底吹煉錫裝置製造方法
2023-06-29 20:14:16 1
底吹煉錫裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種底吹煉錫裝置。所述底吹煉錫裝置包括：爐體，所述爐體內具有爐腔，所述爐體具有用於向所述爐腔內加入物料的加料口、用於排放爐渣的排渣口、用於排出粗錫的粗錫排放口、用於排出煙氣的出煙口和設在所述爐體的底部的噴槍插孔；和底吹噴槍，所述底吹噴槍插入到所述噴槍插孔內，用於向所述爐腔內吹入含氧氣體和燃料。根據本實用新型實施例的底吹煉錫裝置具有能耗低、密封性能好、環保性高、結構簡單、易操作、等優點。
【專利說明】底吹煉錫裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及有色冶金【技術領域】，尤其是涉及底吹煉錫裝置。
【背景技術】
[0002]煉錫的技術有錫精礦反射爐熔煉工藝、電爐熔煉工藝、Ausmelt熔煉工藝、鼓風爐熔煉工藝、短窯熔煉工藝、卡爾多爐煉錫工藝。短窯熔煉工藝系間斷冶煉工藝因投資、管理和維修費用高、煙氣量大，而且波動也大，直收率低早已被淘汰。卡爾多爐為斜吹旋轉爐型設備結構複雜，維修費用高，爐壽短，耐火材料消耗大。反射爐由於其床能力低生產效率低、熱效率低、燃料消耗大、勞動強度大等缺點，正迅速被強化熔煉方法所取代。電爐煉錫的缺點電耗太高，只適合處理低鐵物料和電力豐富的地區；鼓風爐熔煉工藝要求物料需要制粒或制團，消耗昂貴的冶金焦，爐內氣氛難於控制，錫的揮發率高等缺點，已不再使用。Ausmelt熔煉屬強化熔池熔煉技術，分段作業，渣含錫可降至較低水平，但投資大，維護費用高，且操作複雜。
實用新型內容
[0003]本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述煉錫工藝相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在於提出一種具有能耗低、密封性能好、環保性高、結構簡單、易操作等優點的底吹煉錫裝置。
[0004]根據本實用新型的底吹煉錫裝置包括:爐體，所述爐體內具有爐腔，所述爐體具有用於向所述爐腔內加入物料的加料口、用於排放爐渣的排渣口、用於排出粗錫的粗錫排放口、用於排出煙氣的出煙口和設在所述爐體的底部的噴槍插孔；和底吹噴槍，所述底吹噴槍插入到所述噴槍插孔內，用於向所述爐腔內吹入含氧氣體和燃料。
[0005]根據本實用新型的底吹煉錫裝置通過利用所述底吹噴槍從所述爐腔的底部向所述爐腔內吹入含氧氣體和燃料以便對含錫物料進行吹煉，從而可以在單個所述底吹煉錫裝置內能夠實現熔煉和還原，即在單個封閉的所述底吹煉錫裝置內實現吹煉錫，因此密封性能好，環保性高。由此不僅可以充分地利用富錫渣的熱焓，在還原富錫渣時只需要消耗較少的燃料來補充熱量，而且可以極大地縮短吹煉錫的流程，簡化吹煉錫工藝。
[0006]因此，根據本實用新型的底吹煉錫裝置具有能耗低、密封性能好、環保性高、結構簡單等優點。
[0007]另外，根據本實用新型上述的底吹煉錫裝置還可以具有如下附加的技術特徵:
[0008]所述加料口包括用於向所述爐腔內加入含錫物料的第一加料口、用於向所述爐腔內加入含錫煙塵的第二加料口和用於向所述爐腔內加入還原劑的第三加料口。
[0009]所述爐體為可轉動的圓筒形臥式反應器。
[0010]所述粗錫排放口設在所述圓筒形臥式反應器的第一端，所述出煙口鄰近所述圓筒形臥式反應器的第一端，所述排渣口設在所述圓筒形臥式反應器的第二端。
[0011]所述底吹噴槍設在所述爐體的水平中心線以下。
[0012]所述底吹噴槍與豎直向上的方向之間的夾角α在-120度至+120度的範圍內。
[0013]所述底吹噴槍與豎直向上的方向之間的夾角α在-60度至+60度的範圍內。
[0014]所述底吹噴槍與豎直向上的方向之間的夾角α在-30度至+30度的範圍內。
[0015]所述底吹噴槍與豎直向上的方向之間的夾角α在-20度至+20度的範圍內。
[0016]所述底吹噴槍與正交於所述底吹煉錫裝置的軸向的方向之間的夾角β在-30度至+30度的範圍內。
[0017]所述底吹噴槍與正交於所述底吹煉錫裝置的軸向的方向之間的夾角β為O度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結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:
[0019]圖1是根據本實用新型實施例的底吹煉錫裝置的示意圖；
[0020]圖2是根據本實用新型實施例的底吹煉錫裝置的橫向剖視圖；
[0021]圖3是根據本實用新型實施例的底吹煉錫裝置的橫向剖視圖；
[0022]圖4是根據本實用新型實施例的底吹煉錫裝置在豎直平面上的投影的示意圖；
[0023]圖5是根據本實用新型實施例的底吹煉錫工藝的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]下面詳細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，旨在用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0025]在冶金【技術領域】，頂吹和側吹的區別不僅僅是噴槍位置的變化，二者反應的是完全不同的冶煉設備和工藝。例如，在煉鋼【技術領域】，最初的都是底吹煉鋼，但是後來發展的頂吹煉鋼是開創性的實用新型，與底吹是完全不同的技術，這不是簡單地將噴槍從底吹變成頂吹，而是體現了不同的方法和條件，是完全不同的兩類爐型和工藝。
[0026]在冶金【技術領域】，採用頂吹技術還是採用側吹技術，會導致爐內熔體的動力學條件、熔體攪拌狀態和反應機理(反應順序)不同。
[0027]更具體而言，現有的錫冶煉技術都是基於氧化熔煉、還原熔煉的過程。但是，在實踐中具體採用什麼設備來實現氧化熔煉、還原熔煉是工程化應用中最核心的問題。對設備的不同選擇決定了實現氧化熔煉、還原熔煉過程的不同技術路線(即工藝)，技術路線將決定工業化的可靠性、可實施性和技術指標的先進性。而噴吹位置的選擇(即噴槍的安裝位置)則是設備選擇、設備設計中最基本、最核心的問題之一。當選定了側吹或頂吹，其冶煉設備(爐型)結構形式、噴槍結構、布置是完全不同的。
[0028]對於本領域技術人員來說，一種基本成型的冶煉裝置無論存在什麼技術問題，無論對其進行何種改進，這種改進都不可能改變其噴吹位置的選擇。因此，對於本領域技術人員來說，噴槍位置的改變並不是一個常規的、顯而易見的選擇。
[0029]而且，每一個金屬元素都具有獨特的物理性質和化學性質。因此，冶煉一種金屬的裝置和工藝不經過創造性的勞動(改動)，不能用於冶煉另一種金屬。例如，冶煉錫的裝置和工藝完全不同於冶煉鉛的裝置和工藝。也就是說，不經過創造性的勞動(改動)，無法利用冶煉鉛的裝置和工藝冶煉錫。
[0030]下面參考圖1-圖4描述根據本實用新型實施例的底吹煉錫裝置10。如圖1-圖4所示，根據本實用新型實施例的底吹煉錫裝置10包括爐體101和底吹噴槍102。
[0031]爐體101內具有爐腔1011，爐體101具有用於向爐腔1011內加入物料的加料口、用於排放爐渣的排渣口 1013、用於排出粗錫的粗錫排放口 1014、用於排出煙氣的出煙口1015和設在爐體101的底部的噴槍插孔1016。底吹噴槍102插入到噴槍插孔內，底吹噴槍102用於向爐腔1011內吹入含氧氣體和燃料。
[0032]下面參考圖5描述利用根據本實用新型實施例的底吹煉錫裝置10實施的底吹煉錫工藝。如圖5所示，根據本實用新型實施例的底吹煉錫工藝包括以下步驟:
[0033]將含錫物料加入到爐腔1011的熔池內；
[0034]利用底吹噴槍102從爐腔1011的底部向爐腔1011內吹入含氧氣體和燃料，以便對含錫物料進行熔煉並產生粗錫和富錫渣；
[0035]將還原劑加入到爐腔1011內，以便利用所述還原劑對所述富錫渣進行還原並得到爐渣；和
[0036]從粗錫排放口 1014排出粗錫，從排渣口 1013排出爐渣。
[0037]根據本實用新型實施例的底吹煉錫裝置10通過利用底吹噴槍102從爐腔1011的底部向爐腔1011內吹入含氧氣體和燃料以便對含錫物料進行吹煉，從而可以在單個底吹煉錫裝置10內能夠實現熔煉和還原，即在單個封閉的底吹煉錫裝置10內實現吹煉錫，因此密封性能好，環保性高。由此不僅可以充分地利用富錫渣的熱焓，在還原富錫渣時只需要消耗較少的燃料來補充熱量，而且可以極大地縮短吹煉錫的流程，簡化吹煉錫工藝。
[0038]因此，根據本實用新型實施例的底吹煉錫裝置10具有能耗低、密封性能好、環保性高、結構簡單、易操作等優點。
[0039]根據本實用新型實施例的底吹煉錫工藝具有工藝簡單、能耗低、環保性高、自動化程度高等優點。
[0040]如圖1所示，在本實用新型的一些實施例中，加料口可以包括用於向爐腔1011內加入含錫物料(例如錫精礦)的第一加料口 10121、用於向爐腔1011內加入含錫煙塵的第二加料口 10122和用於向爐腔1011內加入還原劑的第三加料口 10123。由此可以使底吹煉錫裝置10的結構更加合理。
[0041]有利地，如圖1所示，爐體101為可轉動的圓筒形臥式反應器。通過轉動爐體101，可以方便地更換和維修底吹噴槍102，以及在需要維修時間排空爐腔1011內的熔體。粗錫排放口 1014可以設在圓筒形臥式反應器的第一端，出煙口 1015可以鄰近圓筒形臥式反應器的第一端，排渣口 1013可以設在圓筒形臥式反應器的第二端。
[0042]如圖1所示，底吹煉錫裝置10可以進一步包括託座103、託圈104、齒圈105和驅動裝置106。託圈104套設在爐體101上且可旋轉地被支撐在託座103上。齒圈105套設在爐體101的外表面上。驅動裝置106與齒圈105相連，以通過驅動齒圈105轉動而驅動爐體101轉動。
[0043]驅動裝置106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105嚙合以驅動齒圈105轉動。爐體101在齒圈105的帶動下，在託座103上轉動，由於爐體101可以轉動，便於更換底吹噴槍102以及其他操作。
[0044]含錫物料可以被間斷地加入到爐腔1011內，粗錫和爐渣可以被間斷地排出。含氧氣體和燃料可以被連續吹入爐腔1011內。燃料可以選自粉煤、天然氣、焦爐煤氣和發生爐煤氣中的至少一種。
[0045]還可以向爐腔1011內加入熔劑。所述熔劑可以是石灰石、石英石、石英石與石灰的混合物。根據原料情況也可以不加熔劑。
[0046]含氧氣體的氧氣的體積濃度可以是24%-60%。也就是說，含氧氣體的含氧量為24v% -60V%，因此，含氧氣體為工業氧氣或者富氧空氣。
[0047]所述還原劑可以是粒煤。本領域技術人員普遍認為:利用冶金焦作為還原劑可以有效地對富錫渣進行還原。實用新型人經過深入的研究和創造性的勞動後發現:與利用冶金焦對富錫渣進行還原相比，利用粒煤對富錫渣進行還原，可以進一步降低爐渣中的錫含量(爐渣中的錫含量小於等於3wt%)，從而可以進一步提高錫的直收率和回收率。因此，通過利用粒煤作為還原劑，克服了技術偏見，而且可以降低成本。
[0048]在本實用新型的一些示例中，底吹煉錫裝置10還可以包括餘熱鍋爐，所述餘熱鍋爐可以與出煙口 1015相連，以便利用所述餘熱鍋爐回收煙氣中的熱量，即利用所述餘熱鍋爐回收熔煉產生的煙氣中的熱量和還原產生的煙氣中的熱量。
[0049]底吹煉錫裝置10還可以包括收塵器(例如布袋收塵器)，所述收塵器可以與所述餘熱鍋爐相連，以便利用所述收塵器回收煙氣中的含錫煙塵，即利用所述收塵器回收熔煉產生的煙氣中的含錫煙塵和還原產生的煙氣中的含錫煙塵，然後將含錫煙塵制粒後返回到爐腔1011內。
[0050]含錫煙塵可以通過單獨的加料口(例如第二加料口 10122)加入到爐腔1011內，也可以與含錫物料一起加入到爐腔1011內。在開始啟動底吹煉錫裝置10時，由於沒有產生含錫煙塵，因此可以將含錫物料和熔劑加入到爐腔1011內。待產生含錫煙塵後，可以將含錫煙塵、含錫物料和熔劑加入到爐腔1011內。
[0051]底吹煉錫裝置10可以進一步包括冷卻器，所述冷卻器可以與所述餘熱鍋爐相連且所述收塵器可以與所述冷卻器相連。
[0052]如圖1所示，在本實用新型的一個實施例中，所述噴槍插孔可以是多個且底吹噴槍102可以是多個，多個所述噴槍插孔可以間隔開地形成在爐體101的底部，多個底吹噴槍102可以一一對應地插入到多個所述噴槍插孔內，即一個底吹噴槍102可以插入到一個所述噴槍插孔內。由此可以將含氧氣體和燃料更加均勻地吹入爐腔1011內。
[0053]需要理解的是，這裡的術語「底部」應作廣義理解，包括爐體101的水平中心線X以下的任何合適的位置。底吹噴槍102可以設在爐體101的水平中心線X以下。優選地，底吹噴槍102可以靠近爐體101的正下方，下面將會更詳細描述。
[0054]如圖2-圖4所示，底吹噴槍102與豎直向上的方向之間的夾角α可以在-120度至+120度的範圍內，即-120度< α <+120度。換言之，底吹噴槍102的噴出方向與豎直向上的方向之間的夾角在-120度至+120度的範圍內。如圖2-圖4所示，從底吹噴槍102的噴吹方向沿逆時針方向到豎直向上的方向的夾角α為正，從底吹噴槍102的噴吹方向沿順時針方向到豎直向上的方向的夾角α為負。
[0055]更具體地，底吹噴槍102與豎直向上的方向之間的夾角α可以在_60度至+60度的範圍內，即-60度< α <+60度。有利地，底吹噴槍102與豎直向上的方向之間的夾角在-30度至+30度的範圍內，即-30度< α <+30度。優選的，底吹噴槍102與豎直向上的方向之間的夾角在-20度至+20度的範圍內，即-20度< α <+20度。由此可以提高吹煉效果。
[0056]在本實用新型可選的實施例中，底吹噴槍102與正交於爐體101的軸向的方向(即圖1中的豎直方向)之間的夾角β在-30度至+30度的範圍內。更優選地，夾角β為O度，即底吹噴槍102沿豎直方向定向。其中，豎直方向如圖1中的箭頭A所示。
[0057]為了提高底吹噴槍102的壽命，底吹噴槍102的外周與爐體101之間設有透氣磚或第一冷卻水套。透氣磚可以對底吹噴槍102進行冷卻並且可以改善爐腔1011內的熔體的流動性，提高吹煉效果。
[0058]可選的，可以通過透氣磚向爐腔1011內噴射氮氣，則可以更好地冷卻底吹噴槍102並且更好地攪動爐腔1011內的熔體。當設置冷卻水套時，冷卻水套通冷卻水，對底吹噴槍102進行冷卻。
[0059]優選地，爐腔1011的渣層區域設有第二冷卻水套。由此可以進一步延長爐體101的使用壽命。優選地，第一和第二冷卻水套為銅水套。相比於傳統的鋼水套，銅水套具有冷卻效果好、使用壽命長等優點。
[0060]根據本實用新型實施例的底吹煉錫裝置10和底吹煉錫工藝的技術優勢在於:
[0061]1、能耗低:在一個爐子裡面實現了從錫物料到粗錫的熔煉過程，熔煉過程採用工業氧氣(氧氣體積濃度30%-100%)，煙氣量少，煙塵率低，採用碎煤(粒煤)作為還原劑，不需要相對昂貴的冶金焦，同時回收煙氣中的餘熱。
[0062]2、環保好:錫精礦熔煉過程在一臺密閉的爐體101中進行，避免了煙氣外逸，錫精礦或其它錫原料配合制粒後直接入爐，物料製備過程簡單，生產過程中產出的錫煙塵均密封輸送並返回配料，有效防止了錫塵的彌散；熔煉產出的煙氣經餘熱回收和收塵後，送脫硫系統。底吹爐產出的粗錫從錫排放口排出，產出的爐渣從放渣口排出，同時在錫排放口和放渣口設通風室，防止錫蒸氣的擴散。基本解決了錫冶煉煙氣、錫塵汙染的問題。
[0063]3、回收率高:在底吹煉錫爐中，熔煉過程採用工業氧氣，使用碎煤作為還原劑有效地降低了煙氣量和煙塵率、降低了爐渣中的錫含量，提高了錫的直收率和回收率。
[0064]4、底吹煉錫法是所有煉錫方法中，包括物料製備系統，流程最短的工藝，工藝裝置簡單、投資省。
[0065]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」 「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」、「軸向」、「徑向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於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、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0066]此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本實用新型的描述中，「多個」的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0067]在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係，除非另有明確的限定。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0068]在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵「上」或「下」可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
[0069]在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
[0070]儘管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權利要求】
1.一種底吹煉錫裝置，其特徵在於，包括: 爐體，所述爐體內具有爐腔，所述爐體具有用於向所述爐腔內加入物料的加料口、用於排放爐渣的排渣口、用於排出粗錫的粗錫排放口、用於排出煙氣的出煙口和設在所述爐體的底部的噴槍插孔；和 底吹噴槍，所述底吹噴槍插入到所述噴槍插孔內，用於向所述爐腔內吹入含氧氣體和燃料。
2.根據權利要求1所述的底吹煉錫裝置，其特徵在於，所述加料口包括用於向所述爐腔內加入含錫物料的第一加料口、用於向所述爐腔內加入含錫煙塵的第二加料口和用於向所述爐腔內加入還原劑的第三加料口。
3.根據權利要求1所述的底吹煉錫裝置，其特徵在於，所述爐體為可轉動的圓筒形臥式反應器。
4.根據權利要求3所述的底吹煉錫裝置，其特徵在於，所述粗錫排放口設在所述圓筒形臥式反應器的第一端，所述出煙口鄰近所述圓筒形臥式反應器的第一端，所述排渣口設在所述圓筒形臥式反應器的第二端。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的底吹煉錫裝置，其特徵在於，所述底吹噴槍設在所述爐體的水平中心線以下。
6.根據權利要求1-4中任一項所述的底吹煉錫裝置，其特徵在於，所述底吹噴槍與豎直向上的方向之間的夾角α在-120度至+120度的範圍內。
7.根據權利要求6所述的底吹煉錫裝置，其特徵在於，所述底吹噴槍與豎直向上的方向之間的夾角α在-60度至+60度的範圍內。
8.根據權利要求7所述的底吹煉錫裝置，其特徵在於，所述底吹噴槍與豎直向上的方向之間的夾角α在-30度至+30度的範圍內。
9.根據權利要求8所述的底吹煉錫裝置，其特徵在於，所述底吹噴槍與豎直向上的方向之間的夾角α在-20度至+20度的範圍內。
10.根據權利要求1-4中任一項所述的底吹煉錫裝置，其特徵在於，所述底吹噴槍與正交於所述底吹煉錫裝置的軸向的方向之間的夾角β在-30度至+30度的範圍內。
11.根據權利要求10所述的底吹煉錫裝置，其特徵在於，所述底吹噴槍與正交於所述底吹煉錫裝置的軸向的方向之間的夾角β為O度。
【文檔編號】C22B25/02GK203960303SQ201420346279
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年5月13日
【發明者】李東波, 黎敏, 王建銘, 王忠實, 張振民, 胡丕成, 吳衛國, 姚霞, 馮雙傑, 鄧兆磊, 林屹 申請人:中國恩菲工程技術有限公司