本實(shí)用新型屬于粗銅火法精煉還原技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及陽(yáng)極爐精確控制給固體還原劑的裝置。

背景技術(shù)：

在粗銅火法精煉過(guò)程，對(duì)陽(yáng)極爐內(nèi)銅水進(jìn)行氧化作業(yè)，將銅水中的硫氧化脫除至行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求后，同時(shí)氧化過(guò)程的氧也不可避免地過(guò)量溶解于銅水中，達(dá)到8000ppm左右；為將粗銅中過(guò)量溶解的氧脫除，就必須對(duì)銅水進(jìn)行還原，將銅水中的氧含量還原至2000ppm以下，達(dá)到澆注陽(yáng)極板的要求。目前，國(guó)內(nèi)同行對(duì)銅水還原的主流技術(shù)有天然氣還原、重油還原、固體還原劑還原。天然氣還原具有清潔衛(wèi)生、環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，但其不足之處就是有效利用率非常低，最高僅有30～40％的有效利用率，過(guò)程控制要求較高，否則將出安全事故；重油還原具有成本低廉的優(yōu)勢(shì)，但重油粘稠，需對(duì)其加熱保溫處理，提高重油在管道內(nèi)的流動(dòng)性，還原過(guò)程控制不慎，很容易產(chǎn)生黑煙而污染作業(yè)環(huán)境。固體還原劑還原法，具有成本低、有效利用率高于天然氣，只要對(duì)作業(yè)尾氣進(jìn)行收塵、除塵處理，其作業(yè)環(huán)境也較為友好。

目前，國(guó)內(nèi)銅火法精煉還原過(guò)程，使用的固體還原劑，雖對(duì)其固定碳含量作了規(guī)定，但對(duì)顆粒度沒(méi)有作要求，生產(chǎn)商加工過(guò)程較為粗放，固體還原劑質(zhì)量常波動(dòng)，出現(xiàn)細(xì)顆粒還原劑過(guò)多或偏粗顆粒度還原劑過(guò)多，這常給陽(yáng)極爐還原操作帶來(lái)堵塞下料輸送管道問(wèn)題，給操作工帶來(lái)清理的勞動(dòng)強(qiáng)度，有時(shí)候下料斷斷續(xù)續(xù)不順暢，物料給料速率時(shí)大時(shí)小，還原劑的有效利用率不足，還原作業(yè)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響正常生產(chǎn)作業(yè)及成本。下料速度過(guò)快時(shí)，陽(yáng)極爐尾部煙氣溫度快速升高，余熱鍋爐壓力急劇升高，煙氣中一氧化碳濃度過(guò)高或未被還原的粉狀還原劑多，可能導(dǎo)致煙道發(fā)生爆炸事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種適用于陽(yáng)極爐粗銅精煉還原、可精確、穩(wěn)定控制給固體還原劑的裝置，確保固體還原劑下料、輸送過(guò)程順暢、不堵塞。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：

一種精確控制給固體還原劑的裝置，設(shè)有一漏斗形備料倉(cāng)，在備料倉(cāng)頂部設(shè)置有一次篩分器用于對(duì)固體還原劑進(jìn)行一次篩分，隔離出大塊物料及其它雜物；在備料倉(cāng)底部漏口往下依次設(shè)有二次篩分器、下料電機(jī)、全開(kāi)密封閥門(mén)；全開(kāi)密封閥門(mén)與中間儲(chǔ)料倉(cāng)連接，在中間儲(chǔ)料倉(cāng)上設(shè)有泄壓閥門(mén)，并通過(guò)在頂部引出的頂部支管道上設(shè)置增壓風(fēng)閥門(mén)和增壓風(fēng)穩(wěn)壓器，在中間儲(chǔ)料倉(cāng)上部還設(shè)有差減法稱(chēng)重器，在中間儲(chǔ)料倉(cāng)下部還通過(guò)下部支管道分別連接流化風(fēng)口閥門(mén)和流化風(fēng)穩(wěn)壓器，中間儲(chǔ)料倉(cāng)底部與隔倉(cāng)式給料裝置通過(guò)精準(zhǔn)給料變頻電機(jī)連接；隔倉(cāng)式給料裝置連接精準(zhǔn)變頻電機(jī)減速裝置，精準(zhǔn)變頻電機(jī)減速裝置連接精準(zhǔn)給料變頻電機(jī)；在隔倉(cāng)式給料裝置底部一端通過(guò)底部支管道分別連接載煤風(fēng)閥門(mén)和載煤風(fēng)穩(wěn)壓器，另一端設(shè)為風(fēng)料出口；所述頂部支管道、下部支管道、底部支管道分別與壓縮風(fēng)總管連接。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①通過(guò)對(duì)固體還原劑進(jìn)行兩次篩分處理后，隔離出大塊顆粒度物料或雜物，篩選出粒度在1～5mm范圍內(nèi)的還原劑，該粒度范圍內(nèi)的還原劑很適用于回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐粗銅火法精煉過(guò)程，還原使用，不僅還原效率提高，確保了還原過(guò)程的連續(xù)、順暢、穩(wěn)定，避免無(wú)效消耗及安全隱患事故的發(fā)生，更避免了還原劑輸送管道被堵塞帶來(lái)的勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題；

②通過(guò)差減法稱(chēng)重器的重量反饋，同時(shí)結(jié)合還原過(guò)程煙氣在線(xiàn)溫度升溫情況，控制在線(xiàn)煙氣溫度升溫速率5～10℃/h，調(diào)節(jié)精確給料電機(jī)頻率，確保給固體還原劑速率在最佳的0.5～1.0kg/s速度范圍內(nèi)，可進(jìn)一步提高固體還原劑的有效利用率，避免無(wú)效消耗及安全隱患事故的發(fā)生；所設(shè)置的精確給料電機(jī)頻率可實(shí)現(xiàn)小范圍內(nèi)高低頻率調(diào)節(jié)，電機(jī)內(nèi)部為獨(dú)立隔倉(cāng)式結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，上部中間儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)與電機(jī)下部在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)相對(duì)隔離密封，僅電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)獨(dú)立隔倉(cāng)內(nèi)精準(zhǔn)定量的固體還原劑能自由通過(guò)，進(jìn)入到下部，定量的固體還原劑經(jīng)載煤風(fēng)混合后，通過(guò)風(fēng)料出口，輸送至陽(yáng)極爐內(nèi)；

③本實(shí)用新型裝置采用全系統(tǒng)控制，可根據(jù)不同裝載容量的回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐等實(shí)際操作要求來(lái)調(diào)節(jié)固體還原劑給料速度的精準(zhǔn)控制，系統(tǒng)反饋各裝置開(kāi)啟情況、儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)壓力情況。既可就地手動(dòng)操控，也可在電腦界面上進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型裝置的示意圖；

圖中各標(biāo)號(hào)部件為：1.備料倉(cāng)、2.一次篩分器、3.二次篩分器、4.下料電機(jī)、5.密封閥門(mén)、6.中間儲(chǔ)料倉(cāng)、7.壓縮風(fēng)總管、8.增壓風(fēng)閥門(mén)、9.增壓風(fēng)穩(wěn)壓器、10.泄壓閥門(mén)、11.差減法稱(chēng)重器、12.流化風(fēng)口閥門(mén)、13.流化風(fēng)穩(wěn)壓器、14.精準(zhǔn)給料變頻電機(jī)、15.載煤風(fēng)閥門(mén)、16.載煤風(fēng)穩(wěn)壓器、17.精準(zhǔn)給料變頻電機(jī)、18.精準(zhǔn)變頻電機(jī)減速裝置、19.隔倉(cāng)式給料裝置、20.風(fēng)料出口。

具體實(shí)施方式

如圖1所示的精確控制給固體還原劑的裝置，設(shè)有一漏斗形備料倉(cāng)1，在備料倉(cāng)1頂部設(shè)置有一次篩分器2用于對(duì)固體還原劑進(jìn)行一次篩分，隔離出大塊物料及其它雜物；在備料倉(cāng)1底部漏口往下依次設(shè)有二次篩分器3、下料電機(jī)4、全開(kāi)密封閥門(mén)5；全開(kāi)密封閥門(mén)5與中間儲(chǔ)料倉(cāng)6連接，在中間儲(chǔ)料倉(cāng)6上設(shè)有泄壓閥門(mén)10，并通過(guò)在頂部引出的頂部支管道上設(shè)置增壓風(fēng)閥門(mén)8和增壓風(fēng)穩(wěn)壓器9，在中間儲(chǔ)料倉(cāng)6上部還設(shè)有差減法稱(chēng)重器11，在中間儲(chǔ)料倉(cāng)6下部還通過(guò)下部支管道分別連接流化風(fēng)口閥門(mén)12和流化風(fēng)穩(wěn)壓器13，中間儲(chǔ)料倉(cāng)6底部與隔倉(cāng)式給料裝置19通過(guò)精準(zhǔn)給料變頻電機(jī)14連接；隔倉(cāng)式給料裝置19連接精準(zhǔn)變頻電機(jī)減速裝置18，精準(zhǔn)變頻電機(jī)減速裝置18連接精準(zhǔn)給料變頻電機(jī)17；在隔倉(cāng)式給料裝置19底部一端通過(guò)底部支管道分別連接載煤風(fēng)閥門(mén)15和載煤風(fēng)穩(wěn)壓器16，另一端設(shè)為風(fēng)料出口20；所述頂部支管道、下部支管道、底部支管道分別與壓縮風(fēng)總管7連接。

精確控制給固體還原劑的方法步驟如下：

a.采用一次篩分器2對(duì)固體還原劑進(jìn)行一次篩分，隔離出大塊物料或其它雜物后，儲(chǔ)存于備料倉(cāng)1內(nèi)；

b.備料倉(cāng)內(nèi)篩分過(guò)的固體還原劑通過(guò)二次篩分器3、下料電機(jī)4、全開(kāi)密封閥門(mén)5后，進(jìn)入中間儲(chǔ)料倉(cāng)6內(nèi)，固體還原劑儲(chǔ)存至儲(chǔ)料倉(cāng)三分之二滿(mǎn)倉(cāng)后，停止下料電機(jī)，關(guān)閉密封閥門(mén)5；

c.對(duì)中間儲(chǔ)料倉(cāng)6進(jìn)行增壓，關(guān)閉泄壓閥門(mén)10，打開(kāi)增壓風(fēng)閥門(mén)8和增壓風(fēng)穩(wěn)壓器9，待中間儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)壓力達(dá)到3～5Bar，即可關(guān)閉增壓風(fēng)閥門(mén)8和增壓風(fēng)穩(wěn)壓器9，打開(kāi)流化風(fēng)口閥門(mén)12和流化風(fēng)穩(wěn)壓器13，使流化風(fēng)壓力穩(wěn)定在4～5Bar，對(duì)中間儲(chǔ)料倉(cāng)6下部固體還原劑進(jìn)行流化處理；

d.陽(yáng)極爐內(nèi)具備噴吹固體還原劑條件后，打開(kāi)載煤風(fēng)閥門(mén)15至全開(kāi)，通過(guò)調(diào)節(jié)載煤風(fēng)穩(wěn)壓器16，調(diào)節(jié)風(fēng)壓在3～4Bar，確保載煤風(fēng)壓力略低于中間儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)壓力，達(dá)到送煤壓力微平衡，然后啟動(dòng)精準(zhǔn)給料變頻電機(jī)17，調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行頻率，根據(jù)稱(chēng)重器在電腦控制界面上的反饋，控制給固體還原劑速率在0.5～1.0kg/s范圍內(nèi)。

上述步驟a和步驟b分兩次對(duì)固體還原劑進(jìn)行篩分處理，步驟a為粗篩分，隔離出大塊物料或雜物，步驟b為細(xì)篩分，僅設(shè)置1～5mm顆粒度大小的固體還原劑能過(guò)篩，其余大塊物料均被隔離，確保中間儲(chǔ)料倉(cāng)下料均勻、順暢。步驟d所述陽(yáng)極爐煙氣出口在線(xiàn)監(jiān)測(cè)溫度的升溫速率為5～10℃/h。

本實(shí)用新型可在陽(yáng)極爐精煉還原時(shí)，精確控制固體還原劑給煤量，固體還原劑下料速度較為合理，還原劑在陽(yáng)極爐內(nèi)高效還原，可實(shí)現(xiàn)固體還原劑有效還原利用率在90％以上。固體還原劑精準(zhǔn)下料的過(guò)程反饋，不僅僅可以通過(guò)差減法稱(chēng)重器來(lái)反饋，還可通過(guò)陽(yáng)極爐煙氣出口在線(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)來(lái)反饋。

應(yīng)用實(shí)例一

一臺(tái)已裝載容量有350噸粗銅的回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐，其爐內(nèi)銅水已經(jīng)氧化至8000ppm氧含量，銅水中其它雜質(zhì)含量均達(dá)到氧化終點(diǎn)要求。將固體還原劑噴吹管道與爐體連接好。將固體還原劑進(jìn)行一次篩分，隔離出大塊物料或其它雜物后，儲(chǔ)存于備料倉(cāng)1內(nèi)；備料倉(cāng)內(nèi)篩分過(guò)的固體還原劑通過(guò)二次篩分器3、下料電機(jī)4、全開(kāi)密封閥門(mén)5后，進(jìn)入中間儲(chǔ)料倉(cāng)6內(nèi)，通過(guò)差減法稱(chēng)重器11顯示，中間儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)固體還原劑重量已達(dá)2000kg左右即可合適，停止下料電機(jī)4，關(guān)閉密封閥門(mén)5。采用雙罐還原，其操作方式完全一樣。對(duì)中間儲(chǔ)料倉(cāng)6進(jìn)行增壓，關(guān)閉泄壓閥門(mén)10，打開(kāi)增壓閥門(mén)8和穩(wěn)壓器9，待中間儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)壓力達(dá)到3.5Bar，即可關(guān)閉增壓閥門(mén)8和穩(wěn)壓器9，打開(kāi)流化風(fēng)閥門(mén)12和流化風(fēng)穩(wěn)壓器13，調(diào)節(jié)流化風(fēng)穩(wěn)壓器壓力在4.0Bar，對(duì)中間儲(chǔ)料倉(cāng)6下部固體還原劑進(jìn)行流化處理；打開(kāi)載煤風(fēng)閥門(mén)15至全開(kāi)，調(diào)節(jié)載煤風(fēng)穩(wěn)壓器16壓力在3.5Bar，然后啟動(dòng)精準(zhǔn)給料變頻電機(jī)17，調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行頻率，根據(jù)差減法稱(chēng)重器在電腦控制界面上的反饋，確保給固體還原劑速率在0.8kg/s左右速度，同時(shí)觀察煙氣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)溫度升溫速率不超過(guò)10℃/h，雙罐同時(shí)進(jìn)行還原，控制固體還原劑相同下煤速率，30min后，兩個(gè)中間儲(chǔ)料倉(cāng)均已給足1400kg左右固體還原劑量時(shí)，即可停止還原，停止精準(zhǔn)給料變頻電機(jī)17的運(yùn)行，對(duì)陽(yáng)極爐內(nèi)粗銅進(jìn)行測(cè)氧操作或人工取樣分析，只要銅水中的氧含量在2000ppm以下，或人工看樣，達(dá)到澆注、滿(mǎn)足電解要求的陽(yáng)極銅，即可對(duì)陽(yáng)極爐內(nèi)的銅水進(jìn)行澆注陽(yáng)極板作業(yè)，實(shí)現(xiàn)固體還原劑還原過(guò)程有效利用率達(dá)90％以上。

應(yīng)用實(shí)例二

一臺(tái)已裝載容量有660噸粗銅的回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐，其爐內(nèi)銅水已經(jīng)氧化至8500ppm氧含量，銅水中其它雜質(zhì)含量均達(dá)到氧化終點(diǎn)要求。將固體還原劑噴吹管道與爐體連接好。將固體還原劑進(jìn)行一次篩分，隔離出大塊物料或其它雜物后，儲(chǔ)存于備料倉(cāng)1內(nèi)；備料倉(cāng)內(nèi)篩分過(guò)的固體還原劑通過(guò)二次篩分器3、下料電機(jī)4、全開(kāi)密封閥門(mén)5后，進(jìn)入中間儲(chǔ)料倉(cāng)6內(nèi)，通過(guò)差減法稱(chēng)重器11顯示，中間儲(chǔ)料倉(cāng)6內(nèi)固體還原劑重量已達(dá)3500kg左右即可合適，停止下料電機(jī)4，關(guān)閉密封閥門(mén)5。采用雙罐還原，其操作方式完全一樣。對(duì)中間儲(chǔ)料倉(cāng)6進(jìn)行增壓，關(guān)閉泄壓閥門(mén)10，打開(kāi)增壓閥門(mén)8和穩(wěn)壓器9，待中間儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)壓力達(dá)到4.5Bar，即可關(guān)閉增壓閥門(mén)8和穩(wěn)壓器9，打開(kāi)流化風(fēng)閥門(mén)12和流化風(fēng)穩(wěn)壓器13，調(diào)節(jié)流化風(fēng)穩(wěn)壓器壓力在4.5Bar，對(duì)中間儲(chǔ)料倉(cāng)6下部固體還原劑進(jìn)行流化處理；打開(kāi)載煤風(fēng)閥門(mén)15至全開(kāi)，調(diào)節(jié)載煤風(fēng)穩(wěn)壓器16壓力在3.5Bar，然后啟動(dòng)精準(zhǔn)給料變頻電機(jī)17，調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行頻率，根據(jù)稱(chēng)重器在電腦控制界面上的反饋，確保給固體還原劑速率在1.0kg/s左右速度，同時(shí)觀察煙氣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)溫度升溫速率不超過(guò)10℃/h，雙罐同時(shí)進(jìn)行還原，控制固體還原劑相同下煤速率，60min后，兩個(gè)中間儲(chǔ)料倉(cāng)均已給足3000～3200kg固體還原劑量時(shí)，即可停止還原，停止精準(zhǔn)給料變頻電機(jī)的運(yùn)行，對(duì)陽(yáng)極爐內(nèi)粗銅進(jìn)行測(cè)氧操作或人工取樣分析，只要銅水中的氧含量在2000ppm以下，或人工看樣，達(dá)到澆注、滿(mǎn)足電解要求的陽(yáng)極銅，即可對(duì)陽(yáng)極爐內(nèi)的銅水進(jìn)行澆注陽(yáng)極板作業(yè)，實(shí)現(xiàn)固體還原劑還原過(guò)程有效利用率達(dá)90％以上。