專利名稱：氧氣側(cè)吹金屬熔融還原爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種金屬還原熔煉反應(yīng)裝置，特別涉及一種熔融或固態(tài)氧化鉛渣 (又稱初渣、高鉛渣)的還原裝置。
背景技術(shù)：
由于現(xiàn)在的冶金爐都利用了工業(yè)氧氣，與傳統(tǒng)方法比，產(chǎn)生的煙氣量少，較徹底解 決了環(huán)境污染問題。但這些煉爐還存在不足之處對爐料要求苛刻，氧氣吹風(fēng)噴槍結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，壽命較短，還原率較低。目前廣泛采用熔池熔煉法(艾薩爐、澳斯麥特爐、底吹爐、側(cè)吹爐等)處理硫化鉛 礦，產(chǎn)出的氧化鉛渣經(jīng)鑄塊冷凝后用傳統(tǒng)的鼓風(fēng)爐還原熔煉得粗鉛。熔融氧化鉛渣的熱能 未能利用而被全部損失。而在鼓風(fēng)爐中還要用最昂貴的冶金焦將氧化鉛渣再次熔化，既造 成環(huán)境污染，又增加了生產(chǎn)成本。本申請人的03246213. 1號專利所公開的氧氣側(cè)吹直接煉鉛爐，用煤替代焦炭，它 既適用于液態(tài)(或固態(tài))高鉛渣的周期還原、也適用于液態(tài)(或固態(tài))高渣鉛的連續(xù)還原。 雖然該專利應(yīng)用了兩次風(fēng)口技術(shù)，使熔煉爐內(nèi)氣氛趨于合理，但我們在實踐中感到，此熔煉 爐的金屬還原及熱的利用還未達(dá)到最佳效果，有待于進一步改進和提高。
發(fā)明內(nèi)容針對上述現(xiàn)有熔煉爐的缺陷，本實用新型提供一種對03246213. 1號專利進行改 進的熔煉爐，提高了金屬還原速度、還原率及熱利用率。本實用新型氧氣側(cè)吹金屬熔融還原爐主要由爐缸和位于爐缸上的爐身構(gòu)成。爐身 的爐壁由一個個水套組合而成，水套中為冷卻循環(huán)水。爐身上部帶有加料口和上升煙道。爐 身下部設(shè)有渣虹吸井，在爐缸上與渣虹吸井相對應(yīng)處設(shè)有出渣口，爐缸底部還設(shè)有金屬虹 吸出口。本實用新型設(shè)計的要點是在所述的爐身的兩側(cè)壁上各安有三排送風(fēng)口 一次風(fēng) 口、二次風(fēng)口和三次風(fēng)口。一次風(fēng)口安放在爐身下部，位于熔融區(qū)內(nèi)；二次風(fēng)口安放在爐身 中部，位于鼓泡層的表面之上的區(qū)域；三次風(fēng)口安放在爐身上部或上升煙道下方。本實用新型由于充分利用了熔煉爐自身的氧化反應(yīng)熱，熱損失少、熱利用率高，節(jié) 約燃料，達(dá)到節(jié)能減耗、提高金屬還原率的目的。本實用新型可以加速還原速度，縮短還原 時間，使渣中含金屬量降至最低水平。與傳統(tǒng)的熔煉爐相比，由于本實用新型在生產(chǎn)過程中 可燃?xì)怏w的燃燒率高，因此煙氣中有害氣體含量少，較為有效地解決了環(huán)境污染的問題。

圖1是本實用新型氧氣側(cè)吹金屬熔融還原爐結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的右視剖面示意圖。圖中1.爐缸、2.爐身、3.熔融渣加料口、4.輔料及金屬渣冷料加料口、5.備用加 料口、6.上升煙道、7.渣虹吸井、8.出渣口、9.金屬虹吸出口、10. —次風(fēng)口、11. 二次風(fēng)口、
312.三次風(fēng)口、13.高爐底、14.低爐底、15.坡形面、16.燃燒器、17.爐身支架、18.調(diào)節(jié)桿、 19.爐基。
具體實施方式
本實用新型氧氣側(cè)吹金屬熔融還原爐是03246213. 1號專利的改進式發(fā)明。參見 圖1和圖2，本實用新型主要由爐缸1和位于爐缸1上的爐身2構(gòu)成。爐身2的爐壁由一個 個水套拼接在一起組合而成，水套中各為獨立的冷卻循環(huán)水。爐身2上部帶有加料口和上 升煙道6。所述加料口包括熔融渣加料口 3、輔料及金屬渣冷料加料口 4和備用加料口 5。 在本實用新型的較佳的實施方案中，在不影響爐內(nèi)反應(yīng)的條件下，爐身2分為上、下爐身， 熔融渣加料口 3和輔料及金屬渣冷料加料口 4位于下爐身的頂端，這樣，兩加料口與爐內(nèi)的 熔體距離縮短，加料時減少了煙塵飛揚。備用加料口 5的位置不變，仍位于爐身2的爐頂。 爐身2下部設(shè)有渣虹吸井7，在爐缸1上與渣虹吸井7相對應(yīng)處設(shè)有出渣口 8，爐缸1底部 還設(shè)有金屬虹吸出口 9。位于渣虹吸井7頂端設(shè)有燃燒器16。在所述的爐身的兩側(cè)壁上各 安有三排送風(fēng)口 一次風(fēng)口 10、二次風(fēng)口 11和三次風(fēng)口 12。一次風(fēng)口 10安放在爐身2下 部，位于熔融區(qū)內(nèi)；二次風(fēng)口 11安放在爐身2中部，位于鼓泡層的表面之上的區(qū)域；三次風(fēng) 口 12安放在爐身2上部或上升煙道6下方。風(fēng)口的數(shù)量根據(jù)還原爐的大小及處理量而不 同，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計為，風(fēng)口數(shù)量逐層遞減，即一次風(fēng)口 10的數(shù)量最多，二次風(fēng)口 11的數(shù)量次之， 三次風(fēng)口 12的數(shù)量最少。對于一般容積的還原爐，每一側(cè)的一次風(fēng)口 10數(shù)量為3-50個， 二次風(fēng)口 11為2-25個，三次風(fēng)口 12為1-10個。作為本實用新型的較佳設(shè)計，爐身2的爐 底分為高爐底13和低爐底14，高、低爐底由坡形面15過渡相連。爐底的高低形設(shè)計，提供 了爐缸1低處的深度，節(jié)省了高處金屬區(qū)的空間，減少了爐缸的容積，節(jié)約能源并保證了爐 內(nèi)熔體良好的熱交換。爐身2由爐身支架17支撐，爐身支架17與爐身2之間由帶螺桿組 件的調(diào)節(jié)桿18連接，更好地對還原爐起到固定和調(diào)整的作用。整個氧氣側(cè)吹金屬熔融還原 爐安放于爐基19上。作為具體實施例，現(xiàn)以在本實用新型還原爐內(nèi)對富鉛渣的熔融反應(yīng)過程加以說 明。熔融富鉛渣從熔融渣加料口 3或富鉛渣冷料從輔料及金屬渣冷料加料口 4加入爐 內(nèi)形成熔池，同時從輔料及金屬渣冷料加料口 4加入的還有還原煤和熔劑。所述鉛渣可以 是熔池熔煉爐產(chǎn)出的熔融態(tài)氧化鉛渣(又稱初渣、高鉛渣)，或者是固態(tài)的氧化鉛渣。富氧 空氣從一次風(fēng)口 10鼓入高溫熔融的渣層內(nèi)，滿足了煤燃燒及爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的必須條件，同 時，鼓入熔融渣層的富氧空氣，對熔渣強列攪拌，此時被還原的細(xì)小金屬鉛粒相互碰撞而迅 速長大，形成大的顆粒下沉，進入爐缸1與渣分離。一次風(fēng)口 10中還可插入有燃?xì)夤?，燃?xì)?管中氣體可為煤質(zhì)氣或天然氣等氣體還原劑。燃?xì)夤芨鶕?jù)需要可快速的安裝和撤除，在使 用時與富氧空氣混合通過一次風(fēng)口 10同時通入熔池中，可有效的對熔體進行快速升溫，并 利用氣體還原劑配合固態(tài)還原劑，加快高鉛渣的還原速度。此時，從設(shè)立在爐身2中部的二 次風(fēng)口 11向爐內(nèi)送入二次風(fēng)(空氣或富氧空氣)，所述的二次風(fēng)口 11中心線與水平線間形 成向下傾斜的0° -60°角，從熔體內(nèi)噴出的CO遇二次風(fēng)燃燒C0，同時與飛濺的熔渣滴(噴 沫)充分接觸，將噴沫加熱，向上噴濺的熔渣被加熱回落爐內(nèi)，被氣體帶出的爐渣噴沫作為 熱的載體將二次燃燒(從熔體出來的CO等可燃物質(zhì)在熔體上空間燃燒)產(chǎn)生的熱量重新返回熔池，有效的降低了能耗，節(jié)省還原熔煉的燃料。為了保證噴濺的熔渣中的金屬物不被再次氧化，二次燃燒根據(jù)爐內(nèi)的CO情況，定 量的送風(fēng)使?fàn)t氣中保留了一定的CO量，沒有完全燃燒，保持了爐內(nèi)的還原氣氛，防止噴沫 中裹帶的金屬鉛被再度氧化。三次風(fēng)口 12的作用是將爐氣剩余的CO等有害物質(zhì)充分燃燒。 定量的三次風(fēng)從設(shè)置在爐身2上部或上升煙道6的三次風(fēng)口 12送入爐內(nèi)，使?fàn)t內(nèi)經(jīng)二次燃 燒有意保留的CO完全燃燒，并保留煙氣中有一定的過剩氧量，以防止CO在煙道內(nèi)燃燒爆炸 及減少CO對環(huán)境造成污染。本實用新型為一種金屬還原熔煉反應(yīng)裝置，除能夠?qū)θ廴诨蚬虘B(tài)氧化鉛渣進行很 好的還原熔煉外，控制不同的爐內(nèi)氣氛，可對各種有色金屬進行氧化熔煉或還原熔煉(如 鉛精礦的氧化熔煉、銅精礦、銅鎳礦的造锍熔煉、銻精礦的還原揮發(fā)熔煉等等)，均可取得較 優(yōu)的效果。
權(quán)利要求一種氧氣側(cè)吹金屬熔融還原爐，主要由爐缸和位于爐缸上的爐身構(gòu)成；爐身的爐壁由一個個水套組合而成，水套中為冷卻循環(huán)水；爐身上部帶有加料口和上升煙道，爐身下部設(shè)有渣虹吸井，在爐缸上與渣虹吸井相對應(yīng)處設(shè)有出渣口，爐缸底部還設(shè)有金屬虹吸出口；其特征在于在所述的爐身的兩側(cè)壁上各安有三排送風(fēng)口一次風(fēng)口、二次風(fēng)口和三次風(fēng)口；一次風(fēng)口安放在爐身下部，位于熔融區(qū)內(nèi)，二次風(fēng)口安放在爐身中部，位于鼓泡層的表面之上的區(qū)域，三次風(fēng)口安放在爐身上部或上升煙道下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐，其特征在于所述加料口包括熔融渣加料口、輔料及 金屬渣冷料加料口和備用加料口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的還原爐，其特征在于爐身分為上、下爐身，熔融渣加料 口和輔料及金屬渣冷料加料口位于下爐身的頂部，備用加料口位于爐頂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐，其特征在于位于渣虹吸井頂端設(shè)有燃燒器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐，其特征在于所述風(fēng)口的數(shù)量逐層遞減，即一次風(fēng)口 的數(shù)量最多，二次風(fēng)口的數(shù)量次之，三次風(fēng)口的數(shù)量最少。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的還原爐，其特征在于所述一次風(fēng)口中還插入有燃?xì)夤埽?燃?xì)夤苤袣怏w為煤氣或天然氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的還原爐，其特征在于所述二次風(fēng)口中心線與水平線間 形成向下傾斜的0° -60°角。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐，其特征在于爐身的爐底分為高爐底和低爐底，高、 低爐底由坡形面過渡相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐，其特征在于爐身由爐身支架支撐，爐身支架與爐身 之間由帶螺桿組件的調(diào)節(jié)桿連接，整個氧氣側(cè)吹金屬熔融還原爐安放于爐基上。
專利摘要本實用新型涉及一種金屬還原熔煉反應(yīng)裝置，其設(shè)計要點是在爐身的兩側(cè)壁上各安有三排送風(fēng)口，一次風(fēng)口安放在爐身下部，位于熔融區(qū)內(nèi)，二次風(fēng)口安放在爐身中部，位于鼓泡層的表面之上的區(qū)域，三次風(fēng)口安放在爐身上部或上升煙道下方。富氧空氣從一次風(fēng)口鼓入高溫熔融的渣層內(nèi)，滿足了煤燃燒及化學(xué)反應(yīng)的必須條件，使被還原的細(xì)小金屬粒相互碰撞形成大的顆粒下沉入爐缸與渣分離；二次風(fēng)口向下傾斜0°-60°角，使二次風(fēng)燃燒CO同時，與飛濺的熔渣滴充分接觸，三次風(fēng)口的設(shè)立使CO完全燃燒。本實用新型充分利用了熔煉爐自身的氧化反應(yīng)熱，熱損失少、熱利用率高，節(jié)約燃料，達(dá)到節(jié)能減耗、提高金屬還原率的目的，并較為有效解決了環(huán)境污染問題。
文檔編號C22B13/02GK201634742SQ201020133758
公開日2010年11月17日 申請日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日
發(fā)明者賓萬達(dá), 杜天貞, 藺公敏 申請人:新鄉(xiāng)縣中聯(lián)金鉛有限公司