封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线.pdf

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1、(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 (43)申请公布日 (21)申请号 201910721583.X (22)申请日 2019.08.06 (71)申请人 东营方圆有色金属有限公司 地址 257091 山东省东营市东营开发区综 合开发园 申请人 东营鲁方金属材料有限公司 山东方圆有色金属科技有限公司 (72)发明人 崔志祥王智王海滨边瑞民 侯鹏崔文昭杜武钊郑军涛 于鹏飞陈永鑫 (74)专利代理机构 山东济南齐鲁科技专利事务 所有限公司 37108 代理人 郑向群 (51)Int.Cl. C22B 15/00(2006.01) B22D 35/04(2。

2、006.01) (54)发明名称 一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生 产线 (57)摘要 本发明公开一种封闭运转的二次元连续冶 炼阳极铜生产线， 包括多元熔炼炉、 火精炉、 浇铸 圆盘和导流槽。 其特征是通过对多元熔炼炉和火 精炉的喷枪布排方式、 位置和射流方向及供气的 种类和比值的动态调控， 提高反应过程的烈度和 深度， 改善铜锍的运动模式和速率， 由多元熔炼 炉产出含铜7578%的亚白冰铜， 火精炉产生含 铜高于99.2%的阳极铜。 在多元熔炼炉、 火精炉和 浇铸圆盘之间设置封闭的导流槽， 不间断的输运 铜锍， 完成阳极铜铸锭生产， 与现有技术相比， 本 发明二次元连续冶炼阳极铜， 使用。

3、生产设备少、 布排安装紧凑、 流程短、 建设投资省、 运转成本 低、 节能、 环保、 安全， 因而， 具有很好的推广使用 价值。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 110592393 A 2019.12.20 CN 110592393 A 1.一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线， 包括多元熔炼炉、 火精炉、 浇铸圆盘 和导流槽， 其特征是通过对多元熔炼炉的喷枪布排方式、 位置和射流方向， 及供气种类和比 值的动态调控， 提高炉内反应过程的烈度和深度， 改善铜锍的运动模式和速率， 由多元熔炼 炉产出含铜7578%的亚白冰铜； 通过对火精炉的喷枪布排方式、 位置和射流方向， 及供气。

4、 种类和比值的动态调控、 制造纵向节段性、 差别性反应温度环境， 完成亚白冰铜的氧化置 换、 氧化、 氧化还原和除渣的反应过程， 由火精炉产生含铜大于99.2%的阳极铜； 多元熔炼炉 与火精炉之间由封闭的导流槽联接沟通输运铜锍， 火精炉与浇铸圆盘之间通过半程封闭的 导流槽输放铜锍浇铸、 形成连续封闭的二次元冶炼阳极铜流水线， 此外， 上述各部还具有以 下具体形态结构和运转特征； （1） 所述多元熔炉为圆筒形卧式转炉， 其炉壁上面中段偏向放锍口端设置数个加料口， 靠近出渣端内侧设置主烟道， 靠近放锍口端内侧设置副烟道， 炉壁下面纵向中线的一侧设 置两排向心方向、 交错布排的底吹喷枪， 同侧中下部。

5、一线设置数支等距布排的水平喷枪， 一 侧炉壁端墙中下部设置出渣口， 另侧炉壁端墙底部设置放锍口； （2） 所述火精炉为两座并行排列， 形态结构、 容积、 功能完全相同的圆筒形卧式转炉， 其 炉壁上面近注锍口端设置烟道， 炉壁下面纵向中线的一侧设置两排向心方向， 交错布排的 底吹喷枪， 同侧注锍口端中下部设置出渣口， 一侧炉壁端墙的中下部设置注锍口， 另侧炉壁 端墙底部设置放锍口； （3） 所述多元熔炼炉和火精炉由设置于两端内侧的固定支撑架支撑固定， 由附设于一 端固定支撑架边的环形齿轮条通过电机驱动完成炉体的角度性旋转； （4） 所述喷枪为内外两层的套管结构， 内外两层分别引出多个接口， 分别。

6、连接氧气、 空 气、 氮气、 天然气气源， 由控制室适时、 精准控制和调整供气种类、 速率和比值； （5） 所述浇铸圆盘为两台套周边设置若干铸槽， 旋转速度与铜锍流供速率对应， 交替完 成注流、 降温、 凝结和起出铜锭过程的循环圆盘； （6） 所述导流槽是由订制U型耐火砖、 保温填充料及钢板外壳组合的溜槽与设有烧嘴的 槽盖组成的， 连续输送铜锍的封闭或半封闭管路， 通过近分叉处设有封堵阀的Y型结构导流 槽实现多元熔炼炉与两座火精炉间的铜锍封闭交替输运， 通过近交叉处设有封堵阀的X型 结构导流槽实现两座火精炉与两台套浇铸圆盘间的铜锍半程封闭交替输注。 2.根据权利要求1所述的一种封闭运转的二次元。

7、连续冶炼阳极铜生产线， 其特征是在 火精炉与浇铸圆盘之间的X型导流槽空间内设置隔离墙， 为浇铸过程营造更具通透性、 更易 释放和散失开放浇铸和喷水降温过程所产热量的空间， 并防止热浪和汽浪入侵和污染熔炼 和精炼流程空间。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110592393 A 2 一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线 技术领域 0001 本发明涉及有色金属冶炼， 具体的说是一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生 产线。 背景技术 0002 作为人类最早创始、 出现的铜冶炼技术发展到今天， 世界各国、 国内各大厂家， 围 绕高效、 低耗、 低污染的冶铜技术和工艺， 进行着全方位的创新改造和竞。

8、争。 目前的铜冶炼 技术主要流程分为： 熔池熔炼+PS转炉+阳极炉； 闪速熔炼+闪速吹炼+阳极炉的三个独立单 元， 逐步完成阳极铜生产， 这些冶炼方式和技术工艺存在的主要问题是： 1、 生产现场铺摊 大， 占用大量土地和厂房面积。 2、 对主要原料铜矿石的品位、 粒径、 含水量等因素要求严 格， 所需生产设备、 辅助设备、 检测设备和检测技术繁多。 3、 流程长、 环节多， 环节间的衔接 和连续过程劳动强度大、 用人多、 工作环境恶劣、 对环境污染严重、 治理难度大、 成本高。 4、 生产主流程系统内主副产品的直收率低， 造成物质资源、 人力资源的损失和浪费。 5、 由于上 述原因， 使铜冶炼。

9、设施的建设和运转过程投资巨大， 生产技术及环保、 安全等附属技术多而 高难、 整体运营成本高。 发明内容 0003 本发明的目的是针对上述现状和问题， 提供一种设施装配紧凑、 流程短、 生产过程 直收率高、 建设和运转成本低、 节能、 环保、 安全的一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜 生产线。 0004 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线， 包括多元熔炼炉、 火精炉、 浇铸圆盘和 导流槽。 其特征是通过对多元熔炼炉的喷枪布排方式、 位置和射流方向， 及供气种类和比值 的动态调控， 提高炉内反应过程的烈度和深度， 改善铜锍的运动模式和速率， 由多元熔。

10、炼炉 产出含铜7578%的亚白冰铜。 通过对火精炉的喷枪布排方式、 位置和射流方向， 及供气种 类和比值的动态调控、 制造纵向节段性差别性反应温度环境， 完成亚白冰铜的氧化置换、 氧 化、 氧化还原和除渣的反应过程， 由火精炉产生含铜大于99.2%的阳极铜， 多元熔炼炉与火 精炉之间由封闭的导流槽联接沟通输运铜锍， 火精炉与浇铸圆盘之间通过半程封闭的导流 槽输放铜锍浇铸， 形成连续封闭的二次元冶炼阳极铜流水线， 此外， 上述各部还具有以下具 体形态结构和运转特征。 0005 （1） 所述多元熔炉为圆筒形卧式转炉， 其炉壁上面中段偏向放锍口端设置数个加 料口， 靠近出渣端内侧设置主烟道， 靠近放。

11、锍口端内侧设置副烟道， 炉壁下面纵向中线的一 侧设置两排向心方向、 交错布排的底吹喷枪， 同侧中下部一线设置数支等距布排的水平喷 枪， 一侧炉壁端墙中下部设置出渣口， 另侧炉壁端墙底部设置放锍口。 0006 （2） 所述火精炉为两座并行排列， 形态结构、 容积、 功能完全相同的圆筒形卧式转 炉， 其炉壁上面近注锍口端设置烟道， 炉壁下面纵向中线的一侧设置两排向心方向， 交错布 说明书 1/4 页 3 CN 110592393 A 3 排的底吹喷枪， 同侧注锍口端中下部设置出渣口， 一侧炉壁端墙的中下部设置注锍口， 另侧 炉壁端墙底部设置放锍口。 0007 （3） 所述多元熔炼炉和火精炉由设置于。

12、两端内侧的固定支撑架支撑固定， 由附设 于一端固定支撑架边的环形齿轮条通过电机驱动完成炉体的角度性旋转。 0008 （4） 所述喷枪为内外两层的套管结构， 内外两层分别引出多个接口， 分别连接氧 气、 空气、 氮气、 天然气气源， 由控制室适时、 精准控制和调整供气种类、 速率和比值。 0009 （5） 所述浇铸圆盘为两台套周边设置若干铸槽， 旋转速度与铜锍流供速率对应， 交 替完成注流、 降温、 凝结和起出铜锭过程的循环圆盘。 0010 （6） 所述导流槽是由订制U型耐火砖、 保温填充料及钢板外壳组合的溜槽与设有烧 嘴的槽盖组成的， 连续输送铜锍的封闭或半封闭管路， 通过近分叉处设有封堵阀的。

13、Y型结构 导流槽实现多元熔炼炉与两座火精炉间的铜锍封闭交替输运， 通过近交叉处设有封堵阀的 X型结构导流槽实现两座火精炉与两台套浇铸圆盘间的铜锍半程封闭交替输注。 0011 所述的一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线， 其特征是在火精炉与浇铸 圆盘之间的X型导流槽空间内设置隔离墙， 为浇铸过程营造更具通透性、 更易释放和散失开 放浇铸和喷水降温过程所产热量的空间， 并防止热浪和汽浪入侵和污染熔炼和精炼流程空 间。 0012 本发明的一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线与现有技术相比， 具有生 产设备少、 布排安装紧凑、 流程短、 建设投资省、 运转成本低、 节能、 环保、 安全的特点，。

14、 此外 还具有以下众多优点： 1、 本发明通过科学论证基础上的试验性实践， 对熔炼炉和精炼炉的加料口、 出渣口、 放 锍口、 注锍口、 烟道等的位置， 径值进行符合冶铜运行规律的设置和改造， 特别是对氧枪结 构、 布排位置和次序， 射流方向和强度及供气种类和比值的动态调控， 提高了熔炼炉熔融铜 精矿的速率， 加深和扩展了对矿石等物料的氧化广度和深度， 使熔炼炉能够产出含铜量达 到7578%的亚白冰铜。 通过提高精炼炉内节段性温度和旋流搅拌冲洗能力、 延伸和强化精 炼炉内氧化置换、 氧化和还原反应， 使精炼炉能够产出含铜量大于99.2%的阳极铜， 由熔炼 炉和精炼炉分割并承负了吹炼炉在冶铜流程中。

15、的功能和作用， 使冶铜流程由三次元并作二 次元， 缩短了冶铜流程。 为区别于现有技术， 本发明将延伸和强化氧化范围的熔炼炉命名为 多元熔炼炉， 将节段性温差的精炼炉命名为火精炉， 将输注气体速率、 种类和比值调控范围 更广的氧枪统称为喷枪， 进一步揭示和突出本发明二步冶铜的实质性特点。 0013 2、 对多元熔炼炉底吹喷枪小角度、 向心性、 交错双排及增设水平喷枪的设计， 使炉 内铜锍在产生径向涡流的同时发生更大范围的强劲环流， 从流体动力学的角度进一步保证 氧化过程的广泛性和均衡性， 为多元熔炉的功能延展提供动力学方面的保证。 对火精炉只 设置较大角度的双排底吹喷枪， 主要以保证炉内更复杂的。

16、氧化置换、 氧化和还原反应过程 的均衡性、 稳定性和彻底性。 能够产出更高品位的阳极铜。 0014 3、 以设定的信息模块和程序向喷枪提供氧气、 空气、 氮气和天然气等多种单纯和 搭配混合的气体， 能够为炉内的各种反应提供原料、 热能、 动能等全方位的最佳基础和条 件。 0015 4、 在多元熔炼炉、 火精炉、 浇铸圆盘间设置导流槽， 完成相互间铜锍自动控制下的 连续地、 封闭地输运过程， 具有以下显著特点和优点： 第一， 导流槽为液态输送管路， 体积 说明书 2/4 页 4 CN 110592393 A 4 小、 占用空间少， 相比铜包转运， 无须准备体积重量大、 数量众多的铜包、 无须设置。

17、与之配套 的航轨、 航车等吊装设施， 也无须设置存放铜包的场地和设施， 不但极大的减少了地面和空 间的占用， 也省却了相关设备和设施的投资及日后的操作人员和维护保养人员。 第二， 为多 元熔炼炉、 火精炉、 浇铸圆盘的近距离密集布排提供了可能。 第三， 管路输运为连续不间断 放锍、 注锍和浇铸提供了条件。 第四， 通过管路封闭输运铜锍， 避免了开放铜包的热量散失， 可能挥发物质的升华或蒸发， 节能、 环保、 更改善了工作环境和条件， 安全度更高。 0016 5、 隔离墙的设置， 避免了铜锍开放铸凝释放热能产生的热浪， 及加速铸凝喷淋水 形成的汽浪入侵冶炼空间， 恶化工作环境和损害相关设施。 附。

18、图说明 0017 图1为一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线的全流程平面示意图。 0018 图2 为一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线的多元熔炼炉横断面示意 图。 0019 图3 为一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线的火精炉横断面示意图。 0020 图4 为一种封闭运转的二次元连续冶炼阳极铜生产线的导流槽横断面示意图。 0021 图中： 1、 多元熔炼炉， 2、 火精炉， 3、 浇铸圆盘， 4、 导流槽， 5、 固定支撑架， 6、 加料口， 7、 出渣口， 8、 放锍口， 9、 注锍口， 10、 主烟通， 11、 副烟道， 12、 烟道， 13、 喷枪， 14、 溜槽， 15、。

19、 导 流槽盖， 16、 耐火砖， 17、 填充料， 18、 封堵阀， 19、 烧嘴， 20、 铸槽， 21、 隔离墙。 具体实施例 0022 下面结合说明书附图对本发明作以下进一步详细说明： 如图1所示： 本发明的阳极铜生产流水线包括依序排列地多元熔炼炉1， 并行排列的两 座火精炉2， 并行排列的两台套浇铸圆盘3， 通过Y字型导流槽4， X字型导流槽4沟通串联， 形 成连续封闭运转的整体， 在火精炉2与浇铸圆盘3之间的X字型导流槽4位置设置隔离墙21。 0023 如图1和图2所示： 多元熔炼炉1为圆筒形卧式转炉， 由固定支撑架5固定并通过环 形齿轮条实现横向角度旋转。 顶部一线依次设置副烟道1。

20、1， 多个加料口6和主烟道10， 前端 端墙中下部设置出渣口7， 后端底部设置放锍口8.底面纵向一线的一侧设置两排向心性， 交 错布排的底吹喷枪13， 同侧中下部一线设置数支水平喷枪13。 喷枪13为内外两层的套管结 构。 0024 如图1和图3所示： 火精炉2为两座并行排列， 形态结构、 容积、 功能完全相同的圆筒 形卧式转炉， 由固定支撑架5固定并通过环形齿轮条实现横向角度旋转， 顶部前端部设有烟 道12， 前端端墙中下部设置注锍口9， 后端底部设置放锍口8， 底部纵向一线的一侧设置两排 向心性、 交错排列的底吹喷枪13， 同侧前端中下部设置出渣口7。 0025 如图1和图4所示， 通过Y。

21、字型导流槽15联通多元熔炼炉1的放锍口8和两座火精炉2 的注锍口9， 铜锍依赖重力落差持续自流注入火精炉2， 通过靠近分叉点的封堵阀18的交替 关启向两座火精炉2间断注锍。 通过设置于导流槽盖15上的烧嘴19提升溜槽14的温度和弥 补铜锍离炉后散失的温度， 以保证铜锍在导游槽14内的舒顺运行。 通过X字型导流槽15及靠 近交叉点的封堵阀18的关启， 将火精炉2生产的阳极铜铜锍交替注入两台浇铸圆盘3的铸槽 20。 说明书 3/4 页 5 CN 110592393 A 5 0026 如图2、 图3和图4所示， 多元熔炼炉1、 火精炉2及导流槽4由钢板外壳固定成形， 内 衬耐火砖16形成保温熔炼环境和铜锍输送管路， 其空档空间用填充料17塞实。 0027 除说明书所述的技术特征外， 均为本专业技术人员的己知技术。 说明书 4/4 页 6 CN 110592393 A 6 图1 图2 图3 说明书附图 1/2 页 7 CN 110592393 A 7 图4 说明书附图 2/2 页 8 CN 110592393 A 8 。