I所述的强化顶吹炼铅的炉体装置，其特征在于所述钢芯硅碳棒(3)可以为一支或多支。
专利摘要一种强化顶吹炼铅的炉体装置，属于重有色金属冶金领域。包括炉体，喷枪，喷枪置于炉体内部，还包括直流电源和钢芯硅碳棒，喷枪与直流电源的阴极相连，钢芯硅碳棒与直流电源的阳极相连，钢芯硅碳棒置于炉体内部并紧贴炉体内壁。这样的装置结构可以使得渣中溶解的铅尽量在阴极附近被还原，汇集进入粗铅熔体中，提高铅的产率；能够抑制熔渣对喷枪的电化学腐蚀作用，延长了喷枪的使用寿命，提高设备作业率；能够加强阳极附近硫化铅的氧化。
文档编号C22B13/02GK202786374SQ20122045312
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者朱云, 施哲, 郭淑仙, 张彬 申请人:昆明理工大学