一种冰铜全氧冶炼装置及冶炼方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112813283A(43)申请公布日2021.05.18(21)申请号202011607587.4(22)申请日2020.12.30(71)申请人上海宝闵工业气体有限公司地址200241上海市闵行区龙吴路4400号257幢405室(72)发明人姜成永(74)专利代理机构上海开祺知识产权代理有限公司31114代理人竺明(51)Int.Cl.C22B15/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种冰铜全氧冶炼装置及冶炼方法(57)摘要一种冰铜全氧冶炼装置及冶炼方法，所述冶炼装置包括窑炉、若干燃烧器及冶炼控制系统、分别连接至燃烧器的氧气管路及燃气管路；其中：所述氧气管路包括一氧气主路及若干氧气支路，所述氧气主路上依次设置过滤器、减压阀、压力变送器、安全切断阀、温度变送器；所述氧气支路上依次设置流量计、流量调节阀；所述燃气管路包括一燃气主路及若干燃气支路，所述燃气主路上依次设置过滤器、减压阀、压力变送器、安全切断阀、温度变送器；所述燃气支路上依次设置流量计、流量调节阀；每一燃烧器连接一氧气支路和一燃气支路。本发明解决了现有冰铜吹炼粗铜转炉冶炼过程中的燃料能效低、氮氧化物排量高、综合经济性差和操作现场现场的环境差的问题。CN112813283ACN112813283A权利要求书1/1页1.一种冰铜全氧冶炼装置，包括窑炉、若干燃烧器及冶炼控制系统；其特征在于，还包括：分别连接至燃烧器的氧气管路及燃气管路；其中：所述氧气管路包括一氧气主路及若干氧气支路，所述氧气主路上依次设置过滤器、减压阀、压力变送器、安全切断阀、温度变送器；所述氧气支路上依次设置流量计、流量调节阀；所述燃气管路包括一燃气主路及若干燃气支路，所述燃气主路上依次设置过滤器、减压阀、压力变送器、安全切断阀、温度变送器；所述燃气支路上依次设置流量计、流量调节阀；每一燃烧器连接一氧气支路和一燃气支路。2.一种应用如权利要求1所述的冰铜全氧冶炼装置的冶炼方法，其特征是，包括以下步骤：1)冶炼冶炼控制系统通过所述氧气管路与燃气管路的压力变送器与温度变送器感知当前气体输送管道内部压力与温度信息，将进入炉内的燃气和氧气转化为标准状况即在0℃、101KPa下的流量，并根据窑炉内部状态，设置天然气流量参数和氧气流量参数，相应控制指令控制所述氧气管路与燃气管路流量调节阀，完成冶炼过程中氧气与燃气流量的调整；本阶段天然气流量控制60‑180Nm3/h，氧燃比控制在2.0‑2.4之间，氧气流量就是120‑432Nm3/h；粗铜完全融化后，温度达到1100‑1150℃，将氧燃比开到2.0‑2.1之间，以防止氧气过量形成氧化铜和氮氧化物；2)氧化冶炼控制系统发出氧化阶段流量控制指令，分别调整燃气流量和氧燃比，氧气流量根据此氧燃比匹配对应流量，在本阶段天然气流量控制在60‑140Nm3/h，氧燃比控制在1.95‑2.1；此时炉内的粗铜已大部分融化，为了防止更多的粗通氧化，应该将氧燃比调整最小到1.95‑2.0；本阶段通过压缩空气的吹炼，炉内渣子大多已经漂浮在液面上，铜水温度在1080‑1120℃之间，大量的铜氧化成氧化铜；3)扒渣此阶段停火操作，如果铜液温度过低即般低于1100℃，则会通过冶炼控制系统发出扒渣流量控制指令，控制阀分别调整燃气流量、氧燃比，燃气流量控制在80‑120Nm3/h，氧燃比控制在2.0‑2.05。扒渣阶段一般将炉渣完全去除后停止；4)还原冶炼控制系统发出还原阶段流量控制指令，控制阀分别调整燃气流量、氧燃比，天然气流量控制在80‑150Nm3/h，氧燃比控制在1.95‑2.0；经过还原阶段，铜在炉内的含量提纯到70％‑97％的粗铜，还原后的粗铜水温度在1180‑1200℃；5)停火，冶炼控制系统发出停火指令，所述氧气路与燃气路安全切断阀切断，所述氧气路与燃气路流量调节阀关闭实现停火。3.如权利要求2所述的冶炼方法，其特征是，还包括：步骤4)还原结束后，进行提温作业，冶炼控制系统发出提温阶段流量控制指令，控制阀分别调整燃气流量、氧燃比，将天然气流量控制在70‑100Nm3/h，氧燃比控制在1.95；当铜水温度到1150‑1170℃即可停止提温。2CN112813283A说明书1/4页一种冰铜全氧冶炼装置及冶炼方法技术领域[0001]本发明涉及有色金属冶炼技术领域，具体涉及一种冰铜全氧冶炼装置及冶炼方法。背景技术[0002]目前在我国冰铜吹炼粗铜领域大多采用空气助燃方式进行冶炼，在冶炼过程中，只有21％的氧气参与助燃，空气中含量高达78％的氮气不仅不参与燃烧，还会携带大量的热量由窑炉烟道排入大气，造成热量的大量浪费；同时，氮气在超过800℃以上的窑炉温度下，会和燃烧残余氧气反应