[发明专利]一体式真空感应炉铁水中搅拌含锌灰还原的方法和设备

权利要求书

1.一种一体式真空感应炉铁水中搅拌含锌灰的还原方法和设备，其特征在于与现有含锌灰处理技术相比，真空下引入铁水熔池搅拌加入按比例混合的碳粉(或焦粉)、CaO粉、含锌灰粉，锌与碳按(0.8-1)∶1和铁与CaO按1∶(1-1.4)摩尔比配料，搅拌使加入的混合粉与铁水均匀混合；采用一体式真空感应炉对铁水熔池施加感应加热以补充熔池因还原反应吸热和散热引起的热量不足，使铁水温度保持1300-1550℃之间；搅拌加入铁水中的混合粉发生分解反应或还原反应，生成液态金属铁、液态金属铅、气态金属锌、气态金属铅，液态炉渣、还原气态产物CO和搅拌气体N2或Ar气，真空和惰性气体在炉内的存在，避免了气态锌、铅等金属蒸气的再次氧化，在经过除尘器除尘后到达液态金属锌、铅收集器液态吸收冷凝，初次冷凝产物为液态锌、液态铅，而还原的铁素及大部分铅成为铁水和铅液进入铁液熔池中回收；初次冷凝后的液态锌、液态铅然后引入锌、铅精馏净化分离塔中再次蒸发，并在相应液态冷凝温度段的塔盘再次冷凝，得到净化分离且高纯度的液态金属锌等，液态锌等排出塔后再进入下道工序利用或浇注成锭，铅等其他非蒸发的金属留在残夜中排出或再分离。

2.根据权利要求书1所述的一种一体式真空感应炉铁水中搅拌含锌灰的还原方法和设备，其特征在于采用一体式中频真空感应炉，在炉体(熔池)的下部与感应线圈的下部设置出铁口和出铅口，定期放出多余的铁水到包中再利用；在炉体(熔池)渣层上部一定位置设置虹吸式出渣口，当炉渣上升到出渣口以上时炉渣自动流出真空炉外再利用；在炉体(熔池)上部渣口以上合适的位置设置气体排出口，排出口斜上向外排出炉内气体。

3.根据权利要求书1所述的一种一体式真空感应炉铁水中搅拌含锌灰还原方法和设备，其特征在于炉内锌、铅蒸汽、惰性搅拌气体及还原产物CO首先到达除尘器然后再到达液态锌、铅收集器，液体在收集器中被打起混合雨液幕冷凝吸收锌等金属蒸气落下后成为锌液熔池或混合液体熔池，液态锌、铅等收集器与竖炉炼锌工业液态收集器原理及设备类似或一样，未冷凝气体CO和搅拌气N2或Ar气由真空泵组抽出收集器最终储存在缓冲煤气柜中，然后引入煤气管网或用户使用。

4.根据权利要求书1所述的一种一体式真空感应炉铁水中搅拌含锌灰的还原方法和设备，其特征在于从液态锌、铅收集器落入锌、铅精馏净化分离塔，再次蒸发、冷凝成锌等液体，达到净化、分离的目的，锌等精馏净化分离塔与炼锌竖炉精馏净化塔设备一样或其改进的锌等精馏净化分离塔设备。

5.根据权利要求书1所述的一种一体式真空感应炉铁水中搅拌含锌灰的还原方法和设备，其特征在于一体式真空中频感应炉搅拌加入混合粉的方式，可以是(1)真空喷粉系统，该系统由2个交替使用的喷粉罐，快速接头及软管连接到位于真空盖上或炉壁上插入的呈等角度的多支的喷粉枪，喷粉枪由密封法兰孔插入到炉内铁水熔池中，并向熔池内喷吹混合粉在熔池内进行还原反应；也可以是(2)利用感应加热线圈在熔池内形成的强烈搅拌，由真空盖上真空加料仓导入的混合粉匀速加入熔池的合适部位，使混合粉迅速均匀卷入铁水内，发生还原反应；还可以利用(3)安装在真空盖内的机械搅拌头插入铁水熔池中，形成的强烈机械搅拌将由真空盖上真空加料仓导入的混合粉匀速加入熔池的合适部位，使混合粉迅速均匀卷入铁水内，发生还原反应。