[發明專利]一種帶有側吹熔池段的閃速爐

有效

• 申請號: 201610280696.7
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105716423B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 李效東;夏明;邱江波;黃小兵
• 申請（專利權）人: 天津閃速煉鐵技術有限公司
• 主分類號: F27B14/14
• 分類號: F27B14/14;F27B14/08
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 戴文儀

技術領域

本發明屬于冶金領域，尤其是涉及一種帶有側吹熔池段的閃速爐。

背景技術

閃速冶金從發明到現在，只用于硫化礦的冶煉，還沒有應用于氧化礦的冶煉，以閃速煉銅為例，閃速煉銅工藝是將干燥后的粉狀銅硫化物精礦經精礦噴嘴與富氧空氣充分混合后噴入閃速爐，在高溫反應塔內進行熱離解和氧化反應，使銅精礦中部分鐵氧化并造渣除去，產出含銅較高的冰銅。由于硫化物和氧氣反應會放出大量的熱量，所以無須再額外為熔池補充熱量。

傳統硫化礦閃速爐結構示意圖如圖1所示。

傳統奧托昆普硫化礦閃速爐在設計時，熔池的內寬是根據反應塔的內徑確定的，一般為反應塔內徑加上1-2米，其俯視示意圖如圖2所示。

氧化礦閃速冶金原理是礦粉在熾熱的充滿還原氣氛的閃速爐反應塔空間懸浮下落的過程中，利用礦粉與高溫還原氣體接觸的比表面積較大，反應速度快的特點，實現對礦粉中的待冶煉金屬氧化物的還原，未完全還原的金屬氧化物落入熔池后繼續完成還原。

氧化礦閃速爐的熔池除了要完成剩余待冶煉金屬氧化物的還原外，還要進行造渣反應及完成液態金屬和熔渣的分離和排放，因而需要維持一個高溫的還原環境，僅靠反應塔傳遞來的熱量和還原劑還遠遠不足以完成上述工作。因而，通過側吹的方式為熔池補充熱量和提供還原劑就成為一種必要的手段。熔池側吹是通過在熔池側面布置側吹噴管實現的，在中國，通過噴管側吹煤和氧是其中一種最經濟的方案。我們根據大量試驗得出：側吹熔池的內寬不能大于3米，否則熔池的中心部位難以被吹透。

但根據傳統的奧拓昆普閃速爐的設計原則，熔池的內寬要比反應塔直徑大1-2米,，目前還未出現過熔池內寬小于反應塔直徑的閃速爐，也未出現一臺閃速爐擁有多個熔池的情況。受空間冶煉原理的限制，迄今為止所有實際應用的閃速爐的直徑都在3米以上，也即熔池內寬都大于4米，若采用側吹的方式為熔池補充熱量和反應物料，對于內寬大于3米以上的熔池，若噴槍深入熔池過淺，則熔池中心無法被影響到，造成熔池中部區域溫度低、粘度高、熔渣中待冶煉的金屬氧化物含量高，若噴槍深入熔池過深，雖然中心部位可以被吹透，但熔池的邊緣部位無法被直接影響到，又會造成熔池邊緣區域溫度低、粘度高、熔渣中待冶煉的金屬氧化物含量高。這就意味著傳統奧拓昆普硫化礦閃速爐無法有效的應用側吹的方式為熔池補充熱量及提供反應物料。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種帶有側吹熔池段的閃速爐，以解決現有的閃速爐熔池無法通過側吹對金屬氧化礦進行熔煉的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種帶有側吹熔池段的閃速爐，包括反應塔1，所述反應塔1上設有給料裝置，所述反應塔1下部設有至少一個熔池2，各所述熔池2上均設有內寬小于3米的側吹熔池段，所述側吹熔池段的側面設有側吹布置，所述熔池2上設置有排渣口5，所述側吹熔池段位于所述排渣口5和所述熔池2之間；所述閃速爐還包括上升煙道3，所述上升煙道3通過所述熔池2與所述反應塔1相連通，上升煙道3用于排出反應過程中所產生的煙氣。

所述側吹布置用來向所述側吹熔池段爐體內噴入燃料及含氧氣體，為熔池2內提供熱量及還原劑，所述燃料為重油、天然氣、液化石油氣、煤、焦丁、碳氫化合物氣體中的一種；所述含氧氣體為空氣，氧氣－空氣混合物或者工藝氧中的一種。小于3米的側吹熔池段的設置能夠使熔池2的各個部位都可以被側吹直接影響，進而為熔池2內補充熱量和提供還原劑。側吹熔池段位于排渣口和熔池2之間，以便使熔體經過側吹熔池段的側吹熔煉，進一步沉淀分層后排放，從而降低渣層中待冶煉金屬的含量，提高待冶煉金屬的回收率。

優選的，所述上升煙道3數目與所述熔池2數目一致。

優選的，所述側吹熔池段的長度為8-20米。

優選的，所述側吹熔池段為長方體。優選的，側吹熔池段的內寬為1.5-2.5米，在該寬度范圍內，側吹熔池段兩側噴槍可以共同影響到熔池中心區域，同時又能兼顧對熔池兩側壁的熔體施加有效的影響，若側吹熔池段寬度過窄，會影響熔池對熔體的承載量，則需增加熔池的數目，增加投資。

優選的，所述熔池2的內寬由所述反應塔1端向遠端逐漸減小至小于3米且不小于1米。從而使熔體和煙氣流速能夠平緩的變化，減小對冶煉過程的影響。

進一步的，所述熔池2的數目為1-4個。

進一步的，所述側吹布置包括對稱設置在所述側吹熔池段的側吹孔及設置在側吹孔內的側吹噴管4。