[发明专利]铜熔化用竖炉及铜熔化方法

说明书

技术领域

    本发明涉及铜加工技术领域，尤其涉及一种铜熔化用竖炉及铜熔化方法。

背景技术

在铜杆的制作过程中，需要对铜块进行熔化而得到铜液，然后用铜液经过相关设备和工艺制作出铜杆。目前在铜块熔融工艺中是通过平炉进行融化的。在中国专利申请号为921098863，公开日为1993年5月26日、名称为“单流向顶吹氧平炉”的专利文献中公开了一种平炉。采用平炉熔融铜存在进给铜块到炉体内不便、铜液容易产生倒流而混合在铜块中导致铜块熔化不畅的问题；另外现有的方法为铜熔化后通过在铜液表面覆盖碳除氧，该除氧方法存在铜液同炉膛接触的面不能够除掉即除氧不充分，会产生碳粒粘结在铜上而使得制作出的铜杆中含有碳粒而影响铜的纯净度的不足。

发明内容

本发明提供了一种投放铜块时方便、铜液不会产生倒流现象、除氧充分、制作出的铜液纯净度好的铜熔化用竖炉及铜熔化方法，解决了平炉熔融铜块所存在的进给铜块不便且熔化不畅的问题和现有的除氧方式所存在的除氧不充分、铜纯净度低的问题。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种铜熔化用竖炉，包括还原池和位于还原池上方的熔化炉，所述熔化炉竖直设置，所述熔化炉上端设有燃料进口和铜块投入口、下端设有铜液出口，所述还原池包括同铜液出口相对接的铜液通道和环绕在铜液通道外的气室，所述铜液通道的壁为网孔结构，所述气室设有进气口和出气口。使用时铜块从铜块投入口投入到熔化炉内，燃料（通常为天然气）和空气从燃料进口输送到熔化炉内燃烧，燃气产生的热量使铜块边下落边熔融而形成铜液，铜液下落到铜液出口进入铜液流通通道而输出，一氧化碳从进气口进入到气室中，气室中的一氧化碳经铜液流通通道壁部的网孔进入铜液流通通道而同铜液接触，将铜液中的氧化铜还原为铜，多余的一氧化碳及产生的二氧化碳从出气口排出气室。

本发明还包括依次连接在一起的二氧化碳清除瓶、一氧化碳干燥瓶、一氧化碳中转瓶和循环泵，所述二氧化碳清除瓶的进口同所述出气口对接在一起，所述循环泵的出口同所述进气口对接在一起。从气室流出的一氧化碳和二氧化碳混合气流过二氧化碳清除瓶时使得二氧化碳分离出，一氧化碳进入一氧化碳干燥瓶被干燥后进入一氧化碳中转瓶中，循环泵经一氧化碳中转瓶中的一氧化碳送到气室中。使得一氧化碳能够得到充分利用。二氧化碳清除瓶可以采用物理方法将二氧化碳分离出、也可以从用化学方法将二氧化碳分离出。采用化学方法时所采用的物质为氢氧化钠溶液或氢氧化钙等可以同二氧化碳产生反应的溶液，采用化学方法分离二氧化碳能够防止二氧化碳进入大气中，有利于保护环境。尤其是用氢氧化钙溶液分离二氧化碳还存在成本低廉的有益效果。

作为优选，所述循环泵为增压泵。能够使得气室内的气压高于大气压，一氧化碳能够更深地渗入到铜液中，除氧更为充分彻底。同时气室内的气体还能够对铜液起到悬浮作用，使得铜液不容易渗入通道壁部的网格孔、起到提高铜液流动时的通畅性的作用。

本发明还包括同所述一氧化碳中转瓶连接在一起的一氧化碳补气瓶、检测一氧化碳中转瓶气压的压力传感器，一氧化碳中转瓶和一氧化碳补气瓶之间设有同所述压力传感器电连接在一起的控制阀。能够自动补充一氧化碳到一氧化碳中转瓶中，防止气室中的一氧化碳不足而导致铜液没有除氧，提高了除氧过程的可靠性。

作为优选，所述燃料进口位于所述熔化炉的顶部，所述燃料进口设有旋流燃烧器，所述熔化炉的下端设有若干一氧化碳进入孔。能够使得燃料被完全充分燃烧，同时又能够防止过量的氧气同铜反应而导致铜液的含氧量过高。使得后续工序中除氧更为方便。

作为优选，所述一氧化碳进入孔的延伸方向同以所述熔化炉的内腔的中心线为中心线的圆柱体的侧面相切，经不同一氧化碳进入孔进入所述熔化炉内的气流在燃烧炉内所产生的旋转气流的旋转方向相同。能够更加有效地防止铜被氧化。

作为优选，所述一氧化碳进入孔内端高外端低。进入熔化炉中的一氧化碳会产生旋转上升移动而同下落的铜液形成对流，更有利于防止铜液被氧化和一氧化碳被燃烧掉。

作为优选，所述燃烧炉外部设有供气腔，所述一氧化碳进入孔沿所述燃烧炉的周向分布，所述一氧化碳进入孔的外端通过所述供气腔连通在一起。输入一氧化碳到熔化炉时方便，能够更加方便地防止一氧化碳外泄。

一种铜熔化方法，包括以下步骤：

第一步、将燃料和空气从燃料进口输入到熔化炉内进行燃烧，铜块从铜块投入口投入到熔化炉内被燃料燃烧产生的热量而熔化，铜液经铜液出口进入到还原池内的铜液通道；