[发明专利]一种富氧熔池化料炉及热耗型物料熔炼方法

说明书

本申请提供一种富氧熔池化料炉及热耗型物料熔炼方法，涉及熔池熔炼技术领域，用于红土矿、赤泥、含铁废渣等热耗型物料的熔炼。富氧熔池化料炉包括炉体，炉体内具有炉膛，炉膛的底部为熔池区，炉体上安装设置有用于喷吹物料、燃料和富氧空气的喷枪，喷枪的喷吹口朝向熔池区，且喷枪能够升降移动；炉体外还设置有虹吸排渣装置，虹吸排渣装置与熔池区连通以利用虹吸作用将产生的熔渣排出。富氧熔池化料炉的化料效率高，避免熔池冷热不均的问题；喷枪供风量大、布置方式灵活多变；在不堵、不粘结的情况下实现炉渣的溢流连续排放，维持炉内液面的稳定。

技术领域

本申请涉及熔炼技术领域，具体而言，涉及一种富氧熔池化料炉及热耗型物料熔炼方法。

背景技术

富氧熔池熔炼技术以富氧熔池化料炉(分为侧吹炉、底吹炉、顶吹炉)为载体，高浓度富氧和浸没燃烧为主要手段，以廉价燃料(煤、煤气等)为主要能源介质，在熔池剧烈搅拌的同时完成化学反应，实现熔炼目的。该技术具有反应动力学条件好、反应效率高、床能率大、作业率高、烟气小、自动化程度高、环保效果好、能耗低等优势，在矿铜镍铅冶炼、废杂料处理等诸多领域都得到了广泛应用。尤其是富氧熔池熔炼侧吹炉，因作业率高、漏风少、炉寿长、作业温度高等诸多优点，已逐渐成为熔池熔炼的主流炉型。

早期的富氧熔池熔炼侧吹炉主要应用于硫化矿冶炼，效果很好，但将其拓展到处理耗热型物料(比如铁矿石、铜泥、红土矿、冶炼弃渣等)时，出现了以下问题：

(1)能耗、成本高。侧吹炉是炉顶加料，需要采用湿物料或者将物料制成粒状焙砂。采用湿物料时，因炉内脱水产生的是1300℃以上的水蒸气，能耗高；若采用焙砂，则需要额外的焙烧工序，增加了成本。

(2)集中加料易出现局部过冷和过热。侧吹炉的加料和燃烧在不同区域，加料区出现局部温度过冷，容易死炉，而燃烧区局部温度过高，喷枪寿命短。

(3)喷枪能力被局限，使用不灵活。侧吹炉大多沿袭P-S转炉风眼结构，喷枪的喷吹口位于熔池面下方，且为固定式，为了便于在故障时堵风眼(防止熔渣倒灌)，喷枪直径被限制，单喷枪供风能力限制在800-1200Nm³/h之间；而处理规模较大时，只能增加喷枪数量，从而导致炉体变长。另外，固定式喷枪在炉子故障时难以为炉内熔池供热，易出现冻炉的现象。

(4)排渣方式存在诸多问题。侧吹炉有两种排渣方法，第一种是排表面渣，采用隔墙+电热前床的结构，不仅需要增加额外的电力消耗，而且隔墙还会出现漏水、粘结等问题，尤其是排表面渣，若隔墙设计不合理、或者过度还原产生金属时，容易造成熔化区炉底冻结。第二种是打眼排渣，打眼排放工作量大，液面波动大，维护工作量大；单口排放量有限，当处理规模大时，需要多个口同时排渣。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种富氧熔池化料炉，用于红土矿、赤泥、含铁废渣等热耗型物料的熔炼，化料效率高，避免熔池冷热不均的问题；喷枪供风量大、布置方式灵活多变；或在不堵、不粘结的情况下实现炉渣的溢流连续排放，维持炉内液面的稳定。

第一方面，本申请实施例提供了一种富氧熔池化料炉，其包括炉体，炉体内具有炉膛，炉膛的底部为熔池区，炉体上安装设置有用于喷吹物料、燃料和富氧空气的喷枪，喷枪的喷吹口朝向熔池区，且喷枪能够升降移动；炉体外还设置有虹吸排渣装置，虹吸排渣装置与熔池区连通以利用虹吸作用将产生的熔渣排出。

在上述实现过程中，将物料、燃料和富氧空气一起通过喷枪喷吹入熔池区的熔体内，燃烧、预还原、热分解和化料在同一区域进行，提高了化料效率，避免了由于炉顶加料对物料限制所带来的能耗高、成本高等问题，以及加料而带来的熔池冷热不均等问题；而且加料和燃烧在同一个区域，加入的物料和富氧空气可被预热至500℃以下，降低燃料消耗，适用于各类燃料，而且通过物料吸热降低喷枪口燃烧温度，延长了喷枪寿命。喷枪能够升降移动，供风量大，喷枪布置方式灵活多变，炉宽和炉体形状不受风眼限制；而且方便启炉，同时避免故障时熔渣倒灌堵塞喷枪。虹吸排渣装置的设置能够在不堵、不粘结的情况下实现炉渣的溢流连续排放，维持操作液面的稳定。