[发明专利]一种新型富氧侧吹铜冶炼炉炉顶冷却装置

说明书

本发明提供一种富氧侧吹铜冶炼炉炉顶冷却装置，属于铜冶炼设备技术领域，其特征是该装置是由多块串联在一起的风冷冷却壁和一块水冷冷却壁组成，其中每一风冷冷却壁的内部留有风道，两端设有进风口和出风口，相邻风冷冷却壁通过联接管道将其串联成一体，最左侧的风冷冷却壁设有一排正对着炉体内部的出风口，紧邻最左侧安装水冷冷却壁，水冷冷却壁的左侧为烟道出口，所有冷却壁炉顶平面之上均覆盖一层耐火捣打料。本申请利用空气对炉顶冷却装置进行降温，预热的空气作为二次风使用有效降低了炉体的热量损失，并能解决低温二次风进入炉内导致炉内结瘤的问题。

技术领域

本发明属于有色金属冶炼中富氧侧吹炉铜冶炼设备技术领域，特别涉及一种富氧侧吹炉炉顶冷却装置。

背景技术

富氧侧吹炉在铜冶炼领域凭借其建设成本低、物料适应能力强等优点，在我国得到了广泛的应用。富氧侧吹炉主体结构由炉缸、炉体、炉顶构成，通常炉缸由耐火材料砌筑而成，炉体由几十块水套按3～4层分部排列、紧密连接，炉体直接座于炉缸耐火材料上，炉顶由数块水套覆盖，紧密连接，并在炉体的一端留有烟气通道，烟气通道与余热锅炉相连接，炉顶水套上留有2～3个下料口。为防止各水套长时间处于高温状态导致其自身损坏，需向水套内部通入循环水，持续为水套降温，达到保护水套的目的。另外在炉内高温作用下，铜精矿从下料口落入炉内熔体料面过程中，会分解出部分单体硫，对后续工艺造成影响，为此富氧侧吹炉必须在炉体上部补入部分空气，利用空气中的氧气将烟气中的单体硫燃烧，因此所有富氧侧吹炉炉体上部都设有二次风口。炉体水套直接与炉内1250℃～1300℃熔体接触，为避免水套在熔体冲刷过程中损坏，造成生产事故，炉体水套采用纯铜材质。炉顶水套与高温烟气相接触相对温度较低，冲刷较小，采用铁材质的水套。

在实际生产过程中，二次风口补入的空气与烟气中熔融状态的金属粉尘接触之后，低温空气将会致使熔融金属粉尘在二次封口处冷却结瘤，并逐步增大，严重时炉体上部烟气通道大部分将被堵塞，导致生产无法继续。为此部分企业采取给二次风预热的方式，将二次风温度升高到300℃～350℃，结瘤问题虽然得到了有效解决，但在预热过程中耗费大量的热能，进而增加生产成本；而炉顶水套采用循环水冷却，导致炉体上部区域温度较低，影响了物料进入熔池前的干燥和分解反应的正常进行。

发明内容

为解决二次风口处结瘤影响生产，且增设二次风余热系统又导致费用增加，以及炉顶水套循环水带走热量导致炉体上部温度偏低，不利于冶炼反应进行的问题，本申请的发明人研发出一种适应于富氧侧吹炉炉顶冷却的新装置，该装置利用富氧侧吹炉所需的二次风对炉顶进行降温，保证整个炉顶温度的相对稳定，同时利用该炉顶装置对二次风进行加热，加热后二次风通过相应的出风口直接进入炉内，满足富燃烧单体硫的工艺需求，达到热能综合回收利用、提高生产效率、降低生产成本的目的。

为实现上述目的，本申请针对富氧侧吹炉炉顶的温度梯度进行了检测，通过检测结果设计了一种富氧侧吹铜冶炼炉炉顶冷却装置，该装置采用空气冷却的方式对炉顶覆盖装置进行降温，冷却用的空气经装置升温后直接进入炉内，充当富氧侧吹炉工艺所需要的二次风使用。具体发明内容如下：

1、本发明为一种富氧侧吹铜冶炼炉炉顶冷却装置，该炉顶冷却装置是由共同覆盖在炉顶的多块串联在一起的风冷冷却壁和一块水冷冷却壁组成，其中每一风冷冷却壁的内部留有风道，其两端各设有一个进风口和一个出风口，相邻风冷冷却壁的出风口和进风口均通过联接管道将其串联成一体，位于最右侧的风冷冷却壁的进风口同外来冷风管道相连通，位于炉顶中心位置的两块风冷冷却壁的中间各开有一个下料口，位于最左侧的一块风冷冷却壁设有一排与地面垂直且正对着炉体内部的多个出风口，紧邻最左侧一块风冷冷却壁处安装有一块结构和尺寸同风冷冷却壁完全相同的水冷冷却壁，其水冷冷却壁所需要的冷却水与炉体铜水套循环水系统共用，水冷冷却壁的右侧为烟道出口，所有冷却壁构成的炉顶平面之上均覆盖一层20mm-50mm厚的耐火捣打料，耐火捣打料的上部平面与外界相接触。