[发明专利]一种粉煤基还原剂喷吹装置

说明书

技术领域

本发明属于冶炼领域，尤其涉及一种提高再生铜火法精炼还原作业效率、降低能源及还原剂消耗的新装置。

背景技术

固定式阳极炉杂铜精炼是当今世界上非常成熟的冶炼工艺，贵溪冶炼厂固定式阳极炉主要采用粗杂铜原料生产阳极铜。固定式阳极炉的杂铜精炼工艺过程可分为：

1、加料熔化期--将配好的原料以及熔剂用加料机从固定式阳极炉二个加料口分批加入炉内，然后通过二个重油烧嘴进行熔化冶炼。

2、氧化造渣期--将铜中的杂质用压缩空气经过氧化风管喷入熔池氧化，与熔剂反应进行造渣。氧化造渣结束的铜液中含氧量约为7000 ppm。

3、还原期--排渣结束后，利用正压输送原理将将粉煤基还原剂以流态化形式通过喷吹装置输送至还原风管后，再被吹入熔体进行还原脱氧。当铜液的含氧量达到小于2000ppm 时，即完成了还原作业。

4、浇铸期--精炼好的铜水经过出铜口、流槽导入单圆盘浇铸机，浇铸成阳极板。

粗铜经过氧化排渣后，大部分杂质被氧化脱除，但铜水中有饱和的Cu2O，铜中如含氧过多，会使铜变脆、延展性和导电性降低。因此必须用还原剂进行还原脱氧。还原反应的主要化学方程式：2Cu₂O+C=4Cu+CO₂影响还原效率的因素除还原剂含碳量外，还有还原剂的流量、输送载体的压力和流量、还原剂在铜水中的停留时间和接触表面积、与熔体的接触机会、喷吹装置故障率。

固定式阳极炉还原作业采用单管直喷式还原剂喷吹装置将还原剂吹入铜熔体中，但该装置只有一个出口，为了尽量缩短还原作业时间，以提高生产效率、减少铜冶炼的能源消耗，就必须要求还原剂输送量达到1.3-1.6t/h。这种正压输送还原剂方法，要实现还原剂输送的畅通，输送的风压需达到0.5MPa，导致还原剂不仅喷射至炉内时较为集中，而且会被快速溢出的输送风大量带出，使之与铜熔体接触面积小、接触机会少、反应时间短。大量溢出的还原剂，除一部分在炉内产生还原气氛外，剩下的一部分会进入烟气收尘系统，容易导致烟气系统发生爆燃事故。

另一方，单管直喷式还原剂喷吹装置在使用中，如遇到还原剂内夹有较大杂物时，喷吹装置压缩力上升直至达到输送的风压，导致此喷吹装置易出现卡、堵故障，不仅清理难度大，还严重影响作业率。

发明内容

本发明目的就是提供一种能采用较低压力完成大流量还原剂输送并能提高还原剂利用率、减少使用故障的新型粉煤基还原剂喷吹装置。

本发明的还原剂喷吹装置采用双管路输送，内设喷射管、旋风型预混合机构等。还原剂在喷射前充分流态化，通过喷射又得到充足的动能，并且在出现堵塞前，能自动降低还原剂输送量，保证正常作业。是实现还原效率提高、还原剂使用量降低、堵塞故障消除的新装置。

本发明的还原剂喷吹装置由二路结合在一起的输送器构成，因此，本装置不仅结构轻、小，而且内部空间大，使还原剂流态化效果更好。每一路输送器从总气源分别引入二根有阀门控制并相互独立的气管。其中a管内压力为0.2-0.25MPa的风，通过呈圆周分布在风板上的8个导流孔产生旋转风，在流态室打散从上部进入的还原剂使其流态化并使混入的杂物长向与输送方向相同。b管内压力为0.3-0.35MPa的风，经风板中心在喷射室沿出口管轴线高速喷出，产生局部真空引导流态室的被输送体进入喷射室并进行动能传递，使被输送体动能增加，能顺利吹入铜熔体中。当出口或其前端的输送管道出现输送不畅时，会导致喷射室与流态室的压差减小并且受阻返回的风将会引起流态室的风压增加，从而使被输送体的流量自动下降。同时，压力增高的输送风会冲击堵塞处，使将要出现的堵塞消除。

本发明的还原剂喷吹装置分为二路输送由还原罐供给的还原剂，经二根分别从二个加料门伸入炉内的还原风管把其吹入熔体中。每一路输送器只需输送0.8-1t/h的还原剂流量，这使得输送的风压有0.3MPa即可满足使用需要。输送管路由一变为二，这使得还原剂与铜熔体接触面积成倍增加即反应面增加；输送的风压降低到60%，这使得输送风与被输送体结合成的混合体的动能降低，从而从铜熔体中溢出的速度降低即反应时间增加；混合均匀的混合体，使得还原剂与铜熔体接触的机会增加了。因此，采用此装置可提高还原作业效率、减少还原剂消耗量及消除堵塞故障。

附图说明

图1是本发明装置的连接示意图。

其中1-还原剂入口，2-还原剂仓出口控制阀，3,4-流态风管，5,6-喷射风管，7-总气源管，8,9-调压阀，10,11,12,13,14,15,18,19-手动阀，16,17-压力表。