阅读说明：本技术 一种用于液态铜锍吹炼炼铜的富氧底吹吹炼炉 (Oxygen-enriched bottom blowing converting furnace for converting liquid copper matte into copper ) 是由 袁俊智 王新民 贺瑞萍 吴稳柱 蹇冬冬 刘华 于 2020-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供的一种用于液态铜锍吹炼炼铜的富氧底吹吹炼炉,其特征在于,包括炉体、氧枪、托座、拖圈、齿圈和驱动装置；所述炉体内壁设置炉砖,所述炉砖内限定有炉膛,所述炉体底面平齐且所述炉体上设置有加料口、出铜口、出烟口、排渣口和形成于炉体底部的氧枪插孔,在炉砖与氧枪插孔之间填充有氧枪砖,所述氧枪砖外侧设置有法兰盖冷却套,所述所述法兰盖冷却套上设置有与氧枪插孔配合的氧枪孔；所述氧枪依次穿过法兰盖冷却套上的氧枪孔、炉体底部上的氧枪将富氧气体吹入到所述炉腔内的冰铜层内。本发明采用循环冷却水的方式将氧枪砖传递出的热量带走,达到对氧枪砖的降温效果,高了氧枪和氧枪砖的使用寿命。(The invention provides an oxygen-enriched bottom blowing converting furnace for converting copper into liquid copper matte, which is characterized by comprising a furnace body, an oxygen lance, a bracket, a drag ring, a gear ring and a driving device, wherein the oxygen lance is arranged in the furnace body; the furnace body is characterized in that furnace bricks are arranged on the inner wall of the furnace body, a hearth is limited in the furnace bricks, the bottom surface of the furnace body is flush, a charging port, a copper outlet, a smoke outlet, a slag outlet and oxygen lance insertion holes formed in the bottom of the furnace body are formed in the furnace body, oxygen lance bricks are filled between the furnace bricks and the oxygen lance insertion holes, a flange cover cooling sleeve is arranged on the outer side of each oxygen lance brick, and oxygen lance holes matched with the oxygen lance insertion holes are formed in the flange cover cooling sleeve; the oxygen lance sequentially penetrates through an oxygen lance hole on the flange cover cooling sleeve and an oxygen lance on the bottom of the furnace body to blow oxygen-enriched gas into the matte layer in the furnace cavity. The invention takes away the heat transferred by the oxygen lance brick by adopting a circulating cooling water mode, achieves the effect of cooling the oxygen lance brick and prolongs the service life of the oxygen lance and the oxygen lance brick.)

一种用于液态铜锍吹炼炼铜的富氧底吹吹炼炉

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种用于液态铜锍吹炼炼铜的富氧底吹吹炼炉。

背景技术

从1968年氧气底吹转炉炼钢工业化算起，氧枪使用也有近50年的历史，有色冶金使用氧枪也有30年历史，至今，底吹氧枪的供气性能和寿命任然是关键问题。在富氧吹炼高品位热态物料过程中，氧枪及氧枪砖的使用寿命决定了需定期进行枪砖的更换，富氧底吹炉整体炉龄在12个月左右，而氧枪砖砖寿命仅有3～6个月。极大的影响了炉子的作业率，且增加了冶炼成本。

而氧枪以及氧枪砖等附属设施在整个富氧熔池底吹炉型中，是极为关键的部分，是底吹炼铜的核心技术，它的维护好坏直接决定炉体的周期寿命。但是在生产过程中氧枪和氧枪砖也是极易受到损伤，因此氧枪和氧枪砖使用寿命短的问题在整个铜冶炼行业中任然普遍存在。

华鼎铜业全底吹炼铜对氧枪和氧枪砖保护过程中现有的技术：

1、运用耐高温耐磨的钢材作为通气氧枪的枪身，调整枪身结构来调整送风效果。

2、使用耐高温冲刷的浸盐半再结合电熔镁铬砖。

3、氧枪中兑冷却气来达到降温。

现有改变枪身结构技术在熔炼底品位的底吹熔炼炉中效果较好，但随着后续炼铜品位的上涨，温度稍涨，氧枪砖难以挂渣，因此铜液对砖的侵蚀损耗也增强。氧枪通过兑风也能给氧枪降温，在底吹炼铜作业过程中，氧枪周边易形成保护氧枪头的蘑菇状的瘤节物，而瘤节物极易堵塞氧枪，枪眼送不进空气，冷却效果也差些，不利于保护枪砖。

发明内容

本发明针对上述存在的技术问题，提供了一种用于液态铜锍吹炼炼铜的富氧底吹吹炼炉，采用循环冷却水方式将氧枪砖传递出的热量带走，达到对氧枪砖的降温效果。

本发明采用的技术方案：

一种用于液态铜锍吹炼炼铜的富氧底吹吹炼炉，包括炉体、氧枪、托座、拖圈、齿圈和驱动装置；

其中，所述炉体内壁设置炉砖，所述炉砖内限定有炉膛，所述炉体底面平齐且所述炉体上设置有加热料口、加冷料口、出铜口、出烟口、排渣口和形成于炉体底部的氧枪插孔，在炉砖与氧枪插孔之间填充有氧枪砖，所述氧枪砖后端设置有水冷氧枪法兰盘，所述水冷氧枪法兰盘上设置有与氧枪插孔配合的氧枪孔；

其中，所述氧枪依次穿过水冷氧枪法兰盘上的氧枪孔以及炉体底部的氧枪插孔将富氧气体吹入到所述炉腔内的冰铜层内；

其中，所述拖圈套设在所述炉体上且可旋转地支撑在所述托座上，所齿圈套设在炉体上，且所述驱动装置与所述齿圈相连用于通过驱动所述齿圈转动所述炉体转动。

优选的，所述水冷氧枪法兰盘内部为绕着氧枪孔形成的环形空腔，所述水冷氧枪法兰盘的后端面上设置有进液口和出液口，通过进液口向环形空腔内注入冷却液，且温度升高后的冷却液从出液口排出。

优选的，所述水冷氧枪法兰盘的厚度为80mm。

优选的，所述进液口和出液口对称设置于氧枪孔的上下两侧，且所述进液口和出液口位于同一对角线上。

优选的，所述出液口和进液口分别通过金属软管与炉体循环水箱连接，其冷却液采用冷却水，通过环形空腔内的循环冷却水将氧枪砖传递出的热量带走。

优选的，所述氧枪砖采用耐火材料制成。

优选的，所述氧枪砖的前端为凸起结构且伸出炉砖约1cm，所述氧枪砖的后端设置有1cm后的填料，所述氧枪的氧枪口伸出氧枪砖约1cm。

优选的，所述炉体底部还设置有氧枪法兰盘，所述水冷氧枪法兰盘固定于氧枪法兰盖内。

优选的，所述氧枪端部下沿距离炉体底部的垂直高度为500mm，所述氧枪的氧枪口位于冰铜层与粗铜层的交界处。

优选的，所述出铜口设置于炉体的端面底部，所述排渣口设置在与出铜口相对的炉体的端面上，且所述排渣口位于炉体的端面中心位置处，所述加料口与出烟口均位于炉体的顶部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的用于液态铜锍吹炼炼铜的富氧底吹吹炼炉通过在氧枪插孔与炉砖之间设置的氧枪砖对氧枪进行保护，其次，在氧枪砖外侧设置法兰盖冷却套，采用循环冷却水的方式将氧枪砖传递出的热量带走，达到对氧枪砖的降温效果，高了氧枪和氧枪砖的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种用于液态铜锍吹炼炼铜的富氧底吹吹炼炉的结构示意图；

图2为A处的放大图；

图3为水冷氧枪法兰盘的正视图；

图4为图3的B-B方向的示意图；

图5为图2的侧面剖视图。

其中，1-炉体；2-炉砖；3-氧枪砖；4-氧枪；5-水冷氧枪法兰盘；501-氧枪孔；502-出液口；503-进液口；6-氧枪法兰盘；601-销孔；7-紧固销；8-排渣口；9-出铜口；10-出烟口；11-加冷料口；12-辅燃烧口；13-主燃烧口；14-拖圈；15-拖座；16-齿圈；17-驱动装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明具体公开了一种用于液态铜锍吹炼炼铜的富氧底吹吹炼炉，如图1、2、3、4所示，该吹炼炉包括炉体1和氧枪4。

具体地，所述炉体1内壁设置炉砖2，所述炉砖2内限定有炉膛，所述炉体1底面平齐且所述炉体1上设置有加冷料口11、加热料口、出铜口9、出烟口10、排渣口8和形成于炉体1底部的氧枪插孔，在炉砖2与氧枪插孔之间填充有氧枪砖3，所述氧枪砖3后端设置有水冷氧枪法兰盘5，所述水冷氧枪法兰盘5上设置有与氧枪插孔配合的氧枪孔501。

其中，所述氧枪4依次穿过水冷氧枪法兰盘5上的氧枪孔501、炉体1底部上的氧枪插孔将富氧气体吹入到所述炉腔内的冰铜层内，由于冰铜层是反应区域，维持较高的温度(1200℃)，并且温度变化波动小，对氧枪4的损耗小。可以理解的是，氧枪4将风氧可以直接送至反应区，造渣过程快，能及时排渣，降低渣过吹造成的鼓炉事故。氧枪***炉腔的具体深度可根据氧气底吹熔炼的参数(例如熔体的深度)设定。

本发明将水冷氧枪法兰盘5设置于氧枪4处，而底吹吹炼炉隔段时间就需要转出炉体进行更换氧枪4，并且测量氧枪砖3厚度，当发现氧枪砖4损耗到一定的程度，就要对其进行更换，水冷氧枪法兰盘5位于氧枪砖4外端，因此，水冷氧枪法兰盘5通过氧枪法兰盖6固定在炉体1上，通过拆卸氧枪法兰盖6，可轻松取下水冷氧枪法兰盘。

安装水冷氧枪法兰盘5时，先将氧枪法兰盖6通过焊接固定在炉壳上，其上面焊接销孔601，安装时在氧枪砖3的后端打上1公分厚的填料，再将水冷氧枪法兰盘5平整地放入，最后将紧固销7***氧枪法兰盖6上的销孔601，达到固定效果。氧枪砖3本身间隙小，而其后方又打上填料，密封性非常好，不存在泄露熔体的问题。而通过紧固销7的固定也是便于间断性地更换氧枪砖3，节约检修时间。

再图2所示，氧枪4的端面以及氧枪砖3的端面不与炉砖2齐平，安装时氧枪砖3要比炉砖2略长1公分左右，氧枪4要比氧枪砖3略长1公分左右，主要原因是生产过程中，氧枪4周围区域是易烧损部位，损坏到一定程度就需要更换整套氧枪砖3。氧枪4相对于氧枪砖3更易烧损，因此这种安装方法，即使氧枪4和氧枪砖3有所烧损，但是不会在氧枪4周边凹下大坑，导致影响氧枪4供气，这样更加有利于保护氧枪4及氧枪砖3，保证氧枪4在供气过程中平稳与顺畅。

再参照图3和图4所示，所述水冷氧枪法兰盘5内部为绕着氧枪孔501形成的环形空腔，所述水冷氧枪法兰盘5的外侧壁上设置有进液口503和出液口502，所述进液口503和出液口502对称设置于氧枪孔501的上下两侧，且所述进液口503和出液口502位于同一对角线上，所述出液口502和进液口503分别通过金属软管与炉体循环水箱连接。具体地，通过进液口503向环形空腔内注入冷却水，且温度升高后的冷却水从出液口502排出，通过环形空腔内的循环水路将氧枪砖传递出的热量带走，达到对氧枪砖3的降温效果。

随着冰铜品位上涨，炉内氧化、还原气氛增强，炉内温度升高，氧枪反应区温度能达到1250-1300摄氏度，判断法兰片水套是否对氧枪及氧枪砖的保护效果，可以从其降温效果，每次转出炉的氧枪和氧枪砖的损耗程度来判断，设置法兰盖冷却套后，炉体降温效果情况如表一所示：

表一 炉体温度情况

结果表明：通过设置水冷氧枪法兰盘5可显著降低氧枪4区周边炉体1的温度，进而达到对氧枪4及其周围的氧枪砖3达到保护作用，减少了氧枪4和氧枪砖3的损耗，增长了起更换周期，强化了生产连续性，降低了生产成本。

氧枪4检查疏通周期平均约每俩天进行一次，氧枪砖3烧损超过50mm就必须进行更换，对比以前烧损数据，其氧枪砖3烧损情况如表二所示：表二 法兰盖冷却套设置前后氧枪砖烧损情况对比

结果表明：通过设置水冷氧枪法兰盘5可显著降低氧枪砖3的损坏情况，进而实现对氧枪4及其周围的氧枪砖3达到保护作用，减少了氧枪4和氧枪砖3的损耗，增长了起更换周期，强化了生产连续性，降低了生产成本。若是需要更换氧枪砖3，只需取下水冷氧枪法兰盘5即可。

参照图5所示，所述氧枪4的氧枪口下沿距离炉体1底部的垂直高度为500mm，生产过程中，氧枪喷射点处于冰铜层，吹炼冰铜。氧枪采用双通道，内通道通入氧气和压缩空气的混合气，外通道通入压缩空气，外通道压力高于内通道压力。当炉内粗铜达到500mm时，正处于氧枪口下沿位置，准备通过出铜口放铜，因为氧枪4吹炼冰铜，下方粗铜处于沉淀区域，搅动小，因此粗铜品质较高。氧枪风氧可以直接送至反应区，造渣过程快，能及时排渣，降低渣过吹造成的鼓炉事故。其次，由于冰铜层是反应区域，维持较高温度(1200℃)，并且温度变化波动小，对氧枪4的损耗小。实现了计划转炉从2天延长到5-7天，氧枪4损耗从每月13根减少为每月6-8根，并经过维修每支氧枪可以使用多次。氧枪砖3已经达到26天更换一次。

再参考图1所示，本发明的吹炼炉还包括托座15、拖圈14、齿圈16和驱动装置17。其中，拖圈14套设在炉体1上且可旋转地支撑在托座15上，齿圈16套设在炉体1的外表面上，驱动装置17与齿圈16相连用于通过驱动齿圈17转动而驱动炉体1转动。驱动装置17包括电机和减速机，电机带动减速机，减速机的驱动轴与齿圈，电机带动减速机的驱动轴，驱动轴驱动与其相连的齿圈16，炉体1在齿圈16的带动下在托座15上转动，由于炉体1可以转动，因此，便于更换氧枪以及其他操作。

进一步地，所述出铜口9设置于炉体1的端面底部，所述排渣口8设置在与出铜口9相对的炉体1的端面上，且所述排渣口8位于炉体的端面中心位置处，所述加冷料口、加热料口与出烟口均位于炉体1的顶部，加冷料口11和加热料口分别设置于炉体1上部的两端，且加热料口设置于出烟口10处。

进一步地，在炉体1相对端面上还分别设置有辅燃烧口12和主燃烧口13，炉子检修时，通入天然气燃烧释放热量对熔体进行保温或升温的作用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。