一种氢基焙烧冶炼装置的制作方法

专利2026-06-04  6


本发明属于有色金属冶炼,特别是涉及一种氢基焙烧冶炼装置。


背景技术:

1、现阶段,有色金属冶炼主要采用rkef技术(回转窑-电炉熔炼技术)作为冶炼装置,rkef在使用时,需要先将混合好的炉料及碳质还原剂煤粉混合经过回转窑焙烧,焙烧形成焙砂装入电炉炉膛内,将电极埋于焙砂中,再依靠电极产生的电弧和电流使焙砂产生电阻热,进而将焙砂加热熔化进行还原冶炼;电炉通过电极将变压器的电流导入,通过电流将焙砂熔化成合金溶液,电炉内温度需要达到1100-1600℃,整个温度的维持和加热都是通过电能进行供给。在焙烧过程中,电炉、回转窑都以碳作为燃料,同时又作为还原剂,需要使用大量的碳,这种冶炼方法存在诸多缺陷,比如在生产过程中产生大量的二氧化碳和一氧化碳,存在无法将碳充分利用以及排放大量二氧化碳的问题,不符合国家减少碳排放的政策,而且以碳进行焙烧在生产过程中消耗大量的碳质还原剂和电能,综合能耗较高。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题,本发明提供一种氢基焙烧冶炼装置,具有节能降耗、还原效果好、减少碳排放的优点。

2、采用以下技术方案:

3、一种氢基焙烧冶炼装置,包括回转窑、电炉、氢基喷枪及短网供电系统;回转窑安装在电炉的上部;氢基喷枪设置在电炉上方中心位置,短网供电系统为电炉供电,用于将物料融化。

4、所述电炉包括炉壳、炉盖和耐火材料;炉盖扣合在炉壳上,电炉内表面均堆砌有耐火材料作为内衬,形成炉底和炉墙;炉盖中心开设有贯通式的氢基喷枪通过口以及第一孔口。

5、在炉盖外部设有3根电极臂,3根电极臂分别安装有电极,3根电极分别通过水冷电缆、连接铜板与三相变压器的三相相连;所述电极臂通过外支架与地面固定;焙砂堆积在炉底和炉墙内,通过电极融化形成熔池;熔池产生高温烟气,高温烟气通入回转窑内;3根电极臂根据电炉熔池高度调整电极插入深度;所述3根电极竖直穿装在电炉的炉盖极心圆处,电极上端延伸至炉盖上方,电极下端延伸至炉膛内部熔池内;所述短网供电系统与电极相连,通过变压器进行供电,电极臂把持电极,同时通过电极臂升降使电极上下移动,保持三相电流的稳定输出。

6、氢基喷枪由安装在厂房顶部的电动葫芦进行悬挂吊装,氢基喷枪通过顶端电动葫芦升降调整高度,使得氢基喷枪的上下移动,控制氢基喷枪在熔池液面的高度。

7、氢基喷枪内分别设有氢气管一、氢气管二、氢气管三,氢气管一、氢气管二、氢气管三内分别设置导流片,带动氢气呈螺旋状喷射到熔池内。

8、所述回转窑包括筒体、设置在筒体上端的窑头、安设在窑头上端的进料口、设置在筒体下端的窑尾以及安装在窑尾底部的下料溜槽,下料溜槽穿过炉盖上的第一孔口,通入电炉内;下料溜槽将焙砂溜入电炉;回转窑的窑尾安装在电炉的上部。

9、回转窑安装在电炉的炉盖上部,与电炉存在高差;回转窑安装时有1-6%的倾斜角度,根据物料所需焙烧的时间调整回转窑倾斜角度;回转窑通过电炉的高温烟气将筒体分为高温段、中温段、低温段。

10、所述炉盖内部设有冷却循环水路,冷却循环水路分为极心冷却区和外周冷却区,两个冷却区内部都以炉盖圆心为基准均匀分成多个冷却域,每个冷却域内都设有离散式挡水板。

11、熔池的温度保持在1350-1450℃;高温烟气温度为1200℃。

12、电极臂可调范围在0-2.5m之间;极心圆直径为炉膛直径的1/2;氢基喷枪3能够在熔池液面下50mm到熔池液面上300mm之间进行调节。

13、本发明的有益效果是:

14、本发明的氢基焙烧冶炼装置,利用熔池高温烟气对回转窑进行加热,取消了原技术中在窑尾通过燃烧器的加热焙烧,通过高温烟气加热高温段可使焙砂加热到750-800℃,使电炉产生的余热进行了充分的运用,节省了回转窑需额外加热的能源消耗;利用氢基喷枪将还原剂氢气直接送达作业面,有效避免氢气还原剂的无效消耗,进一步增强还原效果;采用氢气进行有色金属的还原,用氢代替碳作为还原剂,氢与氧结合生成h2o,使生产过程中不产生一氧化碳和二氧化碳,彻底改变了传统工艺碳还原的方式,有效减少了生产过程中的碳排放。



技术特征:

1.一种氢基焙烧冶炼装置,其特征在于:包括回转窑、电炉、氢基喷枪及短网供电系统;回转窑安装在电炉的上部;氢基喷枪设置在电炉上方中心位置,短网供电系统为电炉供电,用于将物料融化。

2.根据权利要求1所述的一种氢基焙烧冶炼装置,其特征在于:所述电炉包括炉壳、炉盖和耐火材料;炉盖扣合在炉壳上,电炉内表面均堆砌有耐火材料作为内衬,形成炉底和炉墙;炉盖中心开设有贯通式的氢基喷枪通过口以及第一孔口。

3.根据权利要求2所述的一种氢基焙烧冶炼装置,其特征在于:在炉盖外部设有3根电极臂,3根电极臂分别安装有电极,3根电极分别通过水冷电缆、连接铜板与三相变压器的三相相连;所述电极臂通过外支架与地面固定;焙砂堆积在炉底和炉墙内,通过电极融化形成熔池;熔池产生高温烟气,高温烟气通入回转窑内;3根电极臂根据电炉熔池高度调整电极插入深度;所述3根电极竖直穿装在电炉的炉盖极心圆处,电极上端延伸至炉盖上方,电极下端延伸至炉膛内部熔池内;所述短网供电系统与电极相连,通过变压器进行供电,电极臂把持电极,同时通过电极臂升降使电极上下移动,保持三相电流的稳定输出。

4.根据权利要求3所述的一种氢基焙烧冶炼装置,其特征在于:氢基喷枪由安装在厂房顶部的电动葫芦进行悬挂吊装,氢基喷枪通过顶端电动葫芦升降调整高度,使得氢基喷枪的上下移动,控制氢基喷枪在熔池液面的高度。

5.根据权利要求3所述的一种氢基焙烧冶炼装置,其特征在于:氢基喷枪内分别设有氢气管一、氢气管二、氢气管三,氢气管一、氢气管二、氢气管三内分别设置导流片,带动氢气呈螺旋状喷射到熔池内。

6.根据权利要求1所述的一种氢基焙烧冶炼装置,其特征在于:所述回转窑包括筒体、设置在筒体上端的窑头、安设在窑头上端的进料口、设置在筒体下端的窑尾以及安装在窑尾底部的下料溜槽,下料溜槽穿过炉盖上的第一孔口,通入电炉内;下料溜槽将焙砂溜入电炉;回转窑的窑尾安装在电炉的上部。

7.根据权利要求3所述的一种氢基焙烧冶炼装置,其特征在于:回转窑安装在电炉的炉盖上部,与电炉存在高差;回转窑安装时有1-6%的倾斜角度,根据物料所需焙烧的时间调整回转窑倾斜角度;回转窑通过电炉的高温烟气将筒体分为高温段、中温段、低温段。

8.根据权利要求1所述的一种氢基焙烧冶炼装置,其特征在于:所述炉盖内部设有冷却循环水路,冷却循环水路分为极心冷却区和外周冷却区,两个冷却区内部都以炉盖圆心为基准均匀分成多个冷却域,每个冷却域内都设有离散式挡水板。

9.根据权利要求3所述的一种氢基焙烧冶炼装置,其特征在于:熔池的温度保持在1350-1450℃;高温烟气温度为1200℃。

10.根据权利要求4所述的一种氢基焙烧冶炼装置,其特征在于:电极臂可调范围在0-2.5m之间;极心圆直径为炉膛直径的1/2;氢基喷枪3能够在熔池液面下50mm到熔池液面上300mm之间进行调节。


技术总结
本发明属于有色金属冶炼技术领域,特别是涉及一种氢基焙烧冶炼装置,包括回转窑、电炉、氢基喷枪及短网供电系统;回转窑安装在电炉的上部;氢基喷枪设置在电炉上方中心位置,短网供电系统为电炉供电,用于将物料融化。电炉包括炉壳、炉盖和耐火材料;电炉内表面均堆砌有耐火材料作为内衬;焙砂堆积在炉底和炉墙内,通过电极融化形成熔池;氢基喷枪通过顶端电动葫芦升降调整高度,使得氢基喷枪的上下移动,控制氢基喷枪在熔池液面的高度。本发明利用熔池高温烟气对回转窑进行加热,取消了原技术中在窑尾通过燃烧器的加热焙烧,节省了回转窑需额外加热的能源消耗;利用氢基喷枪将还原剂氢气直接送达作业面,有效避免氢气还原剂的无效消耗。

技术研发人员:董满贵,杜红兵,刘少坤,韩峰
受保护的技术使用者:上海逢石科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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