本實用新型涉及銅的冶煉設(shè)備，尤其是一種熔化粗銅的火焰爐。

背景技術(shù)：

在銅冶煉工業(yè)生產(chǎn)中，粗銅的傳統(tǒng)冶煉工藝是用加料車將冷態(tài)粗銅加入固定式陽極爐，即“加料作業(yè)”；然后用陽極爐的燃燒器燃燒燃料，對粗銅進行加熱，直到粗銅全部熔化成銅液，該過程為“熔化作業(yè)”。燃燒器使用天然氣燃料。由于固定式陽極爐的熱效率低，一般為15%，導致熔化作業(yè)的天然氣消耗高，一般為80~90Nm³天然氣/噸銅，日產(chǎn)量低，一般為120噸，一爐生產(chǎn)周期長，24-36小時/爐。另一方面，傳統(tǒng)工藝的加料作業(yè)為半機械化作業(yè)，需要人工與機械配合，效率低，機械傷害的安全風險較大。原料中夾雜水分時，加料后水分接觸高溫的銅液，會發(fā)生“放炮”事故，導致陽極爐垮塌和作業(yè)人員的人身傷害。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是要解決傳統(tǒng)粗銅冶煉采用固定式陽極爐熱效率低，能耗高，產(chǎn)量低，生產(chǎn)周期長等問題，提供一種熔化粗銅的火焰爐。

本實用新型的具體方案是：一種熔化粗銅的火焰爐，具有垂直爐體，爐體的頂部設(shè)有加料段，開有加料口，外配有機械提升加料裝置，在加料段上方設(shè)有煙囪，在爐體的下部設(shè)有多個燒嘴，其特征是：a、所述爐體中的爐襯是由兩段組成，上段為碳化硅爐襯，下段為鎂鉻質(zhì)爐襯；b、在爐體的旁邊加有一個密封的銅液澄清池，在爐體的底部側(cè)壁上設(shè)有出料口，通過出料道與銅液澄清池的尾端連通，在出料道上安裝有高能燒嘴，在銅液澄清池的前端設(shè)有出銅口外接溜槽，并在銅液澄清池側(cè)壁上設(shè)有扒渣口，頂面安裝有若干個升溫燒嘴。

本實用新型中所述爐體下部的燒嘴為6-9個，距離底面100-200mm處，環(huán)繞爐體均布。

本實用新型中所述出料道位于銅液澄清池頂部設(shè)置。

本實用新型中所述銅液澄清池前端的出銅口位于距離澄清池底面120mm以上位置布置，并在出銅口處安裝有擋渣磚。

本實用新型中所述銅液澄清池上的扒渣口是位于銅液澄清池前端側(cè)壁布置。

本實用新型中在銅液澄清池的頂面沿中線一排均布有3-6個燒嘴，間距為400mm～600mm。

本實用新型采用熱傳導傳熱方式，傳熱效率高；燃燒煙氣進入煙道之前能與粗銅進行充分的熱交換，熱效率高達65~70%。熔化粗銅的能源消耗為38 Nm³天然氣/噸銅，較傳統(tǒng)工藝減少52.5%~57.8%。生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)周期縮短，可連續(xù)加料作業(yè)。加料作業(yè)采用卷揚加料機組，為全機械化加料，較傳統(tǒng)的半機械化加料方式效率更高，基本消除了加料作業(yè)安全風險。

本實用新型相對于傳統(tǒng)粗銅精煉爐的主要特點與進步：

1.傳熱方式的改進

目前的粗銅處理工藝固定式陽極爐，在熔化冷態(tài)粗銅時，通過燒嘴向爐膛內(nèi)噴入燃料并燃燒，提供熱量。但粗銅的加熱熔化所需的熱量，只有一部分來自燒嘴火焰與粗銅的直接接觸——即熱傳導，而更主要的是借助爐頂、爐壁和熾熱氣體將燒嘴火焰反射到粗銅上——即輻射傳熱。因此，傳熱方式存在效率較低的問題。

本實用新型為豎立的圓筒形爐體，爐膛空間緊湊，熔化粗銅時的傳熱方式則以熱傳導為主，輻射傳熱所占比例很少。傳熱方式的效率大幅提高。

2. 煙氣熱量的利用的改進

現(xiàn)有的粗銅處理工藝，熔化粗銅時，燃燒時產(chǎn)生的熱量，在熱傳導、熱輻射后剩余部分（85%~90%）進入煙氣，但煙氣在爐膛內(nèi)停留時間不到3秒就被排入煙道，煙氣（溫度1200℃）中蘊含的大量熱量白白地浪費。因此，固定式陽極爐的熱效率很低，只有15%。

本實用新型燒嘴安裝在爐體側(cè)下部，燃料燃燒產(chǎn)生的熱量除一部分熱傳導給粗銅，剩余大部分也進入煙氣。由于爐膛內(nèi)充滿粗銅塊（稱為“料柱”），高溫煙氣排入爐頂煙道前，先需要流經(jīng)整個爐膛，從而與粗銅塊料柱全面進行熱交換：粗銅原料因而被充分預熱，在接觸到燒嘴火焰前，溫度可達1000℃；而排入煙道的煙氣溫度則降低到150℃。因此，本實用新型熔化粗銅的熱效率高達65~70%。

3.煙氣余熱利用

現(xiàn)有的粗銅處理工藝，若要回收煙氣熱量，最可行的方式是安裝余熱鍋爐。余熱鍋爐的建設(shè)成本、運行成本高，而且運行最理想的情況也僅能將熱效率提高到25~30%（一次熱效率+二次熱效率）。

本實用新型熔化粗銅時煙氣溫度只有150℃，余熱已經(jīng)被上層原料完全吸熱利用，因而不存在相應的余熱回收設(shè)備投資、運行維護等問題。還節(jié)省了土地占用的問題。

4.連續(xù)加料方式

現(xiàn)有的粗銅處理工藝，為間斷加料方式。由于只能從安裝于一側(cè)爐墻的工作門（1~2個）處將粗銅加入爐膛，受工作門大小、數(shù)量、位置等限制，一次加料量最多達單爐產(chǎn)量的30%。每一爐次的生產(chǎn)，需加料2~4次。加料過程中，需開啟工作門，1200℃的高溫煙氣從工作門處逸出，造成熱量的損失。

本實用新型從頂部加料口加料，加料口處煙氣溫度150℃，因而熱損失少；加料口無需設(shè)工作門，為連續(xù)加料方式。

5.消除加料“放炮事故”風險

現(xiàn)有的粗銅處理工藝，如果加入爐膛的原料沒有徹底干燥（或轉(zhuǎn)運中遭遇暴雨），水分接觸到爐膛內(nèi)銅水時，有可能發(fā)生放炮（水分迅速汽化，體積急劇膨脹，然后夾雜著高溫銅水向爐膛外噴射），人員安全風險也很高，放炮嚴重時摧毀爐體。放炮事故是粗銅生產(chǎn)中屢見不鮮。

本實用新型加入的原料在接觸到銅水之前，會被高溫煙氣充分干燥預熱到1000℃，從根本上解決了水分接觸銅水而放炮的問題。

附圖說明

圖1是本實用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的A-A視圖。

圖中：1-煙囪，2-加料口，3-機械提升加料裝置，4-加料段，5-爐體，6-上段，7-下段，8-燒嘴，9-高能燒嘴，10-銅液澄清池，11-升溫燒嘴，12-扒渣口，13-擋渣磚，14-溜槽，15-出銅口，16-出料道。

具體實施方式

參見圖1、2，本實用新型具有垂直爐體5，爐體5的頂部設(shè)有加料段4，開有加料口2，外配有機械提升加料裝置3（具體選用卷揚提升裝置），在加料段4上方設(shè)有煙囪1，在爐體的下部設(shè)有多個燒嘴8，特別是：a、所述爐體5中的爐襯是由兩段組成，上段6為碳化硅爐襯，下段7為鎂鉻質(zhì)爐襯；b、在爐體5的旁邊加有一個密封的銅液澄清池10，在爐體5的底部側(cè)壁上設(shè)有出料口，通過出料道16與銅液澄清池10的尾端連通，在出料道16上安裝有高能燒嘴9，在銅液澄清池10的前端設(shè)有出銅口15外接溜槽14，并在銅液澄清池10側(cè)壁上設(shè)有扒渣口12，頂面安裝有若干個升溫燒嘴11。

本實施例中爐體5下部的燒嘴8為6-9個（具體為7個），距離底面100-200mm處（具體為100mm），環(huán)繞爐體均布。

本實施例中出料道16位于銅液澄清池10頂部設(shè)置。

本實施例中銅液澄清池10前端的出銅口15位于距離澄清池底面150mm位置布置，并在出銅口15處安裝有擋渣磚13。

本實施例中銅液澄清池10上的扒渣口12是位于銅液澄清池10前端側(cè)壁布置。

本實施例中在銅液澄清池10的頂面沿中線一排均布有3-6個燒嘴8具體為4個燒嘴，，間距為400mm（一般控制在400mm～600mm）。