[发明专利]一种镍矿熔炼炉及熔炼工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种镍矿熔炼炉及熔炼工艺。

背景技术

镍是一种贵金属，它的用途极为广泛，航天、航空、航海、国防、科研、工业、农业、医疗、汽车、钢铁以及民用等各行业缺少不了它。目前镍的获得主要是从镍矿中提取。

目前镍矿的熔炼主要有电炉熔炼法，其所使用的熔炼炉包括炉体，炉体内腔内中心位置设有电热棒，通过电热棒向周围散热，熔炼炉腔内的镍矿。电炉一般规模较大，一次装填量最小在10吨镍矿，但是采用电炉熔炼，能耗高，导致生产成本高；特别是电炉炉衬的使用寿命比较短，通常不超过两个月，即影响产品质量又会进一步加大生产成本。同时，电炉熔炼还存在产品杂质含量高、成分不稳定、镍收率低等缺点，目前采用电炉乃至现有技术中其它熔炼方法，所得到的产品中镍的含量最高达到10.5％；

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种熔炼炉使用寿命长且产品质量好、镍收率高的镍矿熔炼炉。

本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种稳定运行周期长、产品质量好、镍收率高的镍矿熔炼工艺。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该镍矿熔炼炉，包括炉体，其特征在于所述炉体由上炉体和下炉体构成，所述下炉体可拆卸连接在所述上炉体的下方；

所述下炉体的侧壁上间隔设有炉渣出口和钢水出口，钢水出口位于所述炉渣出口的下方；

所述上炉体包括填料区和位于填料区下方的熔炼区；所述熔炼区的炉壁内设有耐火层；所述耐火层与炉壁之间具有间隙，该间隙形成送气通道，所述送气通道的上部设有与外界气源相连接的进气口；

所述送气通道的底部沿送气通道圆周方向均布有多个送气管，这些送气管的进气口连通所述送气通道，送气管的出气口连通所述上炉体的内腔；

各所述送气管的中心线与水平面成5-10°夹角；

所述上炉体的顶部设有加料口；所述上炉体的上部设有排烟口。

较好的，各所述送气管的中心线与水平面成6.5-7.5°夹角；更好地，各所述送气管的中心线与水平面成7°夹角。

较好的，所述耐火层由外向内依次包括第一耐火衬层、第二耐火衬层和第三耐火衬层，其中第一耐火衬层由硅酸铝棉构成，第二耐火衬层采用莫来石转构成，第三耐火衬层采用刚玉砖构成；并且，所述耐火层的厚度与所述炉体内径之比为1:4-15，所述第三耐火衬层与所述第二耐火衬层的厚度比为1:0.8-3.0，所述第三耐火衬层与所述第一耐火衬层的厚度比为4-6:1。该耐火层结构能够耐受1800℃的高温，且使用寿命长。

为了方便加料，并且能够使物料均匀散落，可以在所述加料口上设有料斗，所述上炉体内设有与所述加料口相连通的物料分布器。

为了方便下炉体和上炉体的对接，所述下炉体的底部设有滚轮；所述上炉体坐落在所述下炉体上，所述下炉体的侧壁上设有托板，所述托板连接千斤顶的托杆。

作为上述各方案的改进，所述排气口可以通过管道连接除尘设备，所述除尘设备的排气口通过管道连接用于预热镍矿的预热炉。

较好的，所述预热炉可以有两个，交替使用。

作为改进，可以在所述预热炉的下部为燃烧室，预热炉的上部填充有蓄热瓷球；所述燃烧室有两个入口，其中第一入口连接排气口，第二入口连接风机；并且第一入口和第二入口的连接管道上均设有阀门；

所述预热炉的上部或顶部设有热空气出口，该热空气出口通过管道连接镍矿预热室。蓄热瓷球能够有效避免热量损失，且可以被加热到更高温度；在蓄热瓷球加热完毕后，通过鼓风机将预热炉内的热量导入到预热室内，加热预热室内的镍矿，可使流程连续进行，并且镍矿可以事先放置在加料车或加料斗内，方便了镍矿的运输。

使用上述镍矿熔炼炉的镍矿熔炼方法，其特征在于包括下述步骤：

1)将所述的下炉体与所述上炉体分开，在下炉体内装填上焦炭，点燃下炉体内的焦炭；

2)将所述下炉体推入到所述上炉体的下方，启动千斤顶，使下炉体与上炉体对接，同时通过加料口向上炉体内进料；

向上炉体内加入焦炭和镍矿混合物，按一层焦炭、一层镍矿混合物交替堆积，最下层为焦炭层；每层焦炭和每层镍矿混合物的重量比为1:2.5-4；

3)通过鼓风机从进气口向送气通道内送入空气，空气在送气通道内预热后经由送气管进入熔炼区，控制进入熔炼区的风量为150-180m³/小时，风压为18-20MPa；上炉体内的焦炭燃烧；熔炼区内的温度恒定在1600-1750℃；