阅读说明：本技术 一种富氧顶吹浸没熔炼炼铅工艺喷枪的挂渣方法 (Slag adhering method for oxygen-enriched top-blown immersion smelting lead-smelting process spray gun ) 是由 魏永刚 曲国瑞 王�华 李博 周世伟 王仕博 于 2020-11-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种富氧顶吹浸没熔炼炼铅工艺喷枪的挂渣方法,该方法为将低铅高熔点冶炼渣置于熔化炉内加热至1250-1400℃,保温30-60分钟；将喷枪插入熔池内部停留10-30秒；而后将喷枪提至液面上100-500厘米处,停留10-30秒使喷枪壁挂渣冷凝；重复上述相同操作3-5次,完成挂渣；本发明所述方法通过异质渣在喷枪外壁挂渣,利用异质渣与高铅渣结构相似、熔点高、粘度大、铅含量低、冶炼过程不易脱落的特性,降低富氧顶吹浸没熔炼炼铅过程高铅渣对喷枪的强腐蚀作用,达到延长喷枪使用寿命的目的。(The invention discloses a slag adhering method for a spray gun of an oxygen-enriched top-blown immersion lead smelting process, which comprises the steps of placing low-lead high-melting-point smelting slag in a melting furnace, heating to 1250-; inserting the spray gun into the molten pool and staying for 10-30 seconds; then, lifting the spray gun to a position 100-500 cm above the liquid surface, and staying for 10-30 seconds to condense the wall hanging slag of the spray gun; repeating the same operation for 3-5 times to complete slag adhering; according to the method, heterogeneous slag is coated on the outer wall of the spray gun, and the strong corrosion effect of the high-lead slag on the spray gun in the oxygen-enriched top-blown immersion smelting lead-smelting process is reduced by utilizing the characteristics that the heterogeneous slag and the high-lead slag are similar in structure, high in melting point, high in viscosity, low in lead content and not easy to fall off in the smelting process, so that the purpose of prolonging the service life of the spray gun is achieved.)

一种富氧顶吹浸没熔炼炼铅工艺喷枪的挂渣方法

技术领域

本发明涉及一种富氧顶吹浸没熔炼炼铅工艺喷枪的挂渣方法，属于有色冶金技术领域。

背景技术

富氧顶吹浸没熔炼工艺是铅火法冶炼常见的工艺之一，其特点是通过垂直插入熔池内部的喷枪直接吹入富氧空气进行熔炼。喷枪作为顶吹浸没熔炼技术的核心设备部件，其寿命的长短直接对作业率产生影响。铅冶炼过程渣中铅含量高、温度波动较大，加剧了铅渣对不锈钢喷枪的腐蚀，使得喷枪寿命大幅缩短。喷枪失效会直接对冶炼过程产生不利影响，频繁的更换喷枪会大幅增加工人作业强度和喷枪维护成本，降低冶炼炉产能，增加生产成本等。

公开号为CN102747235B的专利提出了一种“三步”挂渣法对喷枪进行挂渣，该方法通过挂渣在喷枪外壁形成保护层，降低了高温对喷枪的热作用、延缓铅渣对不锈钢的腐蚀行为，从而延长了喷枪(头)的使用寿命；在工业生产上通常采用同质渣进行挂渣；冶炼过程炉温波动较大，降低了挂渣层对喷枪的保护作用，挂渣层易融化脱落。

为了避免喷枪频繁失效，提出通过在喷枪外壁采用低铅高熔点异质渣的挂渣方式对喷枪进行保护，减少熔炼过程高铅渣腐蚀对喷枪寿命的影响。

发明内容

为了解决富氧顶吹浸没熔炼炼铅工艺喷枪寿命短、频繁更换喷枪影响冶炼过程、增加生产成本的问题，本发明提供一种富氧顶吹浸没熔炼炼铅工艺喷枪的异质渣挂渣方法，减少富氧顶吹浸没熔炼炼铅过程高铅渣对喷枪的腐蚀，延长喷枪使用寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种富氧顶吹浸没熔炼炼铅工艺喷枪的挂渣方法，包括以下步骤：

(1)将异质渣(低铅高熔点渣，渣熔化温度不低于1250℃)置于熔化炉内加热至1250-1400℃，保温30-60min，使固态异质渣加热熔化形成熔池。

(2)将喷枪插入熔池内部停留10-30秒，将喷枪提至液面上100-500厘米处，停留10-30秒使喷枪壁挂渣冷凝。

(3)重复步骤(2)3-5次，重复过程中喷枪插入深度应与步骤(2)一致，待喷枪壁挂渣凝固，完成挂渣；完成挂渣后的喷枪，使用温度应低于异质渣熔化温度150℃以上。

优选的，本发明所述异质渣中Pb含量小于2wt.％，Fe₃O₄含量大于15wt.％，Fe/SiO₂大于2。

本发明步骤2中所述喷枪材质为耐腐蚀不锈钢。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

采用本发明所述方法，挂渣操作简单，所挂异质渣的熔点高于铅冶炼温度且异质渣粘度较大，使得异质渣不易在铅冶炼过程熔化、脱落，减缓铅冶炼过程高铅渣直接对喷枪的腐蚀；所用异质渣与高铅渣主体组成成分均为硅酸盐，不会因挂渣层脱落污染熔池；该方法能够有效延长喷枪使用寿命，减少喷枪更换次数，降低生产维护成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

本发明使用的挂渣设备及冶炼设备为性能和参数相同的两台熔化炉，以异质渣为挂渣原料，以高铅渣为冶炼渣原料；实例中所用异质渣成分如表1所示；实例中所用高铅渣为成分如表2所示。

表1异质渣主要化学组成

Component	Pb	Fe(total)	Zn	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	SiO<sub>2</sub>
						Content(wt.％)	1.5	25.0	20.0	2.5	15.0

表2高铅渣主要化学组成

Component	Pb	Fe(total)	Zn	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	SiO<sub>2</sub>
						Content(wt.％)	50.0	10.0	8.5	2.8	10.4

实施例1

本发明实施例在冶炼过程中的挂渣及应用包括以下步骤：

(1)异质渣挂渣

将装有异质渣(60目以下)的坩埚置于熔化炉内，设定升温程序，以10℃/min的升温速率升温至1400℃，保温40分钟使固态渣熔化形成熔池；将长100厘米，外径为1厘米的不锈钢喷枪插入熔池内，插入深度5厘米，停留时间为10秒；而后将喷枪上提至液面上100厘米处停留10秒使喷枪壁挂渣冷凝；重复挂渣操作3次，冷却后挂渣层厚度约为0.6厘米。

(2)熔池浸没喷吹

将装有高铅渣(60目以下)的坩埚置于熔化炉内，设定升温程序，以10℃/min的升温速率升温至1050℃，保温30min使固态渣熔化形成熔池；而后将挂渣后的喷枪插入熔池内，插入深度5厘米，停留时间120分钟；将喷枪上提至液面上100厘米处停留10分钟使喷枪冷却；此时喷枪壁挂渣未脱落，喷枪壁挂渣层厚度减少约0.04厘米；挂渣层在高铅渣中腐蚀120分钟的腐蚀速率为3.33×10^-4厘米/分钟，喷枪不锈钢材质未见明显腐蚀，异质渣保护层的存在阻碍了高铅渣对不锈钢的腐蚀，延长了喷枪使用寿命。

实施例2

(1)异质渣挂渣

将装有异质渣(60目以下)的坩埚置于熔化炉内，设定升温程序，以10℃/min的升温速率升温至1400℃，保温40分钟使固态渣熔化形成熔池；将长100厘米，外径为1厘米的不锈钢喷枪插入熔池内，插入深度5厘米，停留时间为10秒；而后将喷枪上提至液面上100厘米处停留10秒使喷枪壁挂渣冷凝；重复挂渣操作5次，冷却后挂渣层厚度约为0.97厘米。

(2)熔池浸没喷吹

将装有高铅渣(60目以下)的坩埚置于熔化炉内，设定升温程序，以10℃/min的升温速率升温至1050℃，保温30min使固态渣熔化形成熔池；而后将挂渣后的喷枪插入熔池内，插入深度5厘米，停留时间120分钟；将喷枪上提至液面上100厘米处停留10分钟使喷枪冷却；此时喷枪壁挂渣未脱落，喷枪壁挂渣层厚度减少约0.035厘米；挂渣层在高铅渣中腐蚀120分钟的腐蚀速率为2.92×10^-4厘米/分钟，喷枪不锈钢材质未见明显腐蚀，异质渣保护层的存在阻碍了高铅渣对不锈钢的腐蚀，延长了喷枪使用寿命。