專利名稱：頂吹沉沒熔煉工藝中二次燃燒方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及有色金屬冶金工藝技術，具體涉及頂吹沉沒熔煉工藝中二次燃燒方法與裝置。
背景技術：
頂吹沉沒熔煉技術，也被稱為頂吹沉沒噴槍熔煉技術(top submergedlance technology)。它是由澳大利亞澳斯麥特公司在賽羅熔煉技術(Sirosmelt Technology)基礎上開發(fā)成功的有色金屬強化熔煉技術。其基本過程是將一根經(jīng)過特殊設計的噴槍，由爐頂插入固定垂直放置的圓筒型爐膛內(nèi)的熔體之中，空氣和燃料從噴槍末端直接噴入熔體中，在爐內(nèi)形成劇烈翻騰的熔池，經(jīng)過加水混捏成團或塊狀的爐料由爐頂加料口直接投入爐內(nèi)熔池。
頂吹沉沒熔煉技術的特點是熔池強化熔煉，主要分熔煉、還原兩個階段。為控制熔池內(nèi)較好的還原氣氛，一般會有過剩的一氧化碳和硫等可燃物質(zhì)逸出熔池，需要加入二次燃燒風對爐內(nèi)這部分未能完全燃燒的可燃物質(zhì)進行燃燒，使之在余熱鍋爐之前燃燒回收熱量。
按照以上工藝，澳斯麥特公司設計的頂吹沉沒熔煉爐煉錫的燃燒方式為燃料和燃燒風通過燃料管和噴槍風管直接噴入熔池(100～300mm)；還原劑在物料中配入，從爐子頂部加入熔池；爐內(nèi)未能完全燃燒的可燃物質(zhì)由噴槍套筒(距離噴槍風出口2米)鼓入二次燃燒風燃燒。
由于澳斯麥特公司設計并提供的關鍵設備——噴槍，套筒過長，套筒風壓力和風量較大，在實際生產(chǎn)過程中套筒風直接噴到熔池表面，一方面造成還原劑燃燒，還原氣氛被破壞，還原速度較慢，還原劑浪費。另一方面爐膛上部供風不足，造成爐子煙氣中可燃物質(zhì)不能在爐內(nèi)完全燃燒，這些可燃物質(zhì)隨爐氣帶到后續(xù)系統(tǒng)中，在收塵系統(tǒng)遇到漏風后氧化燃燒，導致布袋收塵器經(jīng)常燒損，常常被迫停爐，損失嚴重。同時，由于由套筒鼓入大量的二次燃燒風而且深入到爐膛較深部位，造成許多從爐子頂部投入爐子的物料在未落入熔池前就被反吹起來，被抽風帶入煙氣中，增加了煙塵率，降低了回收率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在頂吹沉沒熔煉爐中用爐膛上部的二次燃燒方法與裝置，以解決上述頂吹沉沒熔煉工藝中存在的問題和不足。
本發(fā)明提供的頂吹沉沒熔煉工藝中的二次燃燒方法是通過噴槍套筒及爐膛上部烘爐燒嘴同時補入二次燃燒風，使爐內(nèi)未能完全燃燒的可燃物質(zhì)在爐膛上部充分燃燒，充分回收熱量。其特征在于通過噴槍套筒鼓入所需二次燃燒風總量(體積)40％，同時通過爐膛上部烘爐燒嘴補入其余的60％。
本發(fā)明所使用的二次燃燒裝置由噴槍套筒和爐膛上部烘爐燒嘴組成。其特征在于噴槍套筒出風口距噴槍風出口距離為6米；此外，在爐膛內(nèi)烘爐燒嘴末端增加一擋風板，以改變風的方向，實現(xiàn)完全燃燒。
本發(fā)明克服了頂吹沉沒熔煉工藝中存在的問題和不足，具有以下優(yōu)點(1)保證對熔池中熔渣的攪拌強度，實現(xiàn)了燃料及冶煉可燃物在爐內(nèi)及余熱鍋爐之前的完全燃燒，有效利用了能源。
(2)杜絕了可燃物質(zhì)隨爐氣帶到后續(xù)系統(tǒng)中氧化燃燒，燒損布袋收塵器的現(xiàn)象，降低了損失。
(3)有效地加快了還原速度，使還原階段的耗時比原設計縮短了一半，改善了還原氣氛、降低了還原劑的消耗量，同時，減少了由深入到爐膛較深部位的套筒鼓入的大量二次燃燒風帶走的煙塵，有效提高了金屬的回收率。


附圖是本發(fā)明二次燃燒裝置結(jié)構示意圖。
參見圖1，本發(fā)明在頂吹沉沒熔煉工藝中所用的二次燃燒裝置主要由噴槍套筒和爐膛上部烘爐燒嘴組成。
圖中1是粉煤，2是載煤風，3是噴槍風，4是套筒風，5是冶煉物料入口，6是改由烘爐燒嘴加入的二次燃燒風，7是烘爐燒嘴，8是增加的擋風板，9是縮短的套筒長度4米，10是改進后套筒風出口到噴槍出口的距離6米，11是改進前套筒風出口到噴槍出口的距離2米，12是熔池，13是噴槍，14是噴槍套筒，15是改進后套筒風出口位置，16是改進前套筒風出口位置，17是噴槍風和燃料出口位置，18是澳斯麥特爐。其特征在于載煤風2將粉煤1吹入噴槍13并與噴槍風3混合后，從噴槍風和燃料出口17處鼓入熔池12。原設計二次燃燒風100％從套筒風4加入并從改進前的套筒風出口16處進入爐內(nèi)，本發(fā)明將其改為二次燃燒風總量(體積)的40％從套筒風4加入，另外60％二次燃燒6從改進后套筒風出口15處進入爐內(nèi)，經(jīng)擋風板8改變方向后進入爐膛上部燃燒；噴槍套筒14到噴槍風和燃料出口處17的距離原設計為11，改進后的距離為10，縮短的距離為9。
具體實施例方式
本發(fā)明的二次燃燒方法與裝置適用于錫、銅、鉛、鋅等有色金屬頂吹沉沒熔煉工藝。本發(fā)明以頂吹沉沒熔煉技術煉錫工藝為主進一步說明。
實施例利用上述二次燃燒裝置，按以下步驟進行頂吹沉沒熔煉技術煉錫過程(1)熔煉階段。將噴槍插入熔池，控制一定的插入深度(約200mm)和壓縮空氣及燃料量，通過經(jīng)噴槍末端噴出的燃料和空氣造成劇烈翻騰的熔池。然后由上部進料口加入經(jīng)過配料并加水潤濕混捏過的爐料團塊，熔煉反應隨即開始。
隨著熔煉的進行，反應生成的金屬錫在爐底部積聚，形成金屬錫層。當金屬錫層達到一定深度時，適當提高噴槍的位置，開口放出金屬錫，而熔煉過程可以不間斷。如此反復，當爐渣層達到一定深度時，停止進料，將底部的金屬錫放完，就可以進入渣還原階段。
(2)還原階段。還原階段是對爐渣進一步還原，使渣中含錫由15％左右降至4～6％。這一階段爐溫要升高到1250℃左右，并繼續(xù)加入還原煤。由于爐渣中含錫已經(jīng)較低，因此，不可避免地有大量鐵被還原出來，所以，這一階段產(chǎn)出的是Fe-Sn合金。作業(yè)結(jié)束后讓Fe-Sn合金留在爐內(nèi)，放出大部分爐渣。爐內(nèi)留下部分渣和底部的Fe-Sn合金，保持一定深度的熔池，作為下一作業(yè)周期的初始熔池。在此過程中，根據(jù)CO的濃度計算二次燃燒風的供入量，其中40％(體積)通過噴槍套筒鼓入，其余60％通過爐膛上部烘爐燒嘴補入，通過擋風板，改變風的方向，實現(xiàn)了燃料及冶煉可燃物在爐內(nèi)及余熱鍋爐之前的完全燃燒，有效利用了能源，日平均余熱發(fā)電量比改進前提高35％，同時杜絕了可燃物質(zhì)隨爐氣帶到后續(xù)系統(tǒng)中氧化燃燒，燒損布袋收塵器的現(xiàn)象，降低了損失。此外，有效地加快了還原速度，使還原階段的耗時比原設計縮短了一半，改善了還原氣氛、降低了還原劑的消耗量，同時，減少了由深入到爐膛較深部位的套筒鼓入的大量二次燃燒風帶走的煙塵，煙塵率比改進前降低了12個百分點，錫的直接回收率提高了11個百分點。
權利要求
1.本發(fā)明提供了一種在頂吹沉沒熔煉工藝中二次燃燒方法，其特征在于通過噴槍套筒及爐膛上部烘爐燒嘴同時補入二次燃燒風，使爐內(nèi)未能完全燃燒的可燃物質(zhì)在爐膛上部充分燃燒，充分回收熱量。
2.根據(jù)權利要求1所述的燃燒方法，其特征在于通過噴槍套筒及爐膛上部烘爐燒嘴鼓入的二次燃燒風比例分別為二次燃燒風總量(體積)的40％、60％。
3.根據(jù)權利要求1所述方法的二次燃燒裝置，其特征在于補入二次燃燒風的裝置由噴槍套筒和爐膛上部烘爐燒嘴組成。
4.根據(jù)權利要求3所述的二次燃燒裝置，其特征在于噴槍套筒出風口距噴槍風出口距離為6米。
5.根據(jù)權利要求3所述的二次燃燒裝置，其特征在于爐膛內(nèi)烘爐燒嘴末端增加一擋風板，以改變風的方向，實現(xiàn)完全燃燒。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種頂吹沉沒熔煉工藝中二次燃燒方法與裝置。其方法是通過噴槍套筒及爐膛上部烘爐燒嘴同時補入40％、60％(體積)的二次燃燒風，使爐內(nèi)未能完全燃燒的可燃物質(zhì)在爐膛上部充分燃燒，充分回收熱量。上述方法所述的裝置，其特征在于噴槍套筒出風口距噴槍風出口距離為6米，爐膛內(nèi)烘爐燒嘴末端增加一擋風板，以改變風的方向，實現(xiàn)完全燃燒。
文檔編號F23D14/60GK1683825SQ20041007965
公開日2005年10月19日 申請日期2004年12月30日 優(yōu)先權日2004年12月30日
發(fā)明者宋興誠 申請人:云南錫業(yè)集團有限責任公司