奧斯麥特熔煉技術(shù)及內(nèi)襯用耐火材料介紹
2022-07-11 16:59:27 點(diǎn)擊：
奧斯麥特熔煉技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種金屬提取過程中，可熔煉銅精礦產(chǎn)生的銅砂.粗鉛直接熔煉硫精鉛礦生產(chǎn).熔煉錫精礦生產(chǎn)的錫也可以處理冶煉廠的各種渣料和再生材料。奧斯麥特法在熔融池中的熔體-爐料-氣體之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的混合和混合，大大加強(qiáng)了熱傳遞.質(zhì)量在燃料需求和生產(chǎn)能力方面產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益，提高了質(zhì)量傳遞和化學(xué)反應(yīng)速率。奧斯麥特法的噴槍垂直浸沒在熔渣層中，噴槍結(jié)構(gòu)特殊，爐膛尺寸緊湊，整體設(shè)備簡單。
奧斯麥特技術(shù)是在原有的賽羅熔煉方法和艾薩熔煉方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大量的應(yīng)用技術(shù)開發(fā)，特別是增加了噴槍外套，使?fàn)t內(nèi)所需的二次燃燒風(fēng)可以直接從同一噴槍噴入爐內(nèi)，使熔池上方的金屬蒸汽和未完全燃燒的碳顆粒能夠充分燃燒，并被劇烈攪拌的熔體吸收，大大提高了爐內(nèi)反應(yīng)的熱效率，提高了煙氣的性質(zhì)。
奧斯特爐結(jié)構(gòu)由爐殼組成.爐襯.爐底.爐墻.爐頂.噴槍.噴槍夾持架和升降裝置.加料裝置.上升煙道和產(chǎn)品出口。上升煙道的設(shè)計是確保煙氣通暢，另一個是盡量防止粘結(jié)堵塞，確保粘結(jié)后易于清潔。煙道的結(jié)構(gòu)形式為傾斜和垂直。煙道內(nèi)襯耐火材料的目的是使進(jìn)入煙道的熔渣流回爐膛。傾斜煙道粘結(jié)嚴(yán)重，不易清潔。垂直煙道是余熱鍋爐加熱面的一部分，煙道內(nèi)壁溫度較低.煙塵易粘結(jié)，但粘結(jié)層易脫落，易清理。
奧斯特爐熔煉速度快，生產(chǎn)率高，建筑投資少，生產(chǎn)成本低，對原材料適應(yīng)性強(qiáng)，與現(xiàn)有設(shè)備配套靈活.操作方便，操作簡單，自動化程度高，燃料適應(yīng)范圍廣，勞動衛(wèi)生條件好。但是爐子的使用壽命比較短，噴槍的保溫需要柴油或者天然氣，比較貴。
1.奧斯麥特鉛冶煉工藝流程
1）車間布置
圖1所示的車間布局。
圖1注:鉛冶煉車間布置
2)鉛冶煉工藝流程
鉛冶煉工藝如圖2所示。從圖2可以看出，在階段(熔煉)，鉛精礦.將二氧化硅和石灰石與鉛殘渣和硫酸鉛殘渣混合添加到爐中。.噴槍空氣.噴槍氧氣和保護(hù)氣體通過噴槍供應(yīng)。在熔煉階段，將增加所有階段的煙塵。
圖2注:鉛冶煉工藝流程
鉛金屬及鉛40wt.在這一階段將產(chǎn)生%的殘留物。當(dāng)金屬分階段排除時，殘留物將在下一階段發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)爐內(nèi)殘渣容量達(dá)到上限時，進(jìn)料將暫停。熔化池將減少。首先，添加鉛精礦和塊煤（恢復(fù)1），然后只添加塊煤（恢復(fù)2）。在這兩個恢復(fù)階段，殘渣中的氧化鉛含量降低，形成鉛金屬，殘渣中的鉛含量在工藝結(jié)束后從40開始wt.%降至5wt.%。如圖3所示，氧化還原段加入材料的時間段。
圖3注:氧化還原段加料時段
2.奧斯麥特爐結(jié)構(gòu)概況
如圖4所示，奧斯麥特爐的結(jié)構(gòu)分為三個部分:底壁(包括爐床和排放口).上壁和錐體。爐殼采用鋼板軋制，按設(shè)計尺寸焊接。頂部包括噴槍口。.進(jìn)料口.備用燒嘴口.取樣口和余熱鍋爐口，如圖5所示。
圖4注:奧斯麥特爐結(jié)構(gòu)示意圖
圖5注：奧斯麥特爐頂示意圖
所有的受熱面都用耐火磚襯里。爐底主要由的粘土耐火磚和搗打混合物組成。除了出口周圍區(qū)域外，爐殼和椎體的整個外表面都是水冷式，由垂直套管焊接在表面上。爐殼下部有一個出渣口和一個排鉛口，周圍有一個雙套管(非垂直套管)。爐體由網(wǎng)格床結(jié)構(gòu)支撐。
1）排放口
奧爐冶煉工藝產(chǎn)品可通過排放口排出。排放口可通過吹氧管或風(fēng)鎬打開。關(guān)閉排渣口“泥塞”通過泥炮人工關(guān)閉或噴入粘土關(guān)閉出口，包括金屬出口、熔渣出口。
奧林匹克爐使用的排放口包含兩層（外部或內(nèi)部）水冷銅擋板。排放口用于排出爐內(nèi)的熔融物。如圖6所示，排放擋板冷卻系統(tǒng)在爐排放時冷卻排放擋板。
減少排放口插入物的腐蝕程度，保護(hù)水冷，減少內(nèi)部排放口擋板后防火材料的磨損，停止排放后冷卻熔體，幫助排放口關(guān)閉。
圖6注:奧斯麥特爐排放口示意圖
它是奧斯麥特爐磨損快的部分之一，因為排放擋板的熱循環(huán)非常快，腐蝕嚴(yán)重。排放擋板的水冷卻可以降低其磨損率，從而降低更換它們的頻率。奧運(yùn)爐使用的插件是由加工過的石墨制成的，放置在帶有彈簧的楔形系統(tǒng)中。在熔爐關(guān)閉之前或之前“緊急排放”使用金屬排放口作為完全排放口，將熔爐中的熔融物全部排出。
2）電熱前床
電熱前床用于容納奧爐產(chǎn)生的含鉛量約5%的終渣，終渣通過渣槽流入20×3.162m?電加熱前床、電加熱前床使鉛進(jìn)一步沉淀到煙化爐進(jìn)行鋅渣煙化作業(yè)，設(shè)計渣高11.3m，沉淀的鉛通過鉛排放口排入鉛袋，通過鉛袋吊裝注入鉛罐。爐渣排放口定期將爐渣放入煙化爐中。在煙化爐檢修過程中，床渣可以通過水淬火儲存，然后返回?zé)熁癄t。電熱前床通過三個石墨電極對爐渣進(jìn)行保溫，電源來自鼓風(fēng)機(jī)房10kV在配電室中，通過控制延伸到前床的電極和前床變壓器，通過位于9米高的三個絞車控制三個電極。
3）風(fēng)冷底板
奧林匹克爐的底部由支撐在網(wǎng)格床上的鋼底板組成。在熔爐的設(shè)計和安裝過程中，保留了豐富的熔爐鋼外殼的熱膨脹。底部通過安裝在爐床上的一層耐火材料進(jìn)行保溫。風(fēng)冷防止底板因持續(xù)加熱而變形。風(fēng)冷是由自然對流產(chǎn)生的。開放式網(wǎng)床便于底部空氣循環(huán)。因此，應(yīng)特別注意底部不能覆蓋、密封或關(guān)閉，如圖7所示。
圖7注：風(fēng)冷底板示意圖
4）水冷外殼
爐內(nèi)采用耐火襯里，外殼也需要冷卻，以防止持續(xù)加熱和變形。這種低強(qiáng)度的冷卻方法對耐火襯里的熱量影響不大，但只能冷卻和固化外殼“熱面”在耐火材料失效的情況下，保護(hù)外部鋼外殼，為停爐贏得時間。水冷殼設(shè)計采用平行水冷環(huán)路設(shè)計，因此水冷系統(tǒng)可以在一個環(huán)路失效后繼續(xù)運(yùn)行，在可控條件下可以停爐。
5）Ausmelt噴槍
奧斯麥特噴槍結(jié)構(gòu)如圖8所示，內(nèi)部由四個不銹鋼同心套管組成。噴槍中的燃料(粉煤).混合氧風(fēng)、噴槍風(fēng)和套筒風(fēng)將連接到各自的管道。噴槍一般可分為兩個功能區(qū)：噴槍安裝板上方和噴槍安裝板下方。安裝板上方提供工藝管道連接，對噴槍的提升和固定起著重要作用。支撐板的下部是插入熔爐的同心管。噴槍全長20.86m，爐內(nèi)長度小于12.6m。其中，混氧風(fēng)管短，噴槍風(fēng)管長，套筒風(fēng)管止于旋流器上方，粉煤管延伸至旋流器下方。
圖8注：噴槍示意圖
6）保溫?zé)?/div>
保溫?zé)斓淖饔糜?一是烘烤和預(yù)熱新爐襯；二是冷卻；.熱爐再熱；三是拆除噴槍后的保溫。爐子的壓力一直保持在-250~50Pa（表面壓力），火焰的形狀保持長而窄是非常重要的，因為如果火焰直接影響爐壁，它將導(dǎo)致爐襯里的嚴(yán)重剝落。在到達(dá)爐子之前，長火焰也可以完全燃燒，以減少浪費(fèi)。燃燒器將使用輕柴油作為其主要燃料來源，并使用空氣作為燃料輔助材料。在爐膛加熱過程中，燃燒器使用較大的燃燒空氣流量和燃料流量來加熱爐膛，從小火災(zāi)流量到加熱結(jié)束的流量，以備用燃燒器“標(biāo)稱額定參數(shù)”確定爐溫應(yīng)保持在1200℃，提供的熱量應(yīng)足以補(bǔ)充爐內(nèi)的總熱量損失。爐內(nèi)總熱量損失不包括廢氣排放帶走的熱量。
7）噴槍位置
圖9注：噴槍位置圖
如圖9所示，噴槍位置示意圖。
位置1為停止位置。噴槍完全從爐子里縮回，噴槍內(nèi)的物料流停止，對槍頭進(jìn)行內(nèi)部檢查。
位置2為進(jìn)入位置。噴槍頭部位于噴槍口。在從位置2下降的過程中，打開外部空氣(噴槍風(fēng))，確保噴槍的適當(dāng)冷卻。
位置3為清洗位，主要功能是去除相應(yīng)噴槍管道中的所有剩余燃料和氧氣。
位置4為點(diǎn)火位。進(jìn)入噴槍燃料，然后噴槍著火。在位置4，噴嘴處于保溫燃燒狀態(tài)。
位置5為保持位置。在保持條件下，噴槍可以保持爐子的工作溫度。保溫燃燒器工作時，不允許將噴槍降至5以下。
位置6為飛濺位置，是位置的奧爐飛濺噴涂，主要是為了使噴槍掛渣，以達(dá)到隔熱的目的，從而提高噴槍的使用壽命。
位置7是指噴槍的操作位置“操作位”，包括噴嘴位置在6以下的所有位置，但一般不允許噴槍到達(dá)距離爐底150㎜處。
3.奧斯特爐使用中存在的問題
1)噴槍使用壽命短，材料價格昂貴
奧斯特爐鉛精煉是一種高溫強(qiáng)化冶煉工藝，鉛具有腐蝕性，同時采用噴煤技術(shù)，加速和縮短噴槍壽命。為了解決這個問題，使用噴槍的材料非常昂貴。
2)煙氣溫度較高
這使得煙氣從爐中逸出時攜帶大量煙塵，增加了廢氣凈化負(fù)荷。
3)冶煉溫度高
爐子耐火材料消耗快，成本高。
4.奧斯特爐的發(fā)展趨勢
1)加強(qiáng)噴槍冷卻系統(tǒng)
通過噴槍冷卻，加速掛渣，從而利用渣層保護(hù)噴槍體。
2)優(yōu)化爐內(nèi)結(jié)構(gòu)
煙氣流動軌跡主要通過增加擋土墻等措施來改變，從而充分利用慣性除塵，放大重力除塵功能，減少煙塵量。
3)引入濺渣保護(hù)爐
充分利用渣層保護(hù)爐襯。
