專利名稱：富氧底吹煉銅爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種富氧底吹煉銅爐。
背景技術(shù)：
閃速熔煉和熔池熔煉是兩大類廣泛應(yīng)用的銅火法冶煉方法。熔池熔煉由于原料無需深度干燥，得到了廣泛的應(yīng)用，例如，目前存在的諾蘭達(dá)法、瓦紐可夫法(立式銅水套爐型)、頂吹浸沒噴槍法(固定式圓筒豎爐型)等，這些熔池熔煉方法具有各自的優(yōu)缺點。例如，諾蘭達(dá)法是采用一臺類似臥式轉(zhuǎn)爐的反應(yīng)器，在反應(yīng)器的一側(cè)邊設(shè)有一排風(fēng)眼，空氣或富氧空氣從風(fēng)眼鼓入反應(yīng)容器內(nèi)。但是，諾蘭達(dá)法存在的問題是由于采用單面?zhèn)却?，氣液混合不均勻，存在熔煉死角而且單面?zhèn)却涤忠讓Ψ磻?yīng)容器內(nèi)耐火材料特別是靠近風(fēng)眼的部分產(chǎn)生嚴(yán)重的沖刷，降低了壽命，富氧濃度難以提高，氧的利用率低。中國專利CN1072962A(ZL9210699)提出一種底吹煉銅工藝和反應(yīng)容器，其中所述反應(yīng)容器具有擴大端，虹吸口、出渣口和煙氣排放口都設(shè)在遠(yuǎn)離氧槍區(qū)的擴大端。該反應(yīng)容器設(shè)置擴大端的原因在于降低吹氧區(qū)的熔體深度，由此可以降低氧槍的工作壓力，并改進(jìn)反應(yīng)容器內(nèi)的熔體狀況，促進(jìn)銅锍與渣的分離，降低渣含銅。

實用新型內(nèi)容本實用新型的一個目的在于提出一種熔煉過程容易操作、制造簡單、熔煉效果提高的富氧底吹煉銅爐。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的富氧底吹煉銅爐，包括爐體，所述爐體內(nèi)限定有爐腔，且所述爐體具有加料口、煙氣出口、銅锍出口、出渣口和形成在爐體底部的氧槍插孔；和氧槍，所述氧槍插入到所述氧槍插孔內(nèi)以將富氧氣體吹入到所述爐腔內(nèi)的銅锍層內(nèi)。根據(jù)本實用新型的富氧底吹煉銅爐，含銅物料無需制粒，因此簡化了熔煉操作，降低了成本。氧氣大部分在銅锍層內(nèi)與硫化物反應(yīng)，隨反應(yīng)后的氣體從銅锍層進(jìn)入渣層內(nèi)的氧氣少，渣中生成的磁性鐵含量少，渣的粘性降低，不容易形成隔離層，渣中的銅锍容易沉降下來，從而可以采用高鐵渣型、降低熔劑率與渣率，減少渣中銅的損失。同時，不容易產(chǎn)生泡沫渣，安全性好，而且氧槍上端容易形成蘑菇頭，保護氧槍，壽命長。在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述氧槍的上端與所述爐腔的內(nèi)底壁平齊。在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述爐腔的底面平齊。在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述爐體為圓筒形且所述爐腔具有圓形橫截面且所述爐腔的徑向尺寸在所述爐體的軸向方向上一致。根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例的富氧底吹煉銅爐進(jìn)一步包括托座；托圈， 所述托圈套設(shè)在所述爐體上且可旋轉(zhuǎn)地支撐在所述托座上；齒圈，所述齒圈套設(shè)在所述爐體上；和驅(qū)動裝置，所驅(qū)動裝置與所述齒圈相連用于通過驅(qū)動所述齒圈轉(zhuǎn)動而驅(qū)動所述爐體轉(zhuǎn)動。[0012]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述加料口和所述煙氣出口設(shè)在所述爐體的頂部且沿所述爐體的軸向方向間隔開，所述出渣口形成在所述爐體的端面上。在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述銅锍出口設(shè)在與出渣口相對的爐體的端面上或爐體的側(cè)面下部。在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述爐體上進(jìn)一步設(shè)有燒嘴口和探料口，其中在所述燒嘴口內(nèi)設(shè)有燒嘴。在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述氧槍插孔的開口方向與豎直向下的方向之間的夾角α為0°彡α彡+60°。在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述氧槍插孔的開口方向與豎直向下的方向之間的夾角α為-60°彡α彡0°。

本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的富氧底吹煉銅爐的示意圖；圖2是圖1所示富氧底吹煉銅爐的爐體縱向剖視圖；圖3是圖1所示富氧底吹煉銅爐的爐體的橫向剖視圖；和圖4是根據(jù)本實用新型一個實施例的富氧底吹煉銅的操作流程圖。
具體實施方式
下面詳細(xì)描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為
基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可視具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。本實用新型基于本申請的實用新型人下面的發(fā)現(xiàn)中國專利CN1072962A提出了一種底吹煉銅反應(yīng)容器，雖然擴大端可以改善反應(yīng)容器內(nèi)熔體狀況，降低氧槍壓力。然而， 由于設(shè)置了擴大端，反應(yīng)容器內(nèi)的熔池變淺，熔煉過程不容易控制，氧氣容易吹穿銅锍層而進(jìn)入銅锍層上面的渣層，氧氣的利用率低，并且安全性差，弱化了底吹熔煉的優(yōu)勢。具體地，對于上述底吹煉銅反應(yīng)容器，在熔煉過程中，進(jìn)入渣層的氧氣多，則渣中的Fe0與氧氣反應(yīng)生成!^e3O4 (磁性鐵)，由于磁性鐵的粘性大，從而容易在渣與銅锍層之間形成隔離層，上面渣層中熔煉產(chǎn)生的銅锍液滴不容易穿過隔離層沉降到銅锍層，影響了熔煉效果，并且渣中的銅含量增大。而且，容易產(chǎn)生泡沫渣，安全性降低。此外，上述底吹熔煉需要將原料制粒，從而操作復(fù)雜，并且氧的濃度受到限制，否則會降低氧槍壽命。下面參考圖1-3描述根據(jù)本實用新型實施例的富氧底吹煉銅爐。如圖1-3所示， 根據(jù)本實用新型一個實施例的富氧底吹煉銅爐包括爐體1和氧槍2。具體地，爐體1內(nèi)限定有爐腔Q，爐腔Q的下部形成熔池，熔池分為位于上面的渣層 ZC和位于下面的銅锍層LC，渣層的液面為Z，銅锍層的液面為L。爐體1具有加料口 11、煙氣出口 12、銅锍出口 13、出渣口 14和形成在爐體1的底部的氧槍插孔15。氧槍2插入到氧槍插孔15內(nèi)以將富氧氣體吹入到爐腔Q內(nèi)的銅锍層LC內(nèi)?？梢岳斫獾氖?，為了保證氧槍2將富氧氣體吹入到銅锍層LC內(nèi)，氧槍2伸入爐腔Q的長度不宜過長，氧槍2插入爐腔Q的具體深度可以根據(jù)氧氣底吹熔煉的參數(shù)(例如熔池的深度)設(shè)定。根據(jù)本實用新型實施例的富氧底吹煉銅爐，含銅物料與熔劑、粉煤和返塵可以直接從加料口 11加入到爐腔Q內(nèi)，無需制粒，因此簡化了熔煉操作，降低了成本。根據(jù)本實用新型實施例的富氧底吹煉銅爐，氧槍2將富氧氣體吹入到爐腔Q內(nèi)的銅锍(冰銅)層LC內(nèi)，在銅锍層LC內(nèi)鄧+FeS+CuS — i^e0+CuS+S02，其中FeO成渣上移進(jìn)入渣層ZC，而且大部分氧氣變成二氧化硫進(jìn)入渣層ZC，從而進(jìn)入渣層ZC的氧氣少，提高了氧氣的利用率。渣層ZC中的FeO與氧氣生成的磁性鐵!^e3O4量少，不容易在渣層ZC與銅锍層 LC之間形成隔離層，上面渣層中熔煉產(chǎn)生的銅锍液滴容易沉降進(jìn)入下面的銅锍層LC內(nèi)，而且不容易產(chǎn)生泡沫渣，提高了安全性。此外，在氧槍2的上端富氧空氣出口易生成!^e3O4并形成蜂窩狀的蘑菇頭，保護了氧槍2，延長了氧槍2的壽命。在本實用新型的一些實施例中，優(yōu)選地，氧槍2的上端與爐腔Q的內(nèi)底壁平齊，由此可以更好地保證氧槍2吹送到銅锍層LC的氧氣大部分在銅锍層LC與鐵的硫化物反應(yīng)。 可選地，氧槍2的上端可以稍微伸入到爐腔Q內(nèi)，例如10-20毫米，以不使過多的氧氣進(jìn)入渣層ZC為限。如圖2所示，爐腔Q的內(nèi)底面平齊，換言之，爐腔Q沒有擴大部，吹氧區(qū)的熔池的深度增大，可以更好地保證氧槍2將氧氣吹送到銅锍層LC內(nèi)，而不會使過多的氧氣進(jìn)入渣層 ZC內(nèi)。如圖1-3所示，爐體1為圓筒形，爐腔Q具有圓形橫截面，爐腔Q的徑向尺寸在爐體1的軸向方向上一致。由于爐體1為圓筒形，因此便于爐體1轉(zhuǎn)動。為此，富氧底吹煉銅爐可以進(jìn)一步包括托座5，托圈3，齒圈4，和驅(qū)動裝置6。托圈3套設(shè)在爐體1上且可旋轉(zhuǎn)地支撐在托座5上。齒圈4套設(shè)在爐體1的外表面上。驅(qū)動裝置6與齒圈4相連用于通過驅(qū)動齒圈4轉(zhuǎn)動而驅(qū)動爐體1轉(zhuǎn)動。驅(qū)動裝置6 例如可以包括電機，與電機相連的減速器，減速器的輸出軸上可以安裝齒輪，齒輪與齒圈4 嚙合以驅(qū)動齒圈4轉(zhuǎn)動。爐體1在齒圈4的帶動下，在托座5上轉(zhuǎn)動，由于爐體1可以轉(zhuǎn)動， 因此便于更換氧槍2以及其他操作。如圖1和2所示，在本實用新型的優(yōu)選實施例中，加料口 11和煙氣出口 12設(shè)在爐體1的頂部且沿爐體1的軸向方向間隔開，出渣口 14形成在爐體的端面上。優(yōu)選地，銅锍出口 13設(shè)在與出渣口 14相對的爐體1的端面上，可選地，銅锍出口13可以設(shè)在爐體1的側(cè)面下部。有利地，根據(jù)本實用新型的一些示例，爐體1上進(jìn)一步設(shè)有燒嘴口 16和探料口 17 以及測溫測壓口 18，在燒嘴口 16內(nèi)設(shè)有燒嘴(未示出)。優(yōu)選地，如圖3所示，氧槍插孔15的開口方向與豎直向下的方向之間的夾角α 為0°彡α彡+60°?？蛇x地，氧槍插孔15的開口方向與豎直向下的方向之間的夾角α 為-60°彡α彡0°。換言之，根據(jù)本實用新型實施例的富氧底吹煉銅爐，“底吹”應(yīng)做廣義理解，只要氧槍2從爐體1的底部或鄰近底部的側(cè)部將富氧氣體吹送到爐腔Q內(nèi)，都應(yīng)理解為底吹，例如，優(yōu)選地，氧槍2(即氧槍插孔15的開口方向)與豎直向下的方向之間的夾角α 在-60° +60°的范圍內(nèi)被理解為“底吹”。根據(jù)本實用新型實施例的富氧底吹煉銅爐，原料無需制粒，因此簡化了熔煉操作， 降低了成本。進(jìn)入渣層ZC的氧氣少，提高了氧氣的利用率。渣層ZC中生成的磁性鐵!^e3O4 量少，不容易在渣層ZC與銅锍層LC之間形成隔離層，上面渣層中的銅锍容易沉降進(jìn)入銅锍層LC內(nèi)，而且不容易產(chǎn)生泡沫渣，提高了安全性。此外，由于在氧槍2出口生成的!^e3O4在氧槍2的上端形成蜂窩狀的蘑菇頭，保護了氧槍2，延長了氧槍2的壽命。下面參考圖4并結(jié)合圖1-3描述利用富氧底吹煉銅爐進(jìn)行的富氧底吹煉銅工藝。 需要理解的是。如圖4所示，首先將含銅物料和熔劑以及粉煤和返塵從加料口 11加入到爐腔Q 內(nèi)。接下來，利用氧槍2向爐腔Q內(nèi)吹入富氧氣體以進(jìn)行熔煉，其中所述富氧氣體吹入到爐腔Q下部的熔池的銅锍層內(nèi)。最后，從銅锍出口 13、出渣口 14和煙氣出口 12分別排出銅锍、爐渣和煙氣。上述富氧底吹煉銅工藝，原料無需制粒，因此簡化了熔煉操作，降低了成本。由于所述富氧氣體吹入到爐腔Q下部的熔池的銅锍層內(nèi)，進(jìn)入渣層ZC的氧氣少，提高了氧氣的利用率。渣層ZC中生成的磁性鐵Fe53O4量少，從而可以采用高鐵渣型，降低熔劑率和渣率， 減少渣中銅的損失，提高了熔煉效率和銅回收率，同時不容易產(chǎn)生泡沫渣，提高了安全性。在本實用新型的一些具體實施例中，所述富氧氣體的氧氣濃度可以為 22% -99%，更優(yōu)選地為70% -80%。所述富氧氣體的爐前壓力可以為0. 25-1. 2MPa，更優(yōu)選地為 0. 4-0. 6MPa0有利地，根據(jù)本實用新型的實施例，所述爐渣間斷式排放。此外，優(yōu)選地，爐腔Q內(nèi)的熔體的深度保持一致，即在爐腔Q的整個橫截面上，熔體的深度相同，由此可以避免熔池內(nèi)的銅锍層LC變淺，防止氧氣吹穿銅锍層LC進(jìn)入渣層ZC，提高了熔煉效果。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解 在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求1.一種富氧底吹煉銅爐，其特征在于，包括爐體，所述爐體內(nèi)限定有爐腔，且所述爐體具有加料口、煙氣出口、銅锍出口、出渣口和形成在爐體底部的氧槍插孔；和氧槍，所述氧槍插入到所述氧槍插孔內(nèi)以將富氧氣體吹入到所述爐腔內(nèi)的銅锍層內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富氧底吹煉銅爐，其特征在于，所述氧槍的上端與所述爐腔的內(nèi)底壁平齊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富氧底吹煉銅爐，其特征在于，所述爐腔的底面平齊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富氧底吹煉銅爐，其特征在于，所述爐體為圓筒形且所述爐腔具有圓形橫截面且所述爐腔的徑向尺寸在所述爐體的軸向方向上一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的富氧底吹煉銅爐，其特征在于，進(jìn)一步包括 托座；托圈，所述托圈套設(shè)在所述爐體上且可旋轉(zhuǎn)地支撐在所述托座上； 齒圈，所述齒圈套設(shè)在所述爐體上；和驅(qū)動裝置，所驅(qū)動裝置與所述齒圈相連用于通過驅(qū)動所述齒圈轉(zhuǎn)動而驅(qū)動所述爐體轉(zhuǎn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富氧底吹煉銅爐，其特征在于，所述加料口和所述煙氣出口設(shè)在所述爐體的頂部且沿所述爐體的軸向方向間隔開，所述出渣口形成在所述爐體的端面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的富氧底吹煉銅爐，其特征在于，所述銅锍出口設(shè)在與出渣口相對的爐體的端面上或爐體的側(cè)面下部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富氧底吹煉銅爐，其特征在于，所述爐體上進(jìn)一步設(shè)有燒嘴口和探料口，其中在所述燒嘴口內(nèi)設(shè)有燒嘴。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的富氧底吹煉銅爐，其特征在于，所述氧槍插孔的開口方向與豎直向下的方向之間的夾角α為0°彡α彡+60°。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的富氧底吹煉銅爐，其特征在于，所述氧槍插孔的開口方向與豎直向下的方向之間的夾角α為-60°彡α彡0°。
專利摘要本實用新型提出一種富氧底吹煉銅爐，包括爐體，所述爐體內(nèi)限定有爐腔，且所述爐體具有加料口、煙氣出口、銅锍出口、出渣口和形成在爐體底部的氧槍插孔；和氧槍，所述氧槍插入到所述氧槍插孔內(nèi)以將富氧氣體吹入到所述爐腔內(nèi)的銅锍層內(nèi)。根據(jù)本實用新型實施例的富氧底吹煉銅爐，物料無需制粒，因此簡化了熔煉操作，降低了成本。氧氣大部分在銅锍層內(nèi)與硫化物反應(yīng)，隨反應(yīng)后的氣體從銅锍層進(jìn)入渣層內(nèi)的氧氣少，渣中生成的磁性鐵含量少，渣的粘性降低，不容易形成隔離層，渣中的銅锍容易沉降下來，從而可以采用高鐵渣型，降低熔劑率與渣率，減少渣中銅的損失。同時，不容易產(chǎn)生泡沫渣，安全性好，而且氧槍上端容易形成蘑菇頭，保護氧槍，壽命長。
文檔編號C22B15/06GK202164341SQ201120198018
公開日2012年3月14日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者張振民, 蔣繼穆, 陳知若, 顏杰, 黃祥華 申請人:中國恩菲工程技術(shù)有限公司