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    2022-07-11 09:07:00发布者:admin

    奥斯麦特熔炼技术及内衬用耐火材料介绍

    奥斯麦特熔炼技术广泛应用于各种金属提取过程中,可熔炼铜精矿产生的铜砂.粗铅直接熔炼硫精铅矿生产.熔炼锡精矿生产的锡也可以处理冶炼厂的各种渣料和再生材料。奥斯麦特法在熔融池中的熔体-炉料-气体之间产生强烈的混合和混合,大大加强了热传递.质量在燃料需求和生产能力方面产生较高的经济效益,提高了质量传递和化学反应速率。奥斯麦特法的喷枪垂直浸没在熔渣层中,喷枪结构特殊,炉膛尺寸紧凑,整体设备简单。

    奥斯麦特技术是在原有的赛罗熔炼方法和艾萨熔炼方法的基础上,进行了大量的应用技术开发,特别是增加了喷枪外套,使炉内所需的二次燃烧风可以直接从同一喷枪喷入炉内,使熔池上方的金属蒸汽和未完全燃烧的碳颗粒能够充分燃烧,并被剧烈搅拌的熔体吸收,大大提高了炉内反应的热效率,提高了烟气的性质。

    奥斯特炉结构由炉壳组成.炉衬.炉底.炉墙.炉顶.喷枪.喷枪夹持架和升降装置.加料装置.上升烟道和产品出口。上升烟道的设计是确保烟气通畅,另一个是尽量防止粘结堵塞,确保粘结后易于清洁。烟道的结构形式为倾斜和垂直。烟道内衬耐火材料的目的是使进入烟道的熔渣流回炉膛。倾斜烟道粘结严重,不易清洁。垂直烟道是余热锅炉加热面的一部分,烟道内壁温度较低.烟尘易粘结,但粘结层易脱落,易清理。

    奥斯特炉熔炼速度快,生产率高,建筑投资少,生产成本低,对原材料适应性强,与现有设备配套灵活.操作方便,操作简单,自动化程度高,燃料适应范围广,劳动卫生条件好。但是炉子的使用寿命比较短,喷枪的保温需要柴油或者天然气,比较贵。

    1.奥斯麦特铅冶炼工艺流程
    1)车间布置


    图1所示的车间布局。
    图1注:铅冶炼车间布置
    2)铅冶炼工艺流程
    铅冶炼工艺如图2所示。从图2可以看出,在第一阶段(熔炼),铅精矿.将二氧化硅和石灰石与铅残渣和硫酸铅残渣混合添加到炉中。.喷枪空气.喷枪氧气和保护气体通过喷枪供应。在熔炼阶段,将增加所有阶段的烟尘。
    图2注:铅冶炼工艺流程
    铅金属及铅40wt.在这一阶段将产生%的残留物。当金属分阶段排除时,残留物将在下一阶段发生反应。当炉内残渣容量达到上限时,进料将暂停。熔化池将减少。首先,添加铅精矿和块煤(恢复1),然后只添加块煤(恢复2)。在这两个恢复阶段,残渣中的氧化铅含量降低,形成铅金属,残渣中的铅含量在工艺结束后从40开始wt.%降至5wt.%。如图3所示,氧化还原段加入材料的时间段。
    图3注:氧化还原段加料时段

    2.奥斯麦特炉结构概况
    如图4所示,奥斯麦特炉的结构分为三个部分:底壁(包括炉床和排放口).上壁和锥体。炉壳采用钢板轧制,按设计尺寸焊接。顶部包括喷枪口。.进料口.备用烧嘴口.取样口和余热锅炉口,如图5所示。
    图4注:奥斯麦特炉结构示意图
    图5注:奥斯麦特炉顶示意图
    所有的受热面都用耐火砖衬里。炉底主要由先进的粘土耐火砖和捣打混合物组成。除了出口周围区域外,炉壳和椎体的整个外表面都是水冷式,由垂直套管焊接在表面上。炉壳下部有一个出渣口和一个排铅口,周围有一个双套管(非垂直套管)。炉体由网格床结构支撑。

    1)排放口
    奥炉冶炼工艺产品可通过排放口排出。排放口可通过吹氧管或风镐打开。关闭排渣口“泥塞”通过泥炮人工关闭或喷入粘土关闭出口,包括金属出口、熔渣出口。
    奥林匹克炉使用的排放口包含两层(外部或内部)水冷铜挡板。排放口用于排出炉内的熔融物。如图6所示,排放挡板冷却系统在炉排放时冷却排放挡板。
    减少排放口插入物的腐蚀程度,保护水冷,减少内部排放口挡板后防火材料的磨损,停止排放后冷却熔体,帮助排放口关闭。
    图6注:奥斯麦特炉排放口示意图
    它是奥斯麦特炉磨损最快的部分之一,因为排放挡板的热循环非常快,腐蚀严重。排放挡板的水冷却可以降低其磨损率,从而降低更换它们的频率。奥运炉使用的插件是由加工过的石墨制成的,放置在带有弹簧的楔形系统中。在熔炉关闭之前或之前“紧急排放”使用金属排放口作为完全排放口,将熔炉中的熔融物全部排出。
    2)电热前床
    电热前床用于容纳奥炉产生的含铅量约5%的最终渣,最终渣通过渣槽流入20×3.162m?电加热前床、电加热前床使铅进一步沉淀到烟化炉进行锌渣烟化作业,设计渣高11.3m,沉淀的铅通过铅排放口排入铅袋,通过铅袋吊装注入铅罐。炉渣排放口定期将炉渣放入烟化炉中。在烟化炉检修过程中,床渣可以通过水淬火储存,然后返回烟化炉。电热前床通过三个石墨电极对炉渣进行保温,电源来自鼓风机房10kV在配电室中,通过控制延伸到前床的电极和前床变压器,通过位于9米高的三个绞车控制三个电极。
    3)风冷底板
    奥林匹克炉的底部由支撑在网格床上的钢底板组成。在熔炉的设计和安装过程中,保留了丰富的熔炉钢外壳的热膨胀。底部通过安装在炉床上的一层耐火材料进行保温。风冷防止底板因持续加热而变形。风冷是由自然对流产生的。开放式网床便于底部空气循环。因此,应特别注意底部不能覆盖、密封或关闭,如图7所示。
    图7注:风冷底板示意图
    4)水冷外壳
    炉内采用耐火衬里,外壳也需要冷却,以防止持续加热和变形。这种低强度的冷却方法对耐火衬里的热量影响不大,但只能冷却和固化外壳“热面”在耐火材料失效的情况下,保护外部钢外壳,为安全停炉赢得时间。水冷壳设计采用平行水冷环路设计,因此水冷系统可以在一个环路失效后继续运行,在可控条件下可以安全停炉。
    5)Ausmelt喷枪
    奥斯麦特喷枪结构如图8所示,内部由四个不锈钢同心套管组成。喷枪中的燃料(粉煤).混合氧风、喷枪风和套筒风将连接到各自的管道。喷枪一般可分为两个功能区:喷枪安装板上方和喷枪安装板下方。安装板上方提供工艺管道连接,对喷枪的提升和固定起着重要作用。支撑板的下部是插入熔炉的同心管。喷枪全长20.86m,炉内长度小于12.6m。其中,混氧风管最短,喷枪风管最长,套筒风管止于旋流器上方,粉煤管延伸至旋流器下方。
    图8注:喷枪示意图
    6)保温烧嘴
    保温烧嘴的作用有:一是烘烤和预热新炉衬;二是冷却;.热炉再热;三是拆除喷枪后的保温。炉子的压力一直保持在-250~50Pa(表面压力),火焰的形状保持长而窄是非常重要的,因为如果火焰直接影响炉壁,它将导致炉衬里的严重剥落。在到达炉子之前,长火焰也可以完全燃烧,以减少浪费。燃烧器将使用轻柴油作为其主要燃料来源,并使用空气作为燃料辅助材料。在炉膛加热过程中,燃烧器必须使用较大的燃烧空气流量和燃料流量来加热炉膛,从小火灾流量到加热结束的最大流量,以备用燃烧器“标称额定参数”确定炉温应保持在1200℃,提供的热量应足以补充炉内的总热量损失。炉内总热量损失不包括废气排放带走的热量。
    7)喷枪位置
    图9注:喷枪位置图
    如图9所示,喷枪位置示意图。
    位置1为停止位置。喷枪完全从炉子里缩回,喷枪内的物料流停止,对枪头进行内部检查。
    位置2为尖端进入位置。喷枪头部位于喷枪口。在从位置2下降的过程中,打开外部空气(喷枪风),确保喷枪的适当冷却。
    位置3为清洗位,主要功能是去除相应喷枪管道中的所有剩余燃料和氧气。
    位置4为点火位。进入喷枪燃料,然后喷枪着火。在位置4,喷嘴处于保温燃烧状态。
    位置5为保持位置。在保持条件下,喷枪可以保持炉子的工作温度。保温燃烧器工作时,不允许将喷枪降至5以下。
    位置6为飞溅位置,是最高位置的奥炉飞溅喷涂,主要是为了使喷枪挂渣,以达到隔热的目的,从而提高喷枪的使用寿命。
    位置7是指喷枪的操作位置“操作位”,包括喷嘴位置在6以下的所有位置,但一般不允许喷枪到达距离炉底150㎜处。
    3.奥斯特炉使用中存在的问题
    1)喷枪使用寿命短,材料价格昂贵
    奥斯特炉铅精炼是一种高温强化冶炼工艺,铅具有腐蚀性,同时采用喷煤技术,加速和缩短喷枪寿命。为了解决这个问题,使用喷枪的材料非常昂贵。
    2)烟气温度较高
    这使得烟气从炉中逸出时携带大量烟尘,增加了废气净化负荷。
    3)冶炼温度高
    炉子耐火材料消耗快,成本高。
    4.奥斯特炉的发展趋势
    1)加强喷枪冷却系统
    通过喷枪冷却,加速挂渣,从而利用渣层保护喷枪体。
    2)优化炉内结构
    烟气流动轨迹主要通过增加挡土墙等措施来改变,从而充分利用惯性除尘,放大重力除尘功能,减少烟尘量。
    3)引入溅渣保护炉
    充分利用渣层保护炉衬。

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