富氧吹炼装置及其方法

摘要

富氧吹炼装置，包括吹炼喷枪及喷枪支撑装置，吹炼喷枪包括吹炼气管、喷枪外管和位于喷枪外管与吹炼气管之间的中间隔管；喷枪支撑装置为半圆弧形的凹槽位于吹炼枪下方，凹槽内至少设有3对滚轮，吹炼喷枪枕在滚轮上。适合该富氧吹炼装置的吹炼方法为：1）倒渣后，将吹炼喷枪前端面伸至铜液面上方10～30cm处，通入氧气和空气的混合气，空气流量为4000～11000Nm3/h，空气气压0.3～0.4MPa，氧气流量为200～300Nm3/h，吹炼10～20分钟。2）将氧气流量减小为100～150Nm3/h，富氧吹炼10～20分钟。3)关闭氧气开关，进行空气吹炼，直至吹炼完成。使用该吹炼技术可以提高生产率、减轻工人劳动强度，延长吹炼喷枪的使用寿命。

权利要求

1.一种富氧吹炼装置的吹炼方法，其特征在于，所述富氧吹炼装置包括吹炼喷枪及喷枪支撑装置，所述吹炼喷枪包括吹炼气管、喷枪外管和位于喷枪外管与吹炼气管之间的中间隔管；所述喷枪外管的后端与中间隔管的后部、中间隔管的后端与吹炼气管后均通过连接法兰、螺栓相连接；所述中间隔管将喷枪外管、吹炼气管隔成环回冷却液通道，环回冷却液通道由封闭环封闭；在所述喷枪外管及中间隔管后部还设有冷却液进口接头和冷却液出口接头；所述喷枪支撑装置为半圆弧形的凹槽位于吹炼枪下方，凹槽内至少设有3对滚轮，吹炼喷枪枕在喷枪支撑装置的滚轮上；所述富氧吹炼装置的吹炼方法，包括以下步骤：3

1)吹炼炉倒渣作业后，打开循环冷却液开关，冷却液流量为27Nm/h，液压力为110～

160kPa，将吹炼喷枪伸至炉腔内，吹炼喷枪前端面离铜液液面10～30cm，在吹炼气管进口3

通入氧气和空气的混合气进行富氧吹炼，空气流量为4000～11000Nm/h，空气气压0.3～3

0.4MPa，氧气流量为200～300Nm/h，吹炼10～20分钟；

3

2)减小氧气流量，将氧气流量控制为100～150Nm/h，继续富氧吹炼10～20分钟；

3)关闭氧气开关，停止富氧吹炼，进行空气吹炼，直至吹炼完成。

2.根据权利要求1所述的富氧吹炼装置的吹炼方法，其特征在于，所述吹炼喷枪进入炉膛部分均采用高温合金材料。

说明书

富氧吹炼装置及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及冶炼技术领域，具体是一种富氧吹炼装置及其方法。

背景技术

[0002] 目前，粗铜生产工艺的吹炼操作主要有以下几种：

[0003] PS转炉吹炼。该技术在不停自转的炉体内完成整个吹炼过程，吹炼操作需经过吹炼造渣、吹炼脱硫两个周期。由于PS转炉的周期性间断操作，低空污染严重、生产自动化水平低，无法满足当今冶炼行业对环保的要求。

[0004] 奥斯麦特炉吹炼。利用奥斯麦特炉吹炼时，吹炼喷枪从炉顶垂直插入炉腔熔池的渣层内，熔渣在吹炼气体的强烈搅拌下首先氧化，通过渣层与铜水的氧交换而完成吹炼过程的氧化反应。由于吹炼时喷枪需浸没到渣层内，吹炼风对渣层的直接作用容易造成炉渣的泡沫化，导致严重的生产事故，吹炼风氧含量越大，炉渣泡沫化程度就越严重，而且，与炉渣的直接接触将腐蚀枪体表面，影响吹炼枪使用寿命。虽然，中国发明专利申请公开说明书CN101148705A公开了一种《一种吹炼炉富氧吹炼铜的方法》，对奥斯麦特炉吹炼技术做了优化，提出边加冷或热冰铜边吹炼、一周期采用富氧和二周期停止富氧方式，指出氧气压力大于内层风压时，枪位在吹炼位置允许采用富氧，内层压力大于氧气压力，停止富氧操作，进行空气吹炼；该专利还指出操作员需对不同阶段熔体层厚度判断和喷枪在炉内的实际搅动情况，综合控制喷枪枪位，保证喷枪将富氧空气吹入炉渣后炉渣能与冰铜充分搅拌。该技术虽在一定程度控制了泡沫渣的生成，但存在不足之处：一方面，吹炼作业时只有通过渣层与铜水的氧交换才能完成铜液的氧化反应，影响了吹炼效率；另一方面，操作比较繁琐，我们需随时根据氧气压力、内层风压的大小随时更换吹炼气体，而且，冶炼工人还需不停交替地添加冷或热冰铜，并根据炉内熔体层厚度改变喷枪位置，这无疑增加了工人的劳动强度。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于解决上述现有吹炼技术所存在的问题，提供了一种富氧吹炼装置及其方法，使用该技术可以提高生产率、减轻工人劳动强度，延长吹炼喷枪的使用寿命。

[0006] 本发明通过以下技术方案实现上述目的：

[0007] 富氧吹炼装置，包括吹炼喷枪及喷枪支撑装置，吹炼喷枪包括吹炼气管、喷枪外管和位于喷枪外管与吹炼气管之间的中间隔管，喷枪外管的后端与中间隔管的后部、中间隔管的后端与吹炼气管后均通过连接法兰、螺栓相连接；所述中间隔管将喷枪外管、吹炼气管隔成环回冷却液通道，环回冷却液通道由封闭环封闭；在所述喷枪外管及中间隔管后部还设有冷却液进口接头和冷却液出口接头；所述喷枪支撑装置为半圆弧形的凹槽位于吹炼枪下方，凹槽内至少设有3对滚轮，吹炼喷枪枕在喷枪支撑装置的滚轮上。

[0008] 吹炼喷枪进入炉膛部分最好采用高温合金材料。

[0009] 一种适合上述富氧吹炼装置的吹炼方法，包括以下步骤：

[0010] 1）吹炼炉倒渣作业后，打开循环冷却液开关，冷却液流量为27Nm3/h，液压力为110～160kPa，将吹炼喷枪伸至炉腔内，吹炼喷枪前端面离铜液液面10～30cm，在吹炼气
3
管进口通入氧气和空气的混合气进行富氧吹炼，空气流量为4000～11000Nm/h，空气气压
3
0.3～0.4MPa，氧气流量为200～300Nm/h，吹炼10～20分钟。

[0011] 2）减小氧气流量，将氧气流量控制为100～150Nm3/h，继续富氧吹炼10～20分钟。

[0012] 3)关闭氧气开关，停止富氧吹炼，进行空气吹炼，直至吹炼完成。

[0013] 由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

[0014] 1、采用分阶段富氧吹炼操作，缩短了吹炼时间，提高了生产率，公司吹炼时间由原来的1小时缩短到了40～50分钟。

[0015] 2、采用本发明吹炼装置，冶炼工人只需根据时间调整氧气流量，操作简便，大大地减轻了工人的劳动强度。

[0016] 3、由于吹炼喷枪进入炉膛部分采用高温合金材料，喷枪气管外围设有独特的冷却装置，而且作业时还不与金属液直接接触，因而吹炼喷枪的使用寿命较长。

附图说明

[0017] 图1为本发明富氧吹炼装置示意图。

[0018] 图2为吹炼喷枪全剖视图。

具体实施方式

[0019] 实施例1

[0020] 如图1、图2所示的富氧吹炼装置，富氧吹炼装置包括吹炼喷枪1及喷枪支撑装置2，吹炼喷枪1包括吹炼气管3、喷枪外管4和中间隔管5，中间隔管5位于喷枪外管4与吹炼气管3之间，喷枪外管4的后端与中间隔管5的后部、中间隔管5的后端与吹炼气管3后均通过连接法兰6、螺栓7相连接，中间隔管5将喷枪外管4、吹炼气管3隔成环回冷却液通道8，环回冷却液通道8中冷却液由封闭环9封闭，在喷枪外管4及中间隔管5后部还设有冷却液进口接头10和冷却液出口接头11，工作时，冷却液从冷却液进口接头10流入，冷却液流经环回冷却液通道8对吹炼喷枪1强制冷却，最后从冷却液出口接头11流出。

[0021] 喷枪支撑装置2为半圆弧形的凹槽12位于吹炼枪下方，凹槽12内至少设有3对滚轮13，吹炼喷枪1枕在喷枪支撑装置2的滚轮13上，在驱动的作用下，吹炼喷枪1进出吹炼炉炉腔，滚轮13随之转动以降低吹炼喷枪1进出的阻力。吹炼喷枪进入炉膛部分采用高温合金材料，延长了吹炼喷枪的使用寿命。

[0022] 适合上述富氧吹炼装置的吹炼方法，包括以下步骤：

[0023] 1）当入炉原料中掺杂了40%的精炼渣，入炉铜品位45%时。吹炼炉倒渣作业后，打3
开循环冷却液开关，冷却液流量为27Nm/h，液压力为110～160kPa，将吹炼喷枪伸至炉腔内，吹炼喷枪前端面离铜液液面10～30cm，具体位置视吹炼炉内铜液的飞溅情况而定，如铜液飞溅严重则增加吹炼喷枪前端面与铜液液面的距离，接着在吹炼气管进口通入氧气和
3
空气的混合气进行富氧吹炼，空气流量为4000～11000Nm/h，空气气压0.3～0.4MPa，氧
3
气流量为300Nm/h，吹炼维持20分钟。富氧气体射流通过吹炼喷枪头部高速喷出，卷吸炉内烟气冲刷炉内液态铜液，使铜液迅速氧化，此时，铜液、熔渣不与吹炼喷枪直接接触，不会腐蚀枪体，延长了吹炼喷枪的使用寿命。

[0024] 2）减小氧气流量，将氧气流量控制为150Nm3/h，继续富氧吹炼10分钟。

[0025] 3)关闭氧气开关，停止富氧吹炼，进行空气吹炼，直至吹炼完成。

[0026] 实施例2

[0027] 本实施例与实施例1的区别在于，入炉原料中未掺杂精炼渣，入炉铜品位70%时。富氧吹炼装置的吹炼方法，包括以下步骤：

[0028] 1）吹炼炉倒渣作业后，打开循环冷却液开关，冷却液流量为27Nm3/h，液压力为110～160kPa，将吹炼喷枪伸至炉腔内，吹炼喷枪前端面离铜液液面10～30cm，具体位置视吹炼炉内铜液的飞溅情况而定，如铜液飞溅严重则增加吹炼喷枪前端面与铜液液面的距离，接着在吹炼气管进口通入氧气和空气的混合气进行富氧吹炼，空气流量为4000～
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11000Nm/h，空气气压0.3～0.4MPa，氧气流量为200Nm/h，吹炼维持10分钟。富氧气体射流通过吹炼喷枪头部高速喷出，卷吸炉内烟气冲刷炉内液态铜液，使铜液迅速氧化，此时，铜液、熔渣不与吹炼喷枪直接接触，不会腐蚀枪体，延长了吹炼喷枪的使用寿命。

[0029] 2）减小氧气流量，将氧气流量控制为100Nm3/h，继续富氧吹炼20分钟。

[0030] 3)关闭氧气开关，停止富氧吹炼，进行空气吹炼，直至吹炼完成。