用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉，它包括从下往上依次排列的炉缸、铜水套炉墙、挂式钢水套，它们的外围有钢结构架体，炉缸位于钢结构架体的底面骨架上，铜水套炉墙的外壁有用于与钢结构架体连接的固定框，挂式钢水套悬挂于钢结构架体的上端；铜水套炉墙包括若干层铜水套，最下面一层的铜水套底部有氧气喷嘴和打孔放渣装置；挂式钢水套的上端有与其连通用于排烟和加料的烟道口和加料口。挂式钢水套的结构避免了水套的左右变形，打孔放渣装置的结构克服了渣口水套易漏水和更换水套需要停炉的缺陷，提高熔炼炉的安全使用性能。本发明采用富氧熔池熔炼具有烟气量小、烟气带走热低、熔池温度高、铅锌更易挥发的特点。
【专利说明】用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及适用于有色金属冶炼，对于含铜、铅、锌等多种金属物料进行富氧熔炼，生成铜锍或粗铅，回收有价金属的一种熔炼炉。
【背景技术】
[0003]随着我国环保政策的日益严格和铜、铅、锌等行业准入条件的实施，对于满足环保要求、生产成本低廉的有色冶炼新工艺的需求日益突出。同时，伴随着高品位原生矿资源的日益减少，对品位偏低、传统工艺难处理、含复杂多金属的物料提出新的处理要求，要求新冶炼工艺适合对多种有价金属进行回收，并达到回收率高、能耗低的目的。对于低品位多金属物料，现行的冶金炉很难进行处理，需开发一种新型炉窑，使其能同时回收铜、铅、锌、铟等多种金属。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种适合于处理低品位多金属物料，同时回收多种金属，实现环保、节能，保证冶炼新工艺实施的富氧熔炼炉。
[0005]本发明提供的这种用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉，它包括从下往上依次排列的炉缸、铜水套炉墙、挂式钢水套，它们的外围有钢结构架体，炉缸位于钢结构架体的底面骨架上，铜水套炉墙的外壁有用于与钢结构架体连接的固定框，挂式钢水套悬挂于钢结构架体的上端；铜水套炉墙包括若干层铜水套，最下面一层的铜水套底部有氧气喷嘴和打孔放渣装置；所述挂式钢水套的上端有与其连通用于排烟和加料的烟道口和加料口。
[0006]所述钢结构架`体采用H型钢制作，包括上端用于悬挂所述挂式钢水套的挂架和其下方用于固定所述铜水套炉墙和炉缸的支承架，挂架和支承架之间为可拆卸的螺栓连接。
[0007]所述铜水套炉墙内包括三层铜水套，铜水套内预埋有纯铜管，铜水套的受受热面均布有燕尾槽，其内嵌有相应的燕尾槽型砖。
[0008]所述固定框框通过千斤顶和所述支承架固定。
[0009]所述打孔放渣装置包括预埋有纯铜管的渣口铜水套和铜水套塞子，渣口铜水套的宽度方向中心线上有用于安装铜水套塞子的锥形通孔，铜水套塞子装配于锥形通孔内，渣口铜水套的非受热面、锥形通孔的上部两侧有位置对称的凸台，两凸台的顶部均开有轴向的螺纹孔，螺纹孔之间通过螺栓连接有钢板，钢板跨过铜水套塞子的上端面，使铜水套塞子和渣口铜水套固定限位；所述渣口铜水套的受热面均布有燕尾槽，其内嵌有相应的燕尾槽型砖。
[0010]所述铜水套塞子的轴向中心有通孔，通孔外的实体侧壁内连接有不锈钢测温管，实体的外端面有便于铜水套塞子安装和拆卸的螺纹孔。
[0011]所述挂式钢水套，包括截面形状为U形的内框和固定于内框U形的开口端的盖板，内框的U形底边外侧为受热面，受热面上有分隔板格栅和渣钉及覆盖它们的耐火浇注料；盖板的下部有进水管，上部有出水管；盖板上部有用于悬挂水套的挂板，挂板上开有沿其宽度方向的槽孔，用于与钢结构连接；内框和盖板之间均布有竖向布置的若干筋板，筋板均布于所述内框的非受热面上，各筋板的内侧和外侧沿纵向对应均布有U形的凹缺，筋板的上端有用于固定所述挂板的挂耳。
[0012]所述盖板上有与所述筋板相邻凹缺之间的突出部分穿过的方孔，盖板的竖向两侧有用于相邻水套连接的耳子，下部有螺栓和检修孔，螺栓垂直盖板固定于检修孔的上方，用于与钢结构连接，检修孔外连接有盲板法兰。
[0013]所述进水管位于筋板的下端外侧，其上对应相邻筋板的间隙处有出水孔；所述出水管位于所述筋板上端的外侧，其入口端外有通过支撑板与所述盖板固定的导流板。
[0014]所述挂式钢水套的上端还有用于烘炉的烧嘴口，下端与所述铜水套炉墙间设置有膨胀缝，用于克服挂式钢水套向下的膨胀量和铜水套炉墙向上的膨胀量；所述加料口和为夹套式水冷结构，其内壁为不锈钢材质；所述烟道口为铜水套烟道，其铜水套的受热面均布有燕尾槽，其内嵌有相应的燕尾槽型砖；所述炉缸包括砌体，砌体的外围有型钢围箍、上端有用于冷却砌体的炉台铜水套；砌体上有金属放出口。
[0015]本发明整个炉体的载荷均通过钢结构架体承载，炉缸直接置于钢结构架体的底面骨架上，铜水套炉墙通过千斤顶与钢结构架体固定，挂式钢水套直接悬挂于钢结构架体的上端，使得整个炉体的安装和拆卸操作都方便快捷。[0016]铜水套炉墙的内腔为熔池，在最下面一层的铜水套下部设置氧气喷嘴，使低品位物料和煤在熔池内进行富氧熔炼。铜水套炉墙的铜水套内预埋有埋纯铜管，受热侧嵌有燕尾槽形砖，燕尾槽砖和铜水套之间相互保护，大大提高炉墙的寿命。铜水套炉墙的下部有特殊结构的打孔放渣装置。通过在渣口铜水套内增设铜水套塞子，两者之间通过渣口铜水套外端凸台上连接的钢板来固定限位，两者的实体内均预埋纯铜管。铜水套塞子可方便的从渣口铜水套的安装孔中拆卸更换。需要放渣时，打通铜水套塞子中间通孔内的封泥即可。需要更换时，仅需更拧下螺栓，拿出钢板，用螺杆拧紧位于铜水套塞子外端面的螺纹孔，拔出塞子，更换新的铜水套塞子，而不必更换渣口铜水套，渣口铜水套和铜水套塞子均为铜冷却件，使用寿命长。避免了现有技术渣口钢水套因因渣的冲刷严重变形强度减弱而易漏水的缺陷，克服了现有技术更换水套需要停炉的缺陷，从而提高冶金炉的实用安全性能，延长冶金炉的使用寿命，节约成本。
[0017]挂式钢内框的非受热面上均布筋板，在筋板的内外侧均开设U形缺口，使内框和盖板之间的冷却水横向和纵向都均匀流动，均匀带走内框受热面吸收的热量。水套出口侧设置有导流板，杜绝汽化现象的发生。水套的上端通过挂板上的槽孔悬挂于钢结构上，固定方式简单稳定，拆卸方便，单独拆卸不影响周围其余构件。能使水套顺着槽孔方向前后膨胀，限制水套的左右变形。为了保证更好的效果，水套的下端通过固定于盖板上的螺栓与钢结构固定，在钢结构上开设相应的竖直槽孔，即可使水套向下膨胀，限制水套左右变形和向上膨胀。通过上述结构使水套在受热时前后、向下变形，限制其左右变形，克服了现有技术水套发生左右偏移的缺陷，保证了水套上方的顶标高，从而避免了水套的变形和炉子的变形，继而提高了冶金炉窑的安全使用性能，延长了冶金炉窑的使用寿命。
[0018]本发明的工作原理如下:低品位物料和煤从挂式钢水套上端的加料口加入，富氧空气从最下面一层铜水套上的氧气喷嘴中鼓入，低品位物料、煤和氧气在铜水套炉墙的熔池内进行富氧熔炼。富氧熔池熔炼具有烟气量小、烟气带走热低、熔池温度高、铅锌更易挥发的特点。低品位物料发生熔化、分解、脱硫、造硫、造渣等反应；煤与氧气反应进行燃烧反应，为熔炼反应提供热量。熔炼出的铜或铅从炉缸上的金属放出口排出，冶炼渣从铜水套炉墙底部的打孔放渣装置排出。铅、锌主要以氧化物形态存于冶炼渣中；金、银等贵金属富集在铜或铅中，砷、铟等易挥发金属集在烟尘中；以上有价金属经富集后均能通过其它流程进行回收，从而达到多种金属同时回收的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明优选实施例的主视结构示意图。
[0020]图2为图1的俯视示意图。
[0021]图3为图1中的A-A示意图。
[0022]图4为图3中钢水套的主视结构示意图。
[0023]图5为图4中的B-B示意图。
[0024]图6为图4中筋板的结构示意图。
[0025]图7为图3中打孔放渣装置的主视结构示意图。
[0026]图8为图7中的C-C示意图。
【具体实施方式】
[0027]优选实施例，如图1至图8所示，本发明提供的这种用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉，包括钢结构架体I和从下往上依次排列的炉缸2、铜水套炉墙3、挂式钢水套4。钢结构架体I包括下部用于支承炉缸2和铜水套炉墙3的支承架11和其上端用于悬挂挂式钢水套4的挂架12，承载炉体产生的一切负荷。铜水套炉墙3的外壁有固定框7，固定框7通过千斤顶8和支承架11固定。挂架12与支承架11均采用H型钢制作，挂架12与支承架11之间为可拆卸的螺栓连接。
[0028]炉缸2包括砌体22和H型钢围箍21以及冷却砌体22的炉台铜水套23。H型钢围箍21保证了砌体22的整体性，砌体22为I类砌体，采用耐火砖，砖缝不大于1mm，砌体22最上端的砖体需保证平整度，炉台铜水套23放在砌体22最上端的砖体上，对砌体22起冷却作用。砌体22上有金属放出口 9。
[0029]铜水套炉墙3为埋纯铜管式铜水套，铜水套的受热面均布有燕尾槽，其内嵌有相应的燕尾槽型砖，包括三层铜水套，最下面一层的铜水套上有氧气喷嘴5和打孔放渣装置6。
[0030]打孔放渣装置6包括预埋有铜管的渣口铜水套61和铜水套塞子63，渣口铜水套61的宽度方向中心线上有用于安装铜水套塞子63的锥形通孔，铜水套塞子63可拆卸的固定于锥形通孔内，渣口铜水套61的非受热面、锥形通孔的上部两侧有位置对称的凸台611，两凸台611之间通过螺栓连接有钢板62，钢板62跨过铜水套塞子63的外端面，使铜水套塞子63和渣口铜水套61固定限位。渣口铜水套61的受热面嵌有燕尾槽砖。铜水套塞子63的轴向中心有通孔，通孔外的实体侧壁内连接有不锈钢测温钢管66，实体的外端面有便于铜水套塞子63安装和拆卸的螺纹孔。
[0031]挂式钢水套4包括内框41、盖板47和挂板45，内框41的截面形状为U形，其底边外侧为受热面，盖板47固定于U形的开口端；内框41的受热面上有分隔板格栅49和渣钉412及覆盖它们的耐火浇注料414 ;内框41和盖板47之间有竖向均布的若干筋板42，各筋板42的内侧和外侧沿纵向对应均布有U形的凹缺,筋板42的上端有用于固定挂板45的挂耳。盖板47上有与筋板42相邻凹缺之间的突出部分穿过的方孔。盖板47的竖向两侧有用于相邻水套连接的耳子46，下部有检修孔和排污接管48，检修孔外连接有盲板法兰415，排污接管48位于检修孔的下方，排污接管48的外端有与排污管道对接的球阀416。盖板47上对应筋板46的上、下端外侧分别有出水管411和进水管410,进水管411位于盖板47和内框41之间的水平段上对应筋板42的间隙处有出水孔；出水管411的入口端有导流板44，导流板44通过支撑板43与盖板47固定。
[0032]挂式钢水套4的上端有与其连通用于排烟、加料和烘炉的烟道口 417、加料口 418和烧嘴口 419。加料口 418为夹套式水冷结构，其内壁为不锈钢材质。挂式钢水套4的下端与铜水套炉墙3间设置有膨胀缝，用于克服挂式钢水套4向下的膨胀量和铜水套炉墙3向上的膨胀量；加料口 418为夹套式水冷结构，其内壁为不锈钢材质；烟道口 417为铜水套烟道，其铜水套的受热面均布有燕尾槽，其内嵌有相应的燕尾槽型砖。
[0033]本发明的工作原理如下:开炉时，将高温熔体通过打孔放渣装置6送入炉缸2内，形成熔池，用泥巴封死放渣孔，通过烧嘴口 419进行升温。熔炼时，富氧空气从最下面一层铜水套上的氧气喷嘴5中鼓入，低品位物料和煤从挂式钢水套4上端的加料口 417加入，低品位物料、煤和氧气在铜水套炉墙的熔池内进行富氧熔炼。富氧熔池熔炼具有烟气量小、烟气带走热低、熔池温度高、铅锌更易挥发的特点。低品位物料发生熔化、分解、脱硫、造硫等反应；煤与氧气反应进行燃烧反应，为熔炼反应提供热量。熔炼出的铜或铅从炉缸2上的金属放出口 9排出。炼铅时，冶炼渣从铜水套炉墙3侧部的打孔放渣装置6 (图3)排出，进富氧还原炉，炼铜时，冶炼渣从铜水套炉墙3端墙的打孔放渣装置6 (图1)排出，进烟化炉。炉墙3端部设置底渣口打孔放渣装置6 (图3)，便于更换风嘴喷枪。铅、锌主要以氧化物形态存于冶炼渣中；金、银等贵金属富集在铜或铅中，砷、铟等易挥发金属集在烟尘中；以上有价金属经富集后均能通过`其它流程进行回收，从而达到多种金属同时回收的目的。
【权利要求】
1.一种用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉，其特征在于:该熔炼炉包括从下往上依次排列的炉缸、铜水套炉墙、挂式钢水套，它们的外围有钢结构架体，炉缸位于钢结构架体的底面骨架上，铜水套炉墙的外壁有用于与钢结构架体连接的固定框，挂式钢水套悬挂于钢结构架体的上端；铜水套炉墙包括若干层铜水套，最下面一层的铜水套底部有氧气喷嘴和打孔放渣装置；所述挂式钢水套的上端有与其连通用于排烟和加料的烟道口和加料□。
2.根据权利要求1所述的用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉，其特征在于:所述钢结构架体采用H型钢制作，包括上端用于悬挂所述挂式钢水套的挂架和其下方用于固定所述铜水套炉墙和炉缸的支承架，挂架和支承架之间为可拆卸的螺栓连接。
3.根据权利要求2所述的用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉，其特征在于:所述铜水套炉墙内包括三层铜水套，铜水套内预埋有纯铜管，铜水套的受热面均布有燕尾槽，其内嵌有相应的燕尾槽型砖。
4.根据权利要求2所述的用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉，其特征在于:所述固定框框通过千斤顶和所述支承架固定。
5.根据权利要求1所述的用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉，其特征在于:所述打孔放渣装置包括预埋有纯铜管的渣口铜水套和铜水套塞子，渣口铜水套的宽度方向中心线上有用于安装铜水套塞子的锥形通孔，铜水套塞子装配于锥形通孔内，渣口铜水套的非受热面、锥形通孔的上部两侧有位置对称的凸台，两凸台的顶部均开有轴向的螺纹孔，螺纹孔之间通过螺栓连接有钢板，钢板跨过铜水套塞子的上端面，使铜水套塞子和渣口铜水套固定限位；渣口铜水套的受热面均布有燕尾槽，其内嵌有相应的燕尾槽型砖。
6.根据权利要求5所述的用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉，其特征在于:所述铜水套塞子的轴向中心有通孔，通孔外的实体侧壁内连接有不锈钢测温管，实体的外端面有便于铜水套塞子安装和拆卸的螺纹孔。
7.根据权利要求5所述的用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉，其特征在于:所述挂式钢水套，包括截面形状为U形的内框和固定于内框U形的开口端的盖板，内框的U形底边外侧为受热面，受热面上有分隔板格栅和渣钉及覆盖它们的耐火浇注料；盖板的下部有进水管，上部有出水管；盖板上部有用于悬挂水套的挂板，挂板上开有沿其宽度方向的槽孔，用于与钢结构连接；内框和盖板之间均布有竖向布置的若干筋板，筋板均布于所述内框的非受热面上，各筋板的内侧和外侧沿纵向对应均布有U形的凹缺，筋板的上端有用于固定所述挂板的挂耳。
8.根据权利要求7所述的用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉，其特征在于:所述盖板上有与所述筋板相邻凹缺之间的突出部分穿过的方孔，盖板的竖向两侧有用于相邻水套连接的耳子，下部有螺栓和检修孔，螺栓垂直盖板固定于检修孔的上方，用于与钢结构连接，检修孔外连接有盲板法兰。
9.根据权利要求7所述的用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉，其特征在于:所述进水管位于筋板的下端外侧，其上对应相邻筋板的间隙处有出水孔；所述出水管位于所述筋板上端的外侧，其入口端外有通过支撑板与所述盖板固定的导流板。
10.如权利要求1所述的用于处理低品位多金属物料的富氧熔炼炉，其特征在于:所述挂式钢水套的上端还有用于烘炉的烧嘴口，下端与所述铜水套炉墙间设置有膨胀缝，用于克服挂式钢水套向下的膨胀量和铜水套炉墙向上的膨胀量；所述加料口和为夹套式水冷结构，其内壁为不锈钢材质；所述烟道口为铜水套烟道，其铜水套的受热面均布有燕尾槽，其内嵌有相应的燕尾槽型砖；所述炉缸包括砌体，砌体的外围有型钢围箍、上端有用于冷却砌体的炉台铜水套； 砌体上有金属放出口。
【文档编号】C22B5/12GK103451430SQ201310355565
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月15日 优先权日:2013年8月15日
【发明者】宋守恒, 蔡晖, 白桦, 张岭, 陈艳梅 申请人:长沙有色冶金设计研究院有限公司