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耐火材料厂家

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郑州荣盛窑炉耐火材料有限企业
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鼓风炉炼锌设备原理及内衬耐材先容

时间:2020-08-03 11:44 编辑:耐火材料生产厂家点击:次


 
鼓风炉炼锌的设备 
鼓风炉炼锌的主要设备包括密闭鼓风炉炉体、铅雨冷凝器、冷凝分离系统以及铅渣分离的电热前床。
铅锌密闭鼓风炉的处理能力用每天燃烧的炭量来表示。标准炉(炉身断面积为17.2m2)的能力为每天燃烧炭量为94t。鼓风炉炼锌每生产1t锌约耗焦炭0.9~1.1t。
铅锌密闭鼓风炉是鼓风炉系统的主体设备,由炉基、炉缸、炉腹、炉身、炉顶、料钟及炉身两侧水冷风嘴等部分组成。炉体横截面为矩形,两端为半圆形。
炼锌鼓风炉的炉腹初用水套砌成,内衬铝镁砖,现已将水套改为喷淋炉壳。炉身用轻质粘土隔热混凝土和轻质粘土砖砌成。由于密闭鼓风炉炉顶需要保持高温高压,故钢板围成的炉身上部内衬用高铝砖砌筑。整个密封式炉顶是悬挂式的。整个炉顶采用异型高铝砖和低钙铝砖砌,用轻质热混凝土浇铸而成,在炉顶上装有双钟加料器或环形塞加料钟。在炉顶一侧或两侧开设排气孔与铅雨冷凝器相通。在炉顶还开设有数个炉顶风口,必要时鼓入热风燃烧炉气中的部分CO,以维持炉顶的高温至约1273K。
鼓风炉产出的含锌炉气经炉身上的烟道口导出,引入铅雨冷凝器中。铅雨冷凝器是鼓风炉炼锌的特殊设备,每个冷凝器有三个带轴的垂直转子浸入冷凝器内的铅池中。转子旋转造成强烈铅雨,将气体迅速冷却到与铅液相同的温度以上),在其离开冷凝器之前又进一步冷却至723K左右。这样可使冷凝器出来的气流中未冷凝的锌减少到进入冷凝器时总锌量的5%以下。
每个冷凝器的铅液用铅泵以300~400t/h的速度不断循环着。循环系统包括一个冷凝器、一个铅泵池、一个长的水冷溜槽。改变水冷槽水冷面积,就可控制传出的热量;改变铅液的泵出速度,就可调节冷凝器冷热两端的温度差。铅锌的分离一般采用冷却凝析法将锌分离出来。水冷槽使铅液冷至约,进入分离槽内完成铅、锌分离(液体锌成为上部液层而分离)。适当地安排锌与铅的溢流面,使分离槽中保持一个深度为380mm的锌层。这样液体锌便可以不断地流入下一个加热池,以便必要时加钠除砷,然后浇铸成锭。冷却了的铅液不断地返回冷凝器。
炉气经冷凝后,再进行洗涤,洗涤后的废气热值约为2.59~2.97MJ/m3,此废气用以预热空气和焦炭。热风温度提高100K,可提高炉子的熔炼能力20%。由喷雾塔和洗涤器排出来的水,引至浓液槽内回收蓝粉,所得蓝粉返回配料。炉渣和粗铅(当料中含铜多时还有冰铜)定期从炉缸内放出。
所用炉料同其他鼓风炉一样要求块料,烧结块和焦炭的块度好在60~80mm范围内。为使炉顶气体保持高温,入炉的焦炭要预热至1073K,入炉的烧结块一般都是刚从烧结机上卸下的,如果是冷的烧结块,也要预热到同焦炭一样的温度。
鼓风炉炼锌是火法炼锌的一项技术革新,与竖罐炼锌相比,它具有生产能力大,燃料热利用率高,可处理铅锌复合矿直接回收金属锌和金属铅等许多优点。其缺点是容易生成炉结,消耗大量冶金焦炭,还有铅污染和综合利用等问题。而且火法炼锌一般只能得到4~5号锌%~99.5%Zn),其中含有0.5%~1.3%杂质,必须精炼。因此,鼓风炉炼锌的发展受到了一定的限制。            
鼓风炉炼铅、炼铜工艺原理及所用耐火材料 
鼓风炉,作为冶金行业的高温窑炉,广泛应用于铜、铅、铅锌、锑等金属的粗炼过程。耐火材料在各类型鼓风炉中的应用也有部分区别,有色金属熔炼生产工艺也不同。就目前来说,铜精矿密闭鼓风造锍在我国不少炼铜厂特别是中、小炼铜厂普遍使用;绝大部分粗铅还都是从铅鼓风内生产的;难选铅锌混合精矿经烧结后在铅锌密闭鼓风炉内同时生产粗铅和粗锌,仍是一些工厂愿意采用的方法。而硫化锑矿在鼓风炉内脱硫还原是我国发明的流程,效益非常好。鼓风炉一般由炉顶、炉身、本床(也称咽喉口)、炉缸、风口装置等部分组成。冶炼炉料(精矿、烧结矿等)、焦炭,熔剂、返料等固体物料,从炉顶加入,炉身下部侧面风口装置中鼓入的高压空气,在向上走的过程中,与向下的物料进行熔化、氧化、还原等反应,完成冶炼过程,液态金属,锍、炉渣从炉子下部的咽喉口或炉缸排出,烟气、烟尘、气态金属或金属氧化物从炉顶烟气出口排出。不同作用的炉子各部分的结构不完全相同,如鼓风炉都有水套,有的炉身是全部用水套,而有的则只是风口区及其上一部分是水套,上部炉身为砖砌体;有的炉子有炉缸可存贮渣和液态金属。而有的炉子只有本床,渣和液态金属只是在此过渡一下,迅速流入前床(与鼓风炉分离的另一设备)贮存,炉顶结构也因温度和加料方式不同,有水套形式的,也有用耐火材料砌筑的。烟化炉是类似于鼓风炉的一种竖式冶炼设备,炉料中固体料从顶部、液体料从炉身中部加入,下部有风口鼓风,液态物料从下部渣口排出,气态物料、烟尘、烟气从上部烟口排出,它全部由水套组成,只是在炉底水套上有一层耐火材料,防止液态炉渣的侵蚀。
一、铅鼓风炉铅鼓风炉炉料主要是自熔性铅烧结块矿和焦炭,炉顶温度为400?500℃,目前多为密闭炉顶,炉身为全水套,耐火材料只在咽喉口和炉缸使用,如图19-1所示。咽喉口即炉渣和粗铅放出口,由于炉渣的主要成分是FeO、SiO2、CaO,其典型渣成分为FeO 39%,SiO2 27%,CaO 14%,ZnO 10%,因此铅鼓风炉渣属碱性炉渣。咽喉口部分主要用镁砖、镁铬砖、铝铬砖,其抗渣性、抗冲刷性能较好,在咽喉口还设有特别的小水套以保护该部分的砖体。炉缸侧壁和炉底上部均用镁砖砌筑,外侧及靠炉底钢板部分砌粘土砖,炉底砌成反拱形。
二、铅锌密闭鼓风炉铅锌密闭鼓风炉的炉料主要是铅锌烧结块矿、焦炭、熔剂。除熔剂是冷料外,烧结块矿入炉温度为200?400℃,焦炭入炉温度为800℃,铅锌密闭鼓风炉炉身上部温度要求控制在1000?1050℃,下部风口鼓入的空气是被预热至800?850℃的热空气,高铁(FeO 35%)高钙(24% CaO)渣与还原出来的粗铅以液态从炉缸渣口全部进入前床分离,含锌蒸气的烟气从炉身顶部侧出口进入收锌系统,铅锌密闭鼓风炉示意图如图19-2所示。铅锌密闭鼓风炉炉顶温度是靠燃烧部分炉气中的一氧化碳控制的,而炉气又要求较强的还原性气氛,因此炉顶入炉料都为热料,顶部也不能做成水套(吸热太多),而只能用耐火材料砌筑,外层还需保温,炉顶部做成平盖形,用粘土质耐火浇注料捣制而成,上层还用轻质浇注料保温。炉身上部也是砌砖,由于烧结块矿和焦炭硬度较高,炉身内侧衬以耐磨性好的高铝砖,外层砌保温砖,上部砌砖的原因就是为了保持整个料柱高度内的高温条件,使出料层的炉气温度尽可能高些,减少为保持炉顶温度所消耗的一氧化碳。铅锌密闭鼓风炉鼓风温度为800?850℃,这样高的风温,从热风炉到鼓风炉的围管都是需要保温的,一般都用内保温,内层用粘土砖,外层用轻质粘土砖,目前有完全用高强轻质保温砖的趋势。铅锌密闭鼓风炉为了降低渣含锌,用高铁高钙渣型,典型渣成分为FeO 44.5%,CaO 23.5%,SiO2 22.5%,Al2O3 4.5%,其他4.5%。因此.炉缸内衬采用抗FeO、CaO较好的镁砖砌筑,炉底用一层或两层镁砖立砌成反拱,下层还有粘土砖和保温砖,侧墙也是镁砖-粘土砖保温砖的结构。渣放出口也与铅鼓风炉的咽喉口一样,采用特殊水套保护的结构形式。
三、铜鼓风炉我国目前中小型铜冶炼厂,从硫化铜精矿生产锍,主要采用密闭鼓风炉冶炼,基本采用混捏精矿经加料漏斗加入炉内,靠精矿加在上层使其密闭。炉顶顶盖用盖板和水套构成,侧面有一层粘土砖加石棉板的内衬,外包钢板,炉身全由水套组成,铜密闭鼓风炉设有炉缸,全部的渣和锍经咽喉口进入前床,在前床内实现渣和锍的分离。咽喉口使用镁砖砌成,咽喉口下部即是炉底,炉底使用镁砖砌成,它下面一般有粘土砖和石棉板,都由铸铁或铸钢炉底托住。某处小型铜鼓风炉仍然是敞开式鼓风炉,其中有的还是半水套炉,即只是在风口区及其上一部分炉身有水套,炉身土部则是砌砖,通常砌高铝砖,其他部位与密闭鼓风炉的炉衬相似。
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