阅读说明：本技术 一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线 (Closed-running two-dimensional continuous smelting anode copper production line ) 是由 崔志祥 王智 王海滨 边瑞民 侯鹏 崔文昭 杜武钊 郑军涛 于鹏飞 陈永鑫 于 2019-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线,包括多元熔炼炉、火精炉、浇铸圆盘和导流槽。其特征是通过对多元熔炼炉和火精炉的喷枪布排方式、位置和射流方向及供气的种类和比值的动态调控,提高反应过程的烈度和深度,改善铜锍的运动模式和速率,由多元熔炼炉产出含铜75—78%的亚白冰铜,火精炉产生含铜高于99.2%的阳极铜。在多元熔炼炉、火精炉和浇铸圆盘之间设置封闭的导流槽,不间断的输运铜锍,完成阳极铜铸锭生产,与现有技术相比,本发明二次元连续冶炼阳极铜,使用生产设备少、布排安装紧凑、流程短、建设投资省、运转成本低、节能、环保、安全,因而,具有很好的推广使用价值。(The invention discloses a closed-running two-dimensional continuous anode copper smelting production line, which comprises a multi-element smelting furnace, a fire refining furnace, a casting disc and a diversion trench. The method is characterized in that the intensity and the depth of a reaction process are improved and the movement mode and the speed of copper matte are improved by dynamically regulating and controlling the arrangement mode, the position, the jet flow direction and the type and the ratio of gas supply of a multi-element smelting furnace and a fire refining furnace, wherein the multi-element smelting furnace produces the copper matte with 75-78% of copper, and the fire refining furnace produces the anode copper with the copper content higher than 99.2%. Compared with the prior art, the invention has the advantages that the anode copper is smelted in a secondary element continuous mode, the used production equipment is less, the arrangement and installation are compact, the flow is short, the construction investment is saved, the operation cost is low, the energy is saved, the environment is protected, and the safety is realized, so the invention has good popularization and use values.)

一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼，具体的说是一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线。

背景技术

作为人类最早创始、出现的铜冶炼技术发展到今天，世界各国、国内各大厂家，围绕高效、低耗、低污染的冶铜技术和工艺，进行着全方位的创新改造和竞争。目前的铜冶炼技术主要流程分为：熔池熔炼+PS转炉+阳极炉；闪速熔炼+闪速吹炼+阳极炉的三个独立单元，逐步完成阳极铜生产，这些冶炼方式和技术工艺存在的主要问题是：1、生产现场铺摊大，占用大量土地和厂房面积。2、对主要原料—铜矿石的品位、粒径、含水量等因素要求严格，所需生产设备、辅助设备、检测设备和检测技术繁多。3、流程长、环节多，环节间的衔接和连续过程劳动强度大、用人多、工作环境恶劣、对环境污染严重、治理难度大、成本高。4、生产主流程系统内主副产品的直收率低，造成物质资源、人力资源的损失和浪费。5、由于上述原因，使铜冶炼设施的建设和运转过程投资巨大，生产技术及环保、安全等附属技术多而高难、整体运营成本高。

本发明的目的是针对上述现状和问题，提供一种设施装配紧凑、流程短、生产过程直收率高、建设和运转成本低、节能、环保、安全的一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线，包括多元熔炼炉、火精炉、浇铸圆盘和导流槽。其特征是通过对多元熔炼炉的喷枪布排方式、位置和射流方向，及供气种类和比值的动态调控，提高炉内反应过程的烈度和深度，改善铜锍的运动模式和速率，由多元熔炼炉产出含铜75—78%的亚白冰铜。通过对火精炉的喷枪布排方式、位置和射流方向，及供气种类和比值的动态调控、制造纵向节段性差别性反应温度环境，完成亚白冰铜的氧化置换、氧化、氧化还原和除渣的反应过程，由火精炉产生含铜大于99.2%的阳极铜，多元熔炼炉与火精炉之间由封闭的导流槽联接沟通输运铜锍，火精炉与浇铸圆盘之间通过半程封闭的导流槽输放铜锍浇铸，形成连续封闭的二次元冶炼阳极铜流水线，此外，上述各部还具有以下具体形态结构和运转特征。

（1）所述多元熔炉为圆筒形卧式转炉，其炉壁上面中段偏向放锍口端设置数个加料口，靠近出渣端内侧设置主烟道，靠近放锍口端内侧设置副烟道，炉壁下面纵向中线的一侧设置两排向心方向、交错布排的底吹喷枪，同侧中下部一线设置数支等距布排的水平喷枪，一侧炉壁端墙中下部设置出渣口，另侧炉壁端墙底部设置放锍口。

（2）所述火精炉为两座并行排列，形态结构、容积、功能完全相同的圆筒形卧式转炉，其炉壁上面近注锍口端设置烟道，炉壁下面纵向中线的一侧设置两排向心方向，交错布排的底吹喷枪，同侧注锍口端中下部设置出渣口，一侧炉壁端墙的中下部设置注锍口，另侧炉壁端墙底部设置放锍口。

（3）所述多元熔炼炉和火精炉由设置于两端内侧的固定支撑架支撑固定，由附设于一端固定支撑架边的环形齿轮条通过电机驱动完成炉体的角度性旋转。

（4）所述喷枪为内外两层的套管结构，内外两层分别引出多个接口，分别连接氧气、空气、氮气、天然气气源，由控制室适时、精准控制和调整供气种类、速率和比值。

（5）所述浇铸圆盘为两台套周边设置若干铸槽，旋转速度与铜锍流供速率对应，交替完成注流、降温、凝结和起出铜锭过程的循环圆盘。

（6）所述导流槽是由订制U型耐火砖、保温填充料及钢板外壳组合的溜槽与设有烧嘴的槽盖组成的，连续输送铜锍的封闭或半封闭管路，通过近分叉处设有封堵阀的Y型结构导流槽实现多元熔炼炉与两座火精炉间的铜锍封闭交替输运，通过近交叉处设有封堵阀的X型结构导流槽实现两座火精炉与两台套浇铸圆盘间的铜锍半程封闭交替输注。

所述的一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线，其特征是在火精炉与浇铸圆盘之间的X型导流槽空间内设置隔离墙，为浇铸过程营造更具通透性、更易释放和散失开放浇铸和喷水降温过程所产热量的空间，并防止热浪和汽浪入侵和污染熔炼和精炼流程空间。

本发明的一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线与现有技术相比，具有生产设备少、布排安装紧凑、流程短、建设投资省、运转成本低、节能、环保、安全的特点，此外还具有以下众多优点：

1、本发明通过科学论证基础上的试验性实践，对熔炼炉和精炼炉的加料口、出渣口、放锍口、注锍口、烟道等的位置，径值进行符合冶铜运行规律的设置和改造，特别是对氧枪结构、布排位置和次序，射流方向和强度及供气种类和比值的动态调控，提高了熔炼炉熔融铜精矿的速率，加深和扩展了对矿石等物料的氧化广度和深度，使熔炼炉能够产出含铜量达到75—78%的亚白冰铜。通过提高精炼炉内节段性温度和旋流搅拌冲洗能力、延伸和强化精炼炉内氧化置换、氧化和还原反应，使精炼炉能够产出含铜量大于99.2%的阳极铜，由熔炼炉和精炼炉分割并承负了吹炼炉在冶铜流程中的功能和作用，使冶铜流程由三次元并作二次元，缩短了冶铜流程。为区别于现有技术，本发明将延伸和强化氧化范围的熔炼炉命名为多元熔炼炉，将节段性温差的精炼炉命名为火精炉，将输注气体速率、种类和比值调控范围更广的氧枪统称为喷枪，进一步揭示和突出本发明二步冶铜的实质性特点。

2、对多元熔炼炉底吹喷枪小角度、向心性、交错双排及增设水平喷枪的设计，使炉内铜锍在产生径向涡流的同时发生更大范围的强劲环流，从流体动力学的角度进一步保证氧化过程的广泛性和均衡性，为多元熔炉的功能延展提供动力学方面的保证。对火精炉只设置较大角度的双排底吹喷枪，主要以保证炉内更复杂的氧化置换、氧化和还原反应过程的均衡性、稳定性和彻底性。能够产出更高品位的阳极铜。

3、以设定的信息模块和程序向喷枪提供氧气、空气、氮气和天然气等多种单纯和搭配混合的气体，能够为炉内的各种反应提供原料、热能、动能等全方位的最佳基础和条件。

4、在多元熔炼炉、火精炉、浇铸圆盘间设置导流槽，完成相互间铜锍自动控制下的连续地、封闭地输运过程，具有以下显著特点和优点：第一，导流槽为液态输送管路，体积小、占用空间少，相比铜包转运，无须准备体积重量大、数量众多的铜包、无须设置与之配套的航轨、航车等吊装设施，也无须设置存放铜包的场地和设施，不但极大的减少了地面和空间的占用，也省却了相关设备和设施的投资及日后的操作人员和维护保养人员。第二，为多元熔炼炉、火精炉、浇铸圆盘的近距离密集布排提供了可能。第三，管路输运为连续不间断放锍、注锍和浇铸提供了条件。第四，通过管路封闭输运铜锍，避免了开放铜包的热量散失，可能挥发物质的升华或蒸发，节能、环保、更改善了工作环境和条件，安全度更高。

5、隔离墙的设置，避免了铜锍开放铸凝释放热能产生的热浪，及加速铸凝喷淋水形成的汽浪入侵冶炼空间，恶化工作环境和损害相关设施。

附图说明

图1为一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线的全流程平面示意图。

图2 为一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线的多元熔炼炉横断面示意图。

图3 为一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线的火精炉横断面示意图。

图4 为一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线的导流槽横断面示意图。

图中：1、多元熔炼炉，2、火精炉，3、浇铸圆盘，4、导流槽，5、固定支撑架，6、加料口，7、出渣口，8、放锍口，9、注锍口，10、主烟通，11、副烟道，12、烟道，13、喷枪，14、溜槽，15、导流槽盖，16、耐火砖，17、填充料，18、封堵阀，19、烧嘴，20、铸槽，21、隔离墙。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作以下进一步详细说明：

如图1所示：本发明的阳极铜生产流水线包括依序排列地多元熔炼炉1，并行排列的两座火精炉2，并行排列的两台套浇铸圆盘3，通过Y字型导流槽4，X字型导流槽4沟通串联，形成连续封闭运转的整体，在火精炉2与浇铸圆盘3之间的X字型导流槽4位置设置隔离墙21。

如图1和图2所示：多元熔炼炉1为圆筒形卧式转炉，由固定支撑架5固定并通过环形齿轮条实现横向角度旋转。顶部一线依次设置副烟道11，多个加料口6和主烟道10，前端端墙中下部设置出渣口7，后端底部设置放锍口8.底面纵向一线的一侧设置两排向心性，交错布排的底吹喷枪13，同侧中下部一线设置数支水平喷枪13。喷枪13为内外两层的套管结构。

如图1和图3所示：火精炉2为两座并行排列，形态结构、容积、功能完全相同的圆筒形卧式转炉，由固定支撑架5固定并通过环形齿轮条实现横向角度旋转，顶部前端部设有烟道12，前端端墙中下部设置注锍口9，后端底部设置放锍口8，底部纵向一线的一侧设置两排向心性、交错排列的底吹喷枪13，同侧前端中下部设置出渣口7。

如图1和图4所示，通过Y字型导流槽15联通多元熔炼炉1的放锍口8和两座火精炉2的注锍口9，铜锍依赖重力落差持续自流注入火精炉2，通过靠近分叉点的封堵阀18的交替关启向两座火精炉2间断注锍。通过设置于导流槽盖15上的烧嘴19提升溜槽14的温度和弥补铜锍离炉后散失的温度，以保证铜锍在导游槽14内的舒顺运行。通过X字型导流槽15及靠近交叉点的封堵阀18的关启，将火精炉2生产的阳极铜铜锍交替注入两台浇铸圆盘3的铸槽20。

如图2、图3和图4所示，多元熔炼炉1、火精炉2及导流槽4由钢板外壳固定成形，内衬耐火砖16形成保温熔炼环境和铜锍输送管路，其空档空间用填充料17塞实。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的己知技术。