[实用新型]一种阳极炉还原气供气装置

说明书

本实用新型公开了一种阳极炉还原气供气装置，具有阳极炉，阳极炉的炉尾上方向外延伸设有阳极炉烟道，阳极炉一侧设有工作门，还原管头端通过工作门插入阳极炉内的铜液中，其特征在于：所述还原管尾端通过金属软管与一混气罐下端的混合气管相接，混气罐的上端连接有氮气管和天然气管，氮气管的管道自阳极炉烟道一端穿入，另一端穿出后连接至混气罐；所述氮气管在阳极炉烟道中呈S型或螺旋型结构布置；本实用新型结构简单，设计巧妙，使还原气进入铜液之前就预热至500℃，缩小了还原气与阳极炉炉底砖之间的温差，从而减轻了炉底砖升温、降温的变化幅度，减缓了炉底砖的损耗速度，有效延长了阳极炉的大修周期。

技术领域

本实用新型涉及阳极炉精炼技术领域，具体是一种阳极炉还原气供气装置。

背景技术

使用固定式阳极炉生产再生铜，在还原精炼作业时，通过还原管将气态还原剂（天然气、液化石油气）送入阳极炉的铜液中，使其与铜液中所含氧气发生反应，起到还原脱氧的作用。

精炼作业中，还原管插在阳极炉铜液层的下部，管口距离阳极炉的炉底只有200-300mm。由于天然气压力在0.2MPa以上，流速超过10m/s，天然气从还原管的管口喷出后，会冲击到阳极炉炉底。天然气的温度在10-40℃，而炉底砖表面温度在1200℃以上，两者温度相差超过1100℃，天然气冲击范围内的炉底砖被急剧冷却。

还原过程中，还原管使用寿命在15-30分钟，每次还原精炼作业，还原管需更换若干次（3-20）次，更换还原管时，停止向铜液输入天然气，天然气冲击范围内的炉底砖表面在炉内铜液的传热下，迅速升温至1200℃。因此，在还原精炼过程中，天然气冲击范围内的炉底砖将多次急剧降温、升温，极大地加快了炉底砖的损耗速度，缩短了阳极炉的大修周期（炉底砖损耗1/3后，阳极炉必须大修）。

因此，如何改进阳极炉还原精炼工艺中天然气的供给途径，降低阳极炉炉底砖损耗速度，成为行业内亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的就是针对目前阳极炉在还原精炼过程中炉底砖受到还原气冲击，急剧降温、升温，导致炉底砖损坏速度加快，缩短阳极炉大修周期的问题，提供一种阳极炉还原气供气装置。

本实用新型的技术方案是：一种阳极炉还原气供气装置，具有阳极炉，阳极炉的炉尾上方向外延伸设有阳极炉烟道，阳极炉一侧设有工作门，还原管通过工作门插入阳极炉内的铜液中，特别是：所述还原管通过金属软管与一混气罐下端的混合气管相接，混气罐的上端连接有氮气管和天然气管，氮气管的管道自阳极炉烟道一端穿入，另一端穿出后连接至混气罐。

为提高换热效率，本实用新型中所述氮气管在阳极炉烟道中呈S型或螺旋型结构布置。

为提高混气效率及混合气均匀性，本实用新型中所述混气罐内还设有与氮气管相对接的氮气分布器，所述氮气分布器是由一根管壁上均布若干通孔的圆管构成；所述天然气管自混气罐上端斜向下插入混气罐中，并伸入混气罐一段距离，天然气管的出气口正对氮气分布器的通孔布置。

本实用新型在使用过程中，混气之前氮气管内的氮气压力大于天然气管内的天然气压力，一般氮气压力为0.38MPa，天然气压力为0.3MPa，进入混气罐后混合气的气体压力为0.32MPa。将被加热过的氮气与天然气混合，混合气温度可以提高到500℃，使混合气与炉底砖表面的温度差从超过1100℃缩小到700℃，从而能有效减缓混合气对阳极炉炉底砖的冲击。

本实用新型利用阳极炉烟道中的烟气余热对氮气管内的氮气进行加热，然后利用氮气和天然气混合，一方面可以提高混合气的温度，另一方面对天然气起到稀释作用；混合气温度升高，可以降低还原精炼时阳极炉炉底砖的升温、降温幅度，减缓炉底砖损耗，延长阳极炉的大修周期；天然气被稀释，可以增大天然气与铜液的接触面积，提高天然气的利用率；同时利用氮气吸收阳极炉烟气余热，提高了阳极炉燃料的利用率。