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1.本發(fā)明涉及一種大型側(cè)吹熔煉爐及熔煉方法，屬于冶煉設(shè)備及冶煉方法領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

2.側(cè)吹熔煉爐是一個具有固定爐床、橫截面為矩形的豎爐，現(xiàn)有側(cè)吹熔煉爐為雙室結(jié)構(gòu)，兩個爐室沿爐體長度方向排布，底部連通，上部被水冷爐渣隔墻分離。大的爐室為反應(yīng)區(qū)，小的爐室為貧化區(qū)；反應(yīng)區(qū)的兩側(cè)墻下部各設(shè)有一排一次風口，爐頂設(shè)有若干下料口和一個煙氣出口，煙氣出口設(shè)于爐頂靠近貧化區(qū)的一端。

3.目前側(cè)吹熔煉爐已經(jīng)成為最具競爭力的一種銅冶煉熔煉窯爐。但基于其反應(yīng)機理和工況特點，側(cè)吹熔煉爐反應(yīng)區(qū)爐床寬度固定在 2-2.5m之間，爐體縱向截面的結(jié)構(gòu)和尺寸已趨于最優(yōu)，并無大的變化，只能通過爐體長度的調(diào)整來適應(yīng)不同的產(chǎn)能。因此，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)側(cè)吹熔煉爐多應(yīng)用于年產(chǎn)能為5-25萬噸陰極銅的銅冶煉生產(chǎn)線。如果將現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的側(cè)吹熔煉爐應(yīng)用于產(chǎn)能超過30萬噸/年以上的銅冶煉生產(chǎn)線，只能通過進一步加長爐體、增加一次風口和下料口數(shù)量來實現(xiàn)，存在的問題是：

4.(1)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)側(cè)吹熔煉爐的煙氣出口位于反應(yīng)區(qū)內(nèi)的一端頂部，反應(yīng)區(qū)熔體液面以上、爐頂以下的空間為爐內(nèi)煙氣通道，通過爐內(nèi)煙氣通道的煙氣量過大，煙氣流速高，導(dǎo)致煙氣自下料口外溢散，同時會增加熔煉爐的煙塵率。

5.(2)反應(yīng)區(qū)和貧化區(qū)加長，爐體總長過大，受熱后的膨脹量大，不利于爐體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

6.(3)爐渣向貧化區(qū)運移的距離長，經(jīng)過的風口數(shù)量多，爐渣會過吹，易發(fā)生泡沫渣噴發(fā)事故。

7.(4)現(xiàn)有的側(cè)吹熔煉爐大多使用水冷煙道，容易爆管，安全隱患大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

8.基于現(xiàn)有側(cè)吹熔煉爐通過進一步加長爐體、增加一次風口和下料口數(shù)量來進一步提高產(chǎn)量存在的一系列問題，本發(fā)明的第一個目的在于提供一種新型的側(cè)吹熔煉爐，以實現(xiàn)其大型化應(yīng)用。

9.本發(fā)明的第二個目的在于提供一種熔煉方法。

10.本發(fā)明的第一個目的由如下技術(shù)方案實施：

11.一種大型側(cè)吹熔煉爐，其包括爐體、煙道和下料單元；

12.所述爐體為單室結(jié)構(gòu)，包括從下到上的爐缸、爐身、爐膛和爐頂，在所述爐身內(nèi)部兩側(cè)墻之間豎直設(shè)置兩道爐渣隔墻，所述爐身被兩道所述爐渣隔墻貫穿，分隔出一個貧化區(qū)和兩個反應(yīng)區(qū)，貧化區(qū)位于兩道爐渣隔墻之間的爐身內(nèi)，兩個反應(yīng)區(qū)位于兩道爐渣隔墻相對外側(cè)的爐身內(nèi)；

13.在兩個所述反應(yīng)區(qū)的兩側(cè)水平設(shè)置一次風口；

14.在所述爐缸的一端設(shè)有虹吸道，所述虹吸道的出口高于所述爐渣隔墻的底面；在

所述貧化區(qū)的一側(cè)設(shè)有排渣口；

15.在所述爐頂上部，位于所述爐身貧化區(qū)正上方的位置設(shè)有與所述爐膛連通的煙道；

16.在所述爐頂上部，所述煙道兩端各設(shè)有一套與所述爐膛連通的下料單元。

17.進一步的，所述一次風口通過支管與富氧空氣總管連接，每個反應(yīng)區(qū)的富氧空氣總管分別設(shè)置有流量計；一次風口由圓錐臺形銅水套制成，浸沒于渣層內(nèi)，與所述排渣口底面的高差為300-600mm，風口通徑為38-42mm。

18.進一步的，所述爐缸由爐底、爐缸端墻、爐缸側(cè)墻圍成，所述爐底為耐火磚砌筑的反拱形結(jié)構(gòu)，所述爐缸側(cè)墻之間的距離為 1700-2200mm，爐缸的高度為700-1300mm，爐缸端墻和爐缸側(cè)墻頂面向下300-400mm的位置由平板銅水套和耐火磚混合砌筑。

19.進一步的，所述虹吸道為一個傾斜向上的孔道，自所述爐缸端墻的底部向上、向外傾斜延伸，并貫穿所述爐缸端墻，爐缸端墻之外的所述虹吸道周圍的耐火磚厚度不小于500mm，所述虹吸道的傾角為 25-35

°

，高度h5為1100-1800mm。

20.進一步的，爐身由銅水套制成的爐身側(cè)墻和爐身端墻圍成，爐身側(cè)墻分為豎直設(shè)置的下段爐身側(cè)墻和傾斜設(shè)置的上段爐身側(cè)墻，下段爐身側(cè)墻的頂部與上段爐身側(cè)墻的底部對齊設(shè)置；兩側(cè)下段爐身側(cè)墻的間距比爐缸側(cè)墻之間的距離大300mm，上段爐身側(cè)墻頂部之間的距離與爐膛的最小寬度相等；爐身高度h2為2500-4000mm。

21.進一步的，爐身側(cè)墻、爐身端墻和爐渣隔墻由多塊銅水套拼接而成，位于爐內(nèi)的銅水套表面水平設(shè)有多排大燕尾槽，在相鄰大燕尾槽之間水平設(shè)有小燕尾槽；所述大燕尾槽內(nèi)嵌設(shè)有耐火磚，耐火磚凸出于對應(yīng)的銅水套表面，相鄰耐火磚之間形成的溝槽及小燕尾槽內(nèi)填充有澆筑料。

22.進一步的，所述爐渣隔墻底部中間設(shè)有拱形的爐渣通道。

23.進一步的，所述排渣口由u形銅水套制成，其底面高度高于爐渣隔墻的底面600-900mm。

24.進一步的，貧化區(qū)內(nèi)的所述爐身側(cè)墻上也設(shè)有一次風口。

25.進一步的，所述爐膛由耐火磚砌筑的爐膛端墻和爐膛側(cè)墻圍成，所述爐膛的高度h3為2000-3200mm，寬度為3000-4500mm，爐膛側(cè)墻的內(nèi)側(cè)為階梯形，爐膛側(cè)墻中間部分高度h4為2800-4000mm，爐膛側(cè)墻和爐膛端墻底面向上1000-1500mm的區(qū)域由平板銅水套和耐火磚混合砌筑，兩個所述爐膛端墻上均設(shè)有觀察口，兩個所述爐膛側(cè)墻上各設(shè)有一排二次風口。

26.進一步的，所述爐頂包括分設(shè)于所述爐膛頂部兩端的兩套爐蓋，兩套所述爐蓋之間設(shè)有所述煙氣出口，所述煙氣出口與所述煙道連通；

27.爐蓋包括若干塊內(nèi)襯耐火材料的拱形鋼制水套，所述鋼制水套在爐體長度方向上并排設(shè)置，每套爐蓋都設(shè)有若干個下料口和二次風口，所述下料口設(shè)置在所述爐蓋的拱頂處，且間隔布置在不同的鋼制水套上，并與下料單元的下料斗連接，二次風口設(shè)在無下料口的單塊拱形鋼制水套上，每塊兩個。

28.進一步的，每套所述下料單元包括下料皮帶、犁式卸料器和下料斗，所述下料斗的出口與所述下料口連通，每套所述下料單元的上游依次連接輸送皮帶、計量皮帶和料倉，共同構(gòu)成兩套獨立的給配料單元；每套給配料單元單獨計量、配料，分別向兩套爐頂蓋的下料

口輸送配好的爐料。

29.進一步的，所述煙氣出口是由下部煙氣隔墻和上部煙氣圍墻組成的銅水套結(jié)構(gòu)，所述煙氣隔墻被所述爐蓋和所述爐膛側(cè)墻夾持，伸入并貫穿所述爐膛。

30.進一步的，所述煙道設(shè)于所述煙氣出口上部，由耐火材料砌筑而成，其底面與煙氣出口的頂面之間留有間隙。

31.進一步的，所述“平板銅水套和耐火磚混合砌筑”為在爐墻中砌入若干層與耐火磚厚度相等的平板銅水套，平板銅水套和耐火磚由耐火泥粘結(jié)為整體，不需要設(shè)置支撐或固定平板銅水套的機構(gòu)，每兩層平板銅水套之間砌筑2-5層耐火磚，平板銅水套的寬度不大于爐墻的厚度，不小于300mm。

32.進一步的，所述爐膛與爐身頂部之間留有間隙。

33.本發(fā)明的第二個目的由如下技術(shù)方案實施：

34.一種熔煉方法，銅精礦、返料、燃料、熔劑等爐料經(jīng)所述給配料單元單獨計量、配料，分別輸送至所述兩個反應(yīng)區(qū)內(nèi)，具體過程如下：不同爐料分置于每套所述給配料單元的不同料倉內(nèi)，經(jīng)料倉下部可調(diào)速的計量皮帶匯入輸送皮帶完成爐料的計量和配料，配好的爐料經(jīng)輸送皮帶和下料皮帶輸送至爐頂上部的下料斗處，置于每個下料斗側(cè)的犁式卸料器將下料皮帶上的一部分爐料刮入下料斗，全部爐料經(jīng)若干個與下料斗連接的下料口進入爐內(nèi)反應(yīng)區(qū)。含銅物料(銅精礦和返料) 的下料量根據(jù)其含銅量、生產(chǎn)線產(chǎn)能、銅回收率和側(cè)吹熔煉爐的作業(yè)時間計算。燃料下料量根據(jù)爐溫確定。熔劑下料量根據(jù)爐渣含鐵量和渣型的鐵硅比計算。

35.富氧空氣(一次風)總量經(jīng)所述位于富氧空氣總管上的流量計單獨計量后通過所述一次風口分別鼓入兩個所述反應(yīng)區(qū)的渣層，劇烈地攪動所述一次風口上方的熔體，迅速完成爐料的熔化、氧化和造渣，冰銅密度大、落入所述爐缸形成冰銅層，爐渣密度小、浮于冰銅層上部形成渣層，反應(yīng)生成的冶煉煙氣進入所述爐膛；

36.每個反應(yīng)區(qū)的富氧空氣總流量、冰銅產(chǎn)量、爐渣產(chǎn)量、爐渣含鐵量和煙氣量根據(jù)冶金計算確定；

37.綜上，兩個所述反應(yīng)區(qū)的富氧空氣流量和爐料的下料量分別計量、控制，相當于分別控制兩個中小型側(cè)吹熔煉爐，產(chǎn)出冰銅、爐渣和煙氣。

38.兩個反應(yīng)區(qū)內(nèi)所述一次風口下部的爐渣在虹吸作用下經(jīng)所述爐渣隔墻底部進入爐身內(nèi)部的所述貧化區(qū)，爐渣在自下向上的流動、擴散過程得以進一步貧化，降低渣含銅，貧化后的爐渣上升至所述排渣口后連續(xù)溢流排出。

39.落入所述爐缸下部的冰銅通過所述虹吸道連續(xù)放出，根據(jù)冰銅、爐渣成分和所述排渣口的高度，調(diào)整所述虹吸道的高度，從而使冰銅層的高度低于爐渣隔墻。

40.兩個所述反應(yīng)區(qū)的冶煉煙氣分別進入兩個爐內(nèi)煙氣通道(所述爐蓋以下、熔體液面以上的空間)，以低流速在所述煙氣出口匯合后通過所述煙道進入余熱鍋爐，二次配風通過所述爐膛側(cè)墻和所述爐蓋的二次風口鼓入爐內(nèi)，煙氣中的單體硫和易燃物質(zhì)與二次配風混合、燃燒，煙氣中的懸浮顆粒、液滴在流動過程中，在爐頂二次風幕的作用下進一步沉降，以降低煙塵率。

41.通過鍋爐煙氣出口的殘氧率來控制二次配風的風量。

42.進一步的，所述返料指除銅精礦以外的其他含銅物料，如吹煉渣、煙灰、渣浮選銅

精礦。

43.進一步的，所述銅精礦品位為15-30％，冰銅品位為55-77％，鐵硅比為1.5-2.5，爐溫為1200-1350℃。

44.進一步的，燃料率為1-5％，所述一次風鼓風壓力為0.1-0.13mpa，一次風氧濃為70-90％，二次風的鼓風壓力為15-25kpa，二次風氧濃為15-80％，爐渣含銅為1-2.5％，煙塵率為1-2％，殘氧率為2-4％。

45.補充說明：進一步的，反應(yīng)區(qū)長度的確定：風口承受的熔體背壓可計算，富氧空氣總流量已知，根據(jù)上述參數(shù)可計算出每個風口的富氧空氣流速和風口數(shù)量。風口之間的間距為600mm，進而可根據(jù)風口數(shù)量計算出爐身反應(yīng)區(qū)的長度。進一步的，貧化區(qū)長度的確定：根據(jù)爐渣產(chǎn)量、貧化時間計算出爐身貧化區(qū)內(nèi)的爐渣體積，再由爐渣體積、爐身寬度和排渣口底面與爐渣隔墻底面的高差計算。

46.進一步的，爐身長度等于兩個反應(yīng)區(qū)的長度、爐渣隔墻的厚度、貧化區(qū)長度之和，爐缸長度等于爐身長度，爐膛長度等于爐身長度。

47.本發(fā)明的優(yōu)點：

48.1.本發(fā)明的一種大型側(cè)吹熔煉爐適用于年產(chǎn)30-50萬噸陰極銅，或年產(chǎn)相應(yīng)規(guī)模陽極銅，或年產(chǎn)相應(yīng)規(guī)模粗銅的單條銅冶煉生產(chǎn)線 (以上不同產(chǎn)品的含銅比率不同，產(chǎn)能規(guī)模可根據(jù)含銅比率換算，為統(tǒng)一，下文述及的產(chǎn)能特指生產(chǎn)線的產(chǎn)品為陰極銅)。

49.2.爐體為單室結(jié)構(gòu)，煙氣出口位于爐頂?shù)膬商谞t蓋之間，爐內(nèi)的冶煉煙氣被分為兩部分，爐內(nèi)煙氣通道由一個變?yōu)閮蓚€，煙氣流速也相應(yīng)降低，煙氣不會外逸，改善了操作環(huán)境，同時有利于降低熔煉爐煙塵率，突破了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)側(cè)吹熔煉爐爐內(nèi)煙氣通道截面積的限制，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)側(cè)吹爐若要獲得與本發(fā)明相同的煙氣流速，需將爐內(nèi)煙氣通道的截面積加倍，導(dǎo)致爐體過高。

50.3.貧化區(qū)設(shè)置在煙氣出口的正下方，具有以下優(yōu)點：

51.(1)將側(cè)吹熔煉爐的反應(yīng)區(qū)一分為二，每個反應(yīng)區(qū)各配備一套給配料單元，入爐物料單獨計量、配料、輸送、下料，每個反應(yīng)區(qū)的富氧空氣總流量單獨計量，相當于將一個大型側(cè)吹熔煉爐分為兩個中小型側(cè)吹熔煉爐進行控制，產(chǎn)能10-25萬噸/年的中小型側(cè)吹熔煉爐的控制技術(shù)已成熟運用。

52.(2)爐渣自反應(yīng)區(qū)向貧化區(qū)的運移距離縮短，爐渣不過吹。

53.(3)爐體長度縮短了一個貧化區(qū)的長度，膨脹量小，爐體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強。

54.4.煙道為耐火材料砌筑而成，安全性高。

55.5.爐渣隔墻底部設(shè)有拱形爐渣通道，局部提升了爐渣隔墻的底部高度，適應(yīng)冰銅高度的波動；貧化區(qū)側(cè)墻設(shè)置了一次風口，該一次風口正常作業(yè)時被封堵，當爐渣溫度低、流動性不好時，打開通入富氧空氣，利用反應(yīng)熱提高貧化區(qū)的溫度，使爐渣能夠順利流動；以上兩點增加了熔煉爐的容錯能力。

56.6.爐缸和爐膛的關(guān)鍵部位由耐火磚和銅水套混合砌筑，使其能夠承受1350℃高溫熔體和煙氣的侵蝕、沖刷，爐墻保留厚度大，提高了爐體的使用壽命和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

57.7.排渣口為一個u形銅水套，能夠耐受1350℃高溫爐渣的沖刷、侵蝕，不需熱修。

58.8.爐身側(cè)墻和爐身端墻內(nèi)側(cè)鑲磚、澆筑，覆蓋了銅水套之間的安裝間隙，避免了開爐初期的熔體從安裝間隙泄露，銅水套不與熔體和煙氣直接接觸，利于降低爐體熱損失并

增加了銅水套的使用壽命。

59.9.爐頂蓋設(shè)置二次風口，不易被噴濺熔體掛渣堵塞，二次風噴向爐內(nèi)熔體并形成多道風幕，對懸浮液滴和粉塵具有很強的阻擋和收集作用，有利于進一步減低熔煉爐的煙塵率和燃料率。

60.10.爐身與爐膛之間留有間隙，煙氣出口與上升煙道之間留有間隙，避免爐體受熱膨脹后，爐身和煙氣出口擠壓變形。

附圖說明：

61.為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

62.圖1為實施例1大型側(cè)吹熔煉爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

63.圖2為圖1的縱截面圖(不包含煙道和下料單元)；

64.圖3為圖1的另一個縱截面圖(不包含煙道和下料單元)；

65.圖4為實施例1大型側(cè)吹熔煉爐的俯視圖(不包含煙道和下料單元)；

66.圖5為圖1的a處放大示意圖；

67.圖6為圖1的b處放大示意圖；

68.圖7為圖1的c處放大示意圖；

69.圖8為圖2的d處放大示意圖；

70.圖9為圖8去除耐火磚和澆筑料的示意圖。

71.圖中：爐體1，爐缸1.1，爐底1.1.1，爐缸端墻1.1.2，爐缸側(cè)墻 1.1.3，爐身1.2，爐身端墻1.2.1，爐身側(cè)墻1.2.2，爐膛1.3，爐膛端墻1.3.1，爐膛側(cè)墻1.3.2，觀察口1.3.3，爐頂1.4，爐蓋1.4.1，煙氣出口1.4.2，煙氣圍墻1.4.3，煙氣隔墻1.4.4，煙道2，下料單元3，下料皮帶3.1，犁式卸料器3.2，下料斗3.3，爐渣隔墻4，一次風口5，二次風口6，虹吸道7，排渣口8，下料口9，貧化區(qū)10，反應(yīng)區(qū)11，爐渣通道12，支管13，富氧空氣總管14，流量計15，銅水套16，耐火磚17，澆筑料18，大燕尾槽19，小燕尾槽20。

具體實施方式：

72.下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

73.實施例1：

74.一種應(yīng)用于年產(chǎn)40萬噸陰極銅生產(chǎn)線的大型側(cè)吹熔煉爐，其包括爐體1、煙道2和下料單元3；

75.爐體1為單室結(jié)構(gòu)，包括從下到上的爐缸1.1、爐身1.2、爐膛 1.3和爐頂1.4，在爐身1.2內(nèi)部兩側(cè)墻之間豎直設(shè)置兩道爐渣隔墻4，爐身1.2被兩道爐渣隔墻4分為一個貧化區(qū)10和兩個反應(yīng)區(qū)11，貧化區(qū)10位于爐身中間，兩個反應(yīng)區(qū)11位于兩道爐渣隔墻4相對外側(cè)的

爐身1.2內(nèi)，對稱設(shè)置，規(guī)模相同；

76.在兩個反應(yīng)區(qū)11內(nèi)的爐身側(cè)墻1.2.2上水平設(shè)有一次風口5；

77.在爐缸1.1的爐缸端墻1.1.2上設(shè)有虹吸道7，虹吸道7的出口高于爐渣隔墻4的底端；在貧化區(qū)10內(nèi)的一側(cè)爐身側(cè)墻1.2.2上開設(shè)有排渣口8；

78.在爐頂1.4上部，位于爐身1.2貧化區(qū)10正上方的位置設(shè)有煙道 2；

79.在爐頂1.4上部，煙道2兩端各設(shè)有一套下料單元3。

80.一次風口5通過支管13與富氧空氣總管14連接，每個反應(yīng)區(qū) 11的富氧空氣總管14分別設(shè)置有流量計15；所有一次風口5由圓錐臺形銅水套制成，浸沒于渣層內(nèi)，與排渣口8底面的高差為 300-600mm，風口通徑為38mm。

81.爐缸1.1由爐底1.1.1、爐缸端墻1.1.2、爐缸側(cè)墻1.1.3圍成，爐底1.1.1為耐火磚砌筑的反拱形結(jié)構(gòu)，爐缸側(cè)墻1.1.3之間的距離為 2200mm，爐缸1.1高度h1為1300mm，爐缸端墻1.1.2和爐缸側(cè)墻 1.1.3頂面向下300-400mm的位置由兩層平板銅水套16和耐火磚17 混合砌筑。

82.虹吸道7為一個傾斜向上的孔道，自所述爐缸端墻1.1.2的底部向上、向外傾斜延伸，并貫穿所述爐缸端墻1.1.2，爐缸端墻1.1.2之外的所述虹吸道7周圍的耐火磚厚度不小于500mm，所述虹吸道7 的傾角為30

°

，高度h5為1700mm。

83.爐身1.2置于爐缸1.1之上，由銅水套制成的爐身側(cè)墻1.2.2和爐身端墻1.2.1圍成，爐身側(cè)墻1.2.2分為豎直設(shè)置的下段爐身側(cè)墻和傾斜設(shè)置的上段爐身側(cè)墻，下段爐身側(cè)墻1.2.2的頂部與上段爐身側(cè)墻 1.2.2的底部對齊設(shè)置；兩側(cè)下段爐身側(cè)墻1.2.2的間距為2500mm，上段斜置的兩側(cè)爐身側(cè)墻1.2.2的最大間距為3900m；爐身1.2的高度h2為3000mm。

84.爐身側(cè)墻1.2.2、爐身端墻1.2.1和爐渣隔墻4由多塊銅水套拼接而成，位于爐內(nèi)的銅水套表面水平設(shè)有多排大燕尾槽19，在相鄰大燕尾槽19之間水平設(shè)有小燕尾槽20；大燕尾槽19內(nèi)嵌設(shè)有耐火磚，耐火磚凸出于對應(yīng)的銅水套表面，相鄰耐火磚之間形成的溝槽及小燕尾槽20內(nèi)填充有澆筑料18。爐身貧化區(qū)10的長度為6000mm，爐身 1.2的總長為33000mm。

85.爐渣隔墻4底部中間設(shè)有拱形的爐渣通道12。

86.排渣口8由u形銅水套制成，其底面高度高于爐渣隔墻4的底面700mm。

87.貧化區(qū)10的另一側(cè)側(cè)墻設(shè)有2個一次風口5。

88.爐膛1.3位于爐身1.2之上，由爐膛端墻1.3.1和爐膛側(cè)墻1.3.2 圍成，爐膛1.3的高度h3為3000mm，最大寬度為4500mm，最小寬度為3900mm，爐膛側(cè)墻的內(nèi)側(cè)1.3.2為階梯形，每步臺階的寬度為 75mm，煙氣出口下部爐膛側(cè)墻的高度h4為3800mm，爐膛側(cè)墻1.3.2 和爐膛端墻1.3.1底面向上1000-1500mm的區(qū)域由4層平板銅水套16 和耐火磚17混合砌筑，兩個爐膛端墻1.3.1上各設(shè)有一個觀察口1.3.3，兩個煙道下部的爐膛側(cè)墻1.3.2上各設(shè)有一排二次風口6。

89.爐膛1.3底面與爐身1.2的頂面之間留有間隙，間隙處填充有可壓縮的耐火材料，如耐火纖維板。

90.爐頂1.4置于爐膛1.3之上，包括分設(shè)于爐膛1.3頂部兩端的兩套對稱設(shè)置的爐蓋1.4.1，兩套爐蓋1.4.1之間設(shè)有煙氣出口1.4.2，煙氣出口1.4.2位于爐頂中間并與煙道2連通；

91.爐蓋1.4.1包括若干塊內(nèi)襯耐火材料的拱形鋼制水套，鋼制水套在爐體1長度方向上并排設(shè)置，每套爐蓋1.4.1都設(shè)有4個下料口9 和14個二次風口6，下料口9間隔布置在拱頂處，并與下料單元3 的下料斗3.3連接，二次風口6設(shè)在無下料口9的單塊拱形鋼制水套上，每塊兩個。

92.爐頂1.4兩端的爐蓋1.4.1上分別設(shè)有兩套對稱設(shè)置的下料單元 3，每套下料單元3包括下料皮帶3.1、犁式卸料器3.2和下料斗3.3，下料斗3.3的出口與下料口9連通，每套下料單元3的上游依次連接輸送皮帶、計量皮帶和料倉，共同構(gòu)成兩套同等規(guī)模的給配料單元；每套給配料單元單獨計量、配料，分別向兩套爐蓋1.4.1的下料口9 輸送配好的爐料。

93.煙氣出口1.4.2為上部煙氣圍墻1.4.3和下部煙氣隔墻1.4.4構(gòu)成的銅水套結(jié)構(gòu)，煙氣隔墻1.4.4被所述爐蓋1.4.1和所述爐膛側(cè)墻1.3.2 夾持，伸入并貫穿爐膛1.3。

94.煙道2設(shè)于煙氣出口1.4.2的上部，由耐火材料砌筑而成，其底面與煙氣出口1.4.2的頂面之間留有間隙，間隙處填充有可壓縮的耐火材料，如耐火纖維板。

[0095]“平板銅水套16和耐火磚17混合砌筑”為在爐墻中砌入若干層與耐火磚17厚度相等的平板銅水套16，平板銅水套16和耐火磚17由耐火泥粘結(jié)為整體，不需要設(shè)置支撐或固定平板銅水套16的機構(gòu)，每兩層平板銅水套16之間砌筑2-5層耐火磚17，平板銅水套16的寬度不大于爐墻的厚度，不小于300mm。

[0096]

實施例2：

[0097]

利用實施例1所述的大型側(cè)吹熔煉爐吹煉銅精礦，包括將銅精礦、燃料、石英石熔劑經(jīng)所述給配料單元單獨計量、配料，分別輸送至所述兩個反應(yīng)區(qū)11內(nèi)；富氧空氣總量經(jīng)所述位于富氧空氣總管14 上的流量計15單獨計量后通過所述一次風口5分別鼓入兩個所述反應(yīng)區(qū)11的渣層，劇烈地攪動所述一次風口5上方的熔體，迅速完成爐料的熔化、氧化和造渣，冰銅密度大、落入所述爐缸1.1形成冰銅層，爐渣密度小、浮于冰銅層上部形成渣層，反應(yīng)生成的冶煉煙氣進入所述爐膛1.3；

[0098]

綜上，兩個所述反應(yīng)區(qū)的富氧空氣流量和爐料的下料量分別計量、控制，相當于分別控制兩個20萬噸/年產(chǎn)能側(cè)吹熔煉爐，產(chǎn)出冰銅、爐渣和煙氣。

[0099]

兩個反應(yīng)區(qū)11內(nèi)所述一次風口5下部的爐渣在虹吸作用下經(jīng)所述爐渣隔墻4底部進入爐身1.2中間的所述貧化區(qū)10，爐渣在自下向上的流動、擴散過程得以進一步貧化，降低渣含銅，貧化后的爐渣上升至所述排渣口8后連續(xù)溢流排出。

[0100]

落入所述爐缸1.1下部的冰銅通過所述虹吸道7連續(xù)放出，根據(jù)冰銅、爐渣成分和所述排渣口8的高度通過調(diào)整所述虹吸道7的高度來使冰銅層的高度低于爐渣隔墻4。

[0101]

兩個所述反應(yīng)區(qū)11的冶煉煙氣分別進入兩個爐內(nèi)煙氣通道(所述爐蓋1.4.1以下、熔體液面以上的空間)，以低流速在所述煙氣出口 1.4.2匯合后通過所述煙道2進入余熱鍋爐，二次配風通過所述爐膛側(cè)墻1.3.2和所述爐蓋1.4.1的二次風口6鼓入爐內(nèi)，煙氣中的單體硫和易燃物質(zhì)與二次配風混合、燃燒，煙氣中的懸浮顆粒、液滴在流動過程中，在爐頂二次風幕的作用下進一步沉降，以降低煙塵率。

[0102]

通過鍋爐煙氣出口測得的殘氧率來控制二次配風的風量。

[0103]

本實施例中，銅精礦的主要成分：銅含量22％，鐵含量27％，硫含量30％，二氧化硅含量10％；

[0104]

石英石熔劑的主要成分：二氧化硅含量95％；

[0105]

燃料的主要成分：固定碳含量83％；

[0106]

富氧空氣氧濃為85％，二次風氧濃為20％；

[0107]

每個反應(yīng)區(qū)的銅精礦下入量約為128t/h，每個反應(yīng)區(qū)的石英石熔劑下入量約為5t/h，每個反應(yīng)區(qū)的一次風量為28000-32000nm3/h；

[0108]

控制冰銅品位為75％，吹煉渣的鐵硅比為2；控制爐溫為 1300-1350℃，燃料率為1.5-2％；控制一次風鼓風壓力為0.12mpa，二次風的鼓風壓力為20kpa，控制殘氧率為3％，二次風量為 20000-30000nm3/h。

[0109]

經(jīng)熔煉，75％品位的冰銅產(chǎn)量約為1700t/d，爐渣產(chǎn)量為 3000-3500t/d，渣含銅為2％，煙氣量為120000-130000nm3/h，煙塵率為1.5％。

[0110]

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

[0111]

如：

[0112]

(1)渣室或煙氣出口1.4.2的位置調(diào)整，但其本質(zhì)仍然是通過渣室和煙氣出口1.4.2劃分出兩個相對獨立的反應(yīng)區(qū)11。

[0113]

(2)每個下料斗3.3的爐料單獨計量，或每個一次風口5的富氧空氣流量單獨計量，本發(fā)明已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)氧料比的合理控制，爐料和富氧空氣的單獨計量除了會大幅增加投資并不會產(chǎn)生其他有益效果。

[0114]

(3)微調(diào)某處具體結(jié)構(gòu)、排布方式或公布某處具體尺寸，如：一次風口5、二次風口6、虹吸道7、排渣口8、排空口等孔口的位置、尺寸；虹吸道7角度；渣口數(shù)量；平板銅水套16和耐火磚17混合砌筑的形式。本發(fā)明已經(jīng)說明了具體實施方法，實施單位可根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和場地條件等靈活調(diào)整，在此基礎(chǔ)上的調(diào)整和新參數(shù)的公布并不具備新穎性和創(chuàng)新性。

[0115]

(4)如果該爐配合ps轉(zhuǎn)爐等其他吹煉爐使用，也可在爐體1 兩端各設(shè)一個虹吸道7。

[0116]

(5)本發(fā)明未說明工藝控制細節(jié)，原因是側(cè)吹熔煉爐的工藝控制為成熟技術(shù)，并不是制約其大型化應(yīng)用的主因，所以任何新的專利申請在本專利方案的基礎(chǔ)上公布新的工藝控制參數(shù)并不具備新穎性和創(chuàng)新性。技術(shù)特征：

1.一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：其包括爐體、煙道和下料單元；所述爐體為單室結(jié)構(gòu)，包括從下到上的爐缸、爐身、爐膛和爐頂，在所述爐身內(nèi)部兩側(cè)墻之間豎直設(shè)置兩道爐渣隔墻，所述爐身被兩道所述爐渣隔墻貫穿，分隔出一個貧化區(qū)和兩個反應(yīng)區(qū)，貧化區(qū)位于兩道爐渣隔墻之間的爐身內(nèi)，兩個反應(yīng)區(qū)位于兩道爐渣隔墻相對外側(cè)的爐身內(nèi)；在兩個所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)的兩側(cè)水平設(shè)置一次風口；在所述爐缸的一端設(shè)有虹吸道，所述虹吸道的出口高于所述爐渣隔墻的底面；在所述貧化區(qū)內(nèi)的一側(cè)開設(shè)有排渣口；在所述爐頂上部，位于所述爐身貧化區(qū)正上方的位置設(shè)有與所述爐膛連通的煙道；在所述爐頂上部，所述煙道兩端各設(shè)有一套與所述爐膛連通的下料單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于，所述一次風口通過支管與富氧空氣總管連接，每個反應(yīng)區(qū)的富氧空氣總管分別設(shè)置有流量計；一次風口由圓錐臺形銅水套制成，與所述排渣口底面的高差為300-600mm，風口通徑為38-42mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：所述爐缸由爐底、爐缸端墻、爐缸側(cè)墻圍成，所述爐底為耐火磚砌筑的反拱形結(jié)構(gòu)，所述爐缸側(cè)墻之間的距離為1700-2200mm，所述爐缸的高度h1為700-1300mm，所述爐缸端墻和爐缸側(cè)墻頂面向下300-400mm的區(qū)域由平板銅水套和耐火磚混合砌筑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：所述虹吸道為一個傾斜向上的孔道，自所述爐缸端墻的底部向上、向外傾斜延伸，并貫穿所述爐缸端墻，所述爐缸端墻之外的所述虹吸道周圍的耐火磚厚度不小于500mm，所述虹吸道的傾角為25-35

°

，所述虹吸道出口距離所述爐缸底部的高度h5為1100-1800mm。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：所述爐身由銅水套制成的爐身側(cè)墻和爐身端墻圍成，所述爐身側(cè)墻分為豎直設(shè)置的下段爐身側(cè)墻和傾斜設(shè)置的上段爐身側(cè)墻，下段爐身側(cè)墻的頂部與上段爐身側(cè)墻的底部對齊設(shè)置；兩個下段爐身側(cè)墻的間距比爐缸側(cè)墻之間的距離大300mm，上段爐身側(cè)墻頂部之間的距離與所述爐膛的最小寬度相等；所述爐身的高度h2為2500-4000mm。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：所述爐身側(cè)墻、所述爐身端墻和所述爐渣隔墻由多塊銅水套拼接而成，位于爐內(nèi)的銅水套表面水平設(shè)有多排大燕尾槽，在相鄰大燕尾槽之間水平設(shè)有小燕尾槽；所述大燕尾槽內(nèi)嵌設(shè)有耐火磚，耐火磚凸出于對應(yīng)的銅水套表面，相鄰耐火磚之間形成的溝槽及小燕尾槽內(nèi)填充有澆筑料。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：所述爐渣隔墻底部中間設(shè)有拱形的爐渣通道。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：所述排渣口由u形銅水套制成，其底面高度高于所述爐渣隔墻的底面600-900mm。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：所述貧化區(qū)內(nèi)的所述爐身側(cè)墻上也設(shè)有一次風口。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：所述爐膛由爐膛端墻和爐膛側(cè)墻圍成，所述爐膛的高度h3為2000-3200mm，寬度為3000-4500mm，所述爐膛側(cè)墻的內(nèi)側(cè)為階梯形，所述煙道下部的所述爐膛側(cè)墻高度h4為2800-4000mm，所述爐膛側(cè)墻和爐膛端

墻底面向上1000-1500mm的區(qū)域由平板銅水套和耐火磚混合砌筑，兩個所述爐膛端墻上均設(shè)有觀察口，兩個所述爐膛側(cè)墻上各設(shè)有一排二次風口。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：所述爐頂包括分設(shè)于所述爐膛頂部兩端的兩套爐蓋，兩套所述爐蓋之間設(shè)有煙氣出口，所述煙氣出口與所述煙道連通；所述爐蓋包括若干塊內(nèi)襯耐火材料的拱形鋼制水套，所述鋼制水套在爐體長度方向上并排設(shè)置，每套爐蓋都設(shè)有若干個下料口和二次風口，所述下料口設(shè)置在所述爐蓋的拱頂處，且間隔布置在不同的鋼制水套上。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：每套所述下料單元包括下料皮帶、犁式卸料器和下料斗，所述下料斗的出口與所述爐蓋的下料口連通，每套所述下料單元的上游依次連接輸送皮帶、計量皮帶和料倉，構(gòu)成兩套獨立的給配料單元。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：所述煙氣出口是由下部煙氣隔墻和上部煙氣圍墻構(gòu)成的銅水套結(jié)構(gòu)，所述煙氣隔墻被所述爐蓋和所述爐膛側(cè)墻夾持，伸入并貫穿所述爐膛。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：所述煙道設(shè)于所述煙氣出口上部，由耐火材料砌筑而成，其底面與煙氣出口的頂面之間留有間隙。15.根據(jù)權(quán)利要求3或10所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：所述平板銅水套和耐火磚混合砌筑為在爐墻中砌入若干層與耐火磚厚度相等的平板銅水套，平板銅水套和耐火磚由耐火泥粘結(jié)為整體，不需要設(shè)置支撐或固定平板銅水套的機構(gòu)，每兩層平板銅水套之間砌筑2-5層耐火磚，平板銅水套的寬度不大于爐墻的厚度，不小于300mm。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型側(cè)吹熔煉爐，其特征在于：所述爐膛與爐身頂部之間留有間隙。17.根據(jù)權(quán)利要求1-16任一所述大型側(cè)吹熔煉爐的熔煉方法，其特征在于：銅精礦、返料、燃料、熔劑經(jīng)兩套所述給配料單元單獨計量、配料，分別輸送至所述兩個反應(yīng)區(qū)內(nèi)；富氧空氣經(jīng)位于富氧空氣總管上的流量計單獨計量后通過所述一次風口分別鼓入兩個所述反應(yīng)區(qū)的渣層，劇烈地攪動所述一次風口上方的熔體，迅速完成爐料的熔化、氧化和造渣，冰銅落入所述爐缸形成冰銅層，經(jīng)虹吸道連續(xù)放出；兩個反應(yīng)區(qū)內(nèi)所述一次風口下部的爐渣在虹吸作用下經(jīng)所述爐渣隔墻底部進入爐身內(nèi)部的所述貧化區(qū)，爐渣在自下向上的流動、擴散過程得以進一步貧化，降低渣含銅，貧化后的爐渣上升至所述排渣口后連續(xù)溢流排出；兩個所述反應(yīng)區(qū)的冶煉煙氣分別進入兩個爐內(nèi)煙氣通道，與二次風口配入的二次風混合，并燃燒煙氣中的單體硫和易燃物質(zhì)，經(jīng)爐頂風幕進一步降低煙塵率，冶煉煙氣最終以低流速在所述煙氣出口匯合后通過所述煙道進入余熱鍋爐。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述一種熔煉方法，其特征在于，所述返料指除銅精礦以外的其他含銅物料。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述一種熔煉方法，其特征在于，所述銅精礦品位為15-30％，所述冰銅品位為55-77％，鐵硅比為1.5-2.5，爐溫為1200-1350℃。20.根據(jù)權(quán)利要求17所述一種熔煉方法，其特征在于，燃料率為1-5％，所述一次風鼓風

壓力為0.1-0.13mpa，一次風氧濃為70-90％，二次風的鼓風壓力為15-25kpa，二次風氧濃為15-80％，殘氧率為2-4％。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種大型側(cè)吹熔煉爐，包括爐體、煙道和下料單元；爐體為單室結(jié)構(gòu)，包括從下到上的爐缸、爐身、爐膛和爐頂，在爐身內(nèi)部兩側(cè)墻之間豎直設(shè)置兩道爐渣隔墻，爐身被兩道爐渣隔墻分為一個貧化區(qū)和兩個反應(yīng)區(qū)，貧化區(qū)位于兩道爐渣隔墻之間的爐身內(nèi)，兩個反應(yīng)區(qū)位于兩道爐渣隔墻相對外側(cè)的爐身內(nèi)；本發(fā)明煙氣出口位于貧化區(qū)上方，爐內(nèi)的冶煉煙氣被分為兩部分，爐內(nèi)煙氣通道由一個變?yōu)閮蓚€，煙氣流速也相應(yīng)降低，突破了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)側(cè)吹熔煉爐爐內(nèi)煙氣通道截面積的限制。本發(fā)明貧化區(qū)設(shè)置在爐身內(nèi)部，將一個大型側(cè)吹熔煉爐分為兩個中小型側(cè)吹熔煉爐，化大為小，更容易控制。更容易控制。更容易控制。

技術(shù)研發(fā)人員：韓志 王國軍 江波 陳朝輝 王海濤 張孝田

受保護的技術(shù)使用者：赤峰金峰冶金技術(shù)發(fā)展有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.06.23

技術(shù)公布日：2022/12/22