一種鼓風爐的製作方法
2023-05-22 15:58:06
專利名稱：一種鼓風爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及冶煉裝置，具體涉及一種鼓風爐。
背景技術：
在有色金屬冶煉領域中，鼓風爐作為一種火法冶金熔煉設備已經具有悠 久的歷史，與電爐和迴轉爐相比，鼓風爐操作簡單、熱效率高、投資小、運 行成本低，單位生產能率高，金屬回收率高，因此鼓風爐提取重金屬成為我 國許多企業的最佳選擇。
以鎳冶煉為例，鎳具有良好的機械強度和延展性，難熔耐高溫，並具有 很高的化學穩定性，是製造不鏽鋼、高鎳合金鋼和合金結構鋼的重要原料。 目前可供人類開發利用的鎳資源有兩類， 一類是氧化汞鎳礦，也稱紅土鎳礦，
另一類是硫化鎳礦。全球已探明的鎳資源約1.6億p屯，其中30%為硫化鎳礦、 70%為紅土鎳礦，鎳產品約有60%來自於硫化礦。
紅土礦是鐵、鋁、矽等含水氧化物組成的疏鬆粘土狀礦石，由含鎳的巖 石風化、浸淋、蝕變、富集而成，分為兩種類型， 一種是褐鐵礦型，位於礦 床的上部，鐵高、鎳低，矽鎂較低，但鈷含量較高，這種礦石宜採用溼法冶 金工藝處理，冶煉鎳鐵產生的爐渣用於鋼的生產；另一種為矽鎂鎳礦，位於 礦床的下部，矽、鎂含量較高，鐵、鈷含量較低，但鎳含量較高，這種礦石 宜採用火法冶金工藝處理，鼓風爐是矽鎂紅土礦的重要冶煉設備。
請參見圖1，為現有技術中鼓風爐結構示意圖，在基體100上的鼓風爐 101包括耐火磚結構的爐缸101a、爐缸上面與爐缸連接的水套101b;水套底 部靠近爐缸的位置有鼓風口 101c;爐缸101a包括位於爐缸側壁上面的出渣 口 101d和位於爐缸側壁下面的出4t口 101e;水套101b上為耐火石f結構的爐 頂101f，爐頂101f的側壁上有進料口 101g;爐頂上面與爐罩101h連接，爐 罩101h包括煙管101i。
熔煉時，首先將焦炭由進料口 101g放在水套內，通過鼓風口 101c將空 氣送入爐內後，點燃焦炭，然後再依次加入熔劑、硫化劑、紅土礦燒結塊， 水套中的溫度從風口區向上依次遞減，在風口區的溫度可達1600°C,焦炭充
分燃燒後，紅土礦與熔劑和硫化劑發生如下的造硫和造渣反應，在爐缸內生 成密度較大的低冰鎳和漂浮在低冰鎳上面的密度較小的爐渣，低冰鎳的主要
成分是鎳和鐵的硫化物即鋶，爐渣的成分一般為FeOSi02、 CaOSi02 、 MgO.Si02等，反應完成後，從出渣口 lOld和出銀u口 101e分別排出爐渣和爐料。
在現有技術下，鼓風口將冷空氣送入鼓風爐，為了提供充足的氧氣，鼓 風爐量可以達到70m3/ (m2 min)或者更高，由於冷空氣會降低風口區的溫 度，使反應不能充分進行，鼓風爐床能力低，而且耐火磚結構的爐頂還增加 了鼓風爐的重量。並且，由於裝料從爐頂側壁進料口入爐，因此容易導致爐 料分布均勻，而且，由於爐料為大小不一的塊料組成，從爐身側面加料時， 小料塊容易滑向爐身的側壁，這樣會將風口堵住，使爐況惡化，嚴重時會終 止熔煉反應。
因此，需要一種可以鼓入熱空氣、使爐料均勻分布在爐身內的鼓風爐， 以優化爐況，順利地進行熔煉反應。
發明內容
本發明解決的技術問題在於，提供一種可以鼓入熱空氣、使爐料均勻分 布在爐身內的鼓風爐，優化爐況，順利地進行熔煉反應。 為解決以上技術問題，本發明提供一種鼓風爐，包括 爐缸，所述爐缸包括爐缸側壁、爐缸側壁上部的出渣口和爐缸側壁下部
的出泮+口；
爐缸上與爐缸連接的爐身水套，所述風套有在風套側壁上的出煙管，所 述爐身水套包括多個鼓風口 ；
爐身水套上與爐身水套連接的風套，所述風套與鼓風口連接；
風套上與風套連接的爐頂壁，所述爐頂壁包括豎直的下料管，所述下料 管包括下料管水套。
優選的，所述爐頂壁包括爐頂壁水套，所述爐頂壁水套與下料管水套連 才妻形成爐頂冷卻水系統。
優選的，所述爐頂冷卻水系統的第一進水管連接在所述下料管水套的下部。
優選的，所述爐頂冷卻水系統的第 一 出水管與爐頂壁水套連接。 優選的，所述下料管的進料口高於爐頂頂壁。 優選的，所述下料管的高度不大於風套的高度。 優選的，所述下料管的橫截面形狀為圓型或橢圓型。 優選的，所述鼓風口在爐身水套的底部。
優選的，所述爐身水套包括爐身水套側壁下部的第二進水管和爐身水套 側壁上部的第二出水管。
優選的，所述鼓風爐還包括水槽，所述水槽的液面高於下料管水套的液 面，所述第一進水管和第二進水管與所述水槽的出水口連接，所述第一出水 管和第二出水管所述水槽的進水口連接。
本發明提供一種鼓風爐，用於冶煉銅、鎳等有色金屬的冶煉。本發明提 供的鼓風爐包括爐缸、爐身水套、風套、爐頂壁，本發明通過在爐頂頂壁中 心設置帶有冷卻水套的下料管，可以將爐料和焦炭均勻的分布在鼓風爐內， 而且從爐頂中心加料時，由於鼓風爐的爐料和焦炭是大小不一的塊料，小塊 的爐料和焦炭會剩落在裝料的中心位置，而大塊的爐料和焦炭會滾向爐身的 側壁，由於大塊的爐料和焦炭之間的孔隙大，因此非常有利於空氣的吹入， 空氣的流動性增加，使焦炭的燃燒更加的充分，產生的熱量大，有利於爐料 的熔化。
本發明提供與爐身水套連接的風套，風套通過風管與鼓風口連接，由於 風套可以利用煙氣的餘熱對空氣進行預熱，可以為熔煉反應提供熱空氣，可 以提高風口區溫度，節省燃料，優化爐況，提高床能力。
圖l是現有技術下鼓風爐結構示意圖； 圖2是本發明所提供鼓風爐一種具體實施方式
的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明提供一種鼓風爐，用於銅、鎳等有色金屬的冶煉，本發明提供的 鼓風爐有利於爐料和燃料的均勻分配，提高爐況反應條件，以回收率將礦中 有色金屬富集。
為了使本領域技術人員更好地理解本發明技術方案，下面結合附圖和實
施方式對本發明作進一步的詳細說明。
請參考圖2，圖2為本發明所提供的一種鼓風爐具體實施方式
的結構示 意圖。在一種具體實施方式
中，本發明^是供的鼓風爐豎直安裝在基座4上， 基座的材料為耐火磚。鼓風爐包括爐缸3，爐缸3包括豎直的耐火磚結構的 爐缸側壁31，爐身側壁31為圓柱形，在爐身側壁31的上部有爐渣出口 32, 在爐身側壁的下部有出料口 33,出料口 33和爐渣出口 32的出口方向相反。 對於出渣口和出料口的悽t目，本發明並無限制，可以根據實際爐子床能力的 大小來調製出渣口和出料口的數目。
爐缸3的上面與爐身水套2連接，爐身水套與爐缸為鑄鋼材質。爐身水 套2的橫截面為圓形，為了有利於爐料的均勻分配，爐身水套2的側壁與豎 直線成15度角，本發明中，爐身的側壁與豎直線的可以成10度~30度的角。 為了提高冷卻效率，爐身水套2的第二進水管21在爐身側壁的下面，第二出 水管23在爐身水套側壁的上面。
在爐身水套2的底部，包括均分分配在爐身側壁的18個鼓風口 22,本 發明對於鼓風口的數目並無限制，可以為5個 30個鼓風口。為了向爐內均 勻的鼓風，並且使空氣能夠有效地和焦炭反應，鼓風口的鼓風方向與水平線 成5度~ 15度的角，優選的，鼓風口的鼓風方向與水平線成7度~ 11度的角， 在本實施方式中，鼓風口 22的鼓風方向與水平線成11度角。對於風口的形 狀，應為寬度大於高度的扁圓形、長圓形、或矩形，鼓風口的寬與高之比為 2/1~30/1，優選的，鼓風口的寬與高之比為5/1 ~ 20/1,在本實施方式中，鼓 風口為扁圓形，寬與高之比為10/1。
爐身水套2上面與風套1相連，風套的材質可以與爐身水套相同，可以 採用焊接的方法將爐身與爐頂連接。風套l為圓柱形，風套l的風套側壁上 有出煙管14。風套由進風口 15吹入普通空氣或者富氧空氣，由於熔煉時產 生的煙氣溫度很高，因此風套可以利用煙氣對風套中的空氣進行預熱，有效 地利用了熔煉反應產生的熱能。風套通過與鼓風口數目相等的風管16與鼓風 口連接，空氣在風套內被加熱後通過鳳冠送入鼓風口，可以提高風口區的溫 度，節省燃料，提高床能力。對於風管的橫截面形狀，本發明並無特別的限 制，可以為圓形、矩形、長圓形、三角形、或其它已知的形狀。在本實施例
中，風管為圓形。
風套側壁上面與爐頂壁連接，爐頂壁上有爐頂壁水套11,在爐頂壁的中
心有圓柱形的下料管12,下料管12的下料口比爐頂壁略高，下料管12的高 度與風套l的高度基本相等。為了對下料管進行冷卻，下料管還包括下料管 冷卻水套17,下料管冷卻水套與爐頂壁水套11連接形成爐頂冷卻水系統， 為了提高冷卻效率，所述爐頂冷卻系統的第一進水管14連接在下料管冷卻水 套的下面，爐頂冷卻系統的第一出水管13與爐頂壁水套11連接。
鼓風爐還包括提供水源的水槽，所述水槽的液面高於下料管水套17的液 面。爐頂冷卻系統的第一進水管14與爐身水套的第二進水管21並聯後與水 槽的出水管5連接，爐頂冷卻系統的第一出水管13與爐身水套的第二出水管 23並聯後與水槽的回水管連接。由於水槽的液面高於下料管水套的液面，因 此可以自動補水，而且在進行熔煉反應時，爐身水套風口區的溫度最高，爐 身水套處的水不斷被加熱，從而爐頂冷卻系統和爐身水套的冷卻系統與水槽 形成密閉的循環系統，冷卻水在100。C左右的高溫下閉路自動循環，不需要 設置加壓水泵和補水人員，只需在水槽內適時補入因蒸發而損失的水即可。
由於下料管設置在爐頂的頂壁中心，而鼓風爐的爐料和焦炭是大小不一 的塊料，從爐頂頂壁中心裝料時，小塊的爐料和焦炭會剩落在裝料的中心位 置，而大塊的爐料和焦炭會滾向爐身的側壁，由於大塊的爐料和焦炭之間的 孔隙大，因此非常有利於空氣的吹入，空氣的流動性增加，使焦炭的燃燒更 加的充分，產生的熱量大，有利於爐料的熔化。因此，從爐頂頂壁中心下料 時，不但有利於爐料和焦炭在整個爐身的均勻分配，而且使大塊爐料、焦炭 和小塊的爐料、焦炭在爐身中的分配有利於熔煉。
為了有效的利用鼓風爐的空間，也為了使裝料更加方便，可以將下料管 完全設置在頂壁下部，即下料管的進料口低於爐頂頂壁，由於鼓風爐是連續 作業的，需要連續進料，如果進料口低於爐頂頂壁，加料車可以直接推到進 料口上方向鼓風爐內進料，因此可以明顯提高工作效率。
鼓風爐正常工作時，風口區溫度最高可以達到1600。以上，從風口區到 爐頂溫度逐漸降低，在頂部溫度可以達到600。C左右，爐料從爐頂開始依次 經過乾燥、焙燒、熔化過程。為了有利於爐料和焦炭在爐身內均勻分配，下
料管應該儘量向爐頂下方延伸，但為了留給爐料足夠的向下的運動空間，下 料管的高度不應超過爐頂的高度。由於下料管12有下料管冷卻水套17,因 此可以防止下料管燒壞。
另外，在持續裝料時，需要將爐料和焦炭一直加到爐料的接觸到下料管 下部為止，由於小料塊全部集中在中心位置，而且煙氣可以全部由爐頂側壁 的排煙口排走，因此鼓風爐在頂部是基本密封的，不但可以維持良好的爐況， 而且不會汙染環境。
準備進行熔煉反應時，先在爐身內放入木柴、焦炭進行烘烤，為鼓風爐
升溫，升溫後，先清除烘烤爐身的木炭灰渣，再加入木柴高於風口面0.5 ~ 0.8m,打開風口自然通風燃燒0.5 1小時，逐漸加入焦炭並開始鼓風，當風 口區焦炭達到白熱化程度時，即可加入熔劑、z琉化劑、紅土礦燒結塊進行反 應，加料需要一直進行，將下料管的下部用爐料堵住，反應到達時間後逐步 排渣和放料。本發明提供的鼓風爐床能力大於50卩屯/米2 天，製備低冰鎳時 的回收率可達90%以上。
對於下料管的橫截面形狀，本發明並無特別的限制，可以為圓形、橢圓 形、方形、三角形或其它已知形狀，優選的，為圓形或者橢圓形。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普 通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤 飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種鼓風爐，包括爐缸，所述爐缸包括爐缸側壁、爐缸側壁上部的出渣口和爐缸側壁下部的出料口；爐缸上與爐缸連接的爐身水套，所述爐身水套包括多個鼓風口；爐身水套上與爐身水套連接的風套，所述風套有在風套側壁上的出煙管，所述風套與鼓風口連接；風套上與風套連接的爐頂壁，所述爐頂壁包括豎直的下料管，所述下料管包括下料管水套。
2、 根據權利要求1所述的鼓風爐，其特徵在於所述爐頂壁包括爐頂壁水 套，所述爐頂壁水套與下料管水套連接形成爐頂冷卻水系統。
3、 根據權利要求2所述的鼓風爐，其特徵在於爐頂冷卻水系統的第一進 水管連接在所述下料管水套的下部。
4、 根據權利要求2所述的鼓風爐，其特徵在於所述爐頂冷卻水系統的第 一出水管與爐頂壁水套連接。
5、 根據權利要求2至4任一項所述的鼓風爐，其特徵在於所述下料管的 進料口高於爐頂頂壁。
6、 根據權利要求5所述的鼓風爐，其特徵在於所述下料管的高度不大於 風套的高度。
7、 根據權利要求6所述的鼓風爐，其特徵在於所述下料管的橫截面形狀 為圓型或橢圓型。
8、 根據權利要求1所述的鼓風爐，其特徵在於所述鼓風口在爐身水套的 底部。
9、 根據權利要求1所述的鼓風爐，其特徵在於所述爐身水套包括爐身水 套側壁下部的第二進水管和爐身水套側壁上部的第二出水管。
10、 根據權利要求9所述的鼓風爐，其特徵在於還包括水槽，所述水槽的 液面高於下料管水套的液面，所述第 一進水管和第二進水管與所述水槽的出水 口連接，所述第 一 出水管和第二出水管所述水槽的進水口連接。
全文摘要
本發明公開一種鼓風爐，包括爐缸，所述爐缸包括爐缸側壁、爐缸側壁上部的出渣口和爐缸側壁下部的出料口；爐缸上與爐缸連接的爐身水套，所述爐身水套包括多個鼓風口；爐身水套上與爐身水套連接的風套，所述風套有在風套側壁上的出煙管，所述風套與鼓風口連接；風套上與風套連接的爐頂壁，所述爐頂壁包括豎直的下料管，所述下料管包括下料管水套。本發明提供與爐身水套連接的風套，風套通過風管與鼓風口連接，由於風套可以利用煙氣的餘熱對空氣進行預熱，可以為熔煉反應提供熱空氣，可以提高風口區溫度，節省燃料，優化爐況，提高床能力。
文檔編號C22B15/00GK101358807SQ20081013074
公開日2009年2月4日 申請日期2008年7月14日 優先權日2008年7月14日
發明者明 李, 高佔奎 申請人:朝陽昊天有色金屬有限公司