專利名稱：鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉方法及其爐內(nèi)風(fēng)套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煉鉛鼓風(fēng)爐熱風(fēng)熔煉的工藝方法及其使用這種方法而設(shè)在鉛鼓風(fēng)爐內(nèi)的熱風(fēng)風(fēng)套。
鉛鼓風(fēng)爐已應(yīng)用多年，它的主要結(jié)構(gòu)由爐缸、爐體、爐頂及供風(fēng)系統(tǒng)組成，通常鼓入常溫空氣來進(jìn)行爐內(nèi)的熔煉過程。但是，由于煉鉛的爐身是用耐火磚砌筑，在長時(shí)間高溫條件下作業(yè)，受爐料的浸蝕、沖刷、使?fàn)t體常常局部嚴(yán)重?fù)p壞，因而降低了爐體的使用壽命。
為了強(qiáng)化爐身結(jié)構(gòu)，提高爐體壽命，現(xiàn)在鉛鼓風(fēng)爐采取的措施主要是以下三種形式1、砌磚半水套式爐身的上半部砌筑耐火磚，而在溫度高易于損壞的下半部采用水套結(jié)構(gòu);2、全水套式整個(gè)爐身都是由上、下水套組合構(gòu)成，或上下連為一體的多個(gè)組合結(jié)構(gòu);3、汽化水套式仍然是水套式結(jié)構(gòu)，但結(jié)構(gòu)上增大抗壓強(qiáng)度，以控制注入水量，產(chǎn)生水蒸汽方式排出。上述三種強(qiáng)化冷卻措施，雖然在維持水套結(jié)構(gòu)，提高爐體壽命方面產(chǎn)生了一定的積極效果，但是，它卻給冶煉工藝帶來了不利因素。首先是排出的熱水或水蒸汽耗掉爐內(nèi)的有效熱，增加能耗，提高了冶煉用焦。同時(shí)，鉛鼓風(fēng)爐的熔煉溫度提高，熔煉作業(yè)亦受影響。另外，鼓入爐內(nèi)的常溫空氣，經(jīng)冶煉作業(yè)后成為以200℃左右溫度的煙氣外排，很明顯這部氣體帶走了爐內(nèi)的熱量。因此，就使得目前的鉛鼓風(fēng)爐的焦耗一直難以下降。
鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉是一種較先進(jìn)的冶煉工藝，其優(yōu)點(diǎn)是在風(fēng)溫200～300℃條件下，比采用常溫空氣冶煉節(jié)省焦炭30%左右，提高熔煉生產(chǎn)能力30%，冶煉過程中爐況易于維護(hù)，利于生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
為了獲得鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉，目前在蘇聯(lián)的齊姆肯特斯基，美國的埃爾帕索和日本的佐賀關(guān)等冶煉廠家，相繼采用列管式熱交換器或熱風(fēng)爐等專用的熱風(fēng)換熱裝備來獲得熱風(fēng)。但是，盡管鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉使其冶煉工藝取得較大突破，可隨之而來的又存在增設(shè)龐大的熱交換設(shè)備，要較大的投資、占用場地、基本建設(shè)，待進(jìn)入正常生產(chǎn)還需要二次性地耗用燃料、水電及其附加許多日常操作中的設(shè)備的維護(hù)、生產(chǎn)管理等工作。因此，鉛鼓風(fēng)爐熱風(fēng)熔煉技術(shù)上雖取得很大進(jìn)步，但至今未能推廣普及。
本發(fā)明的目的就是利用鉛鼓風(fēng)爐內(nèi)設(shè)置的風(fēng)套結(jié)構(gòu)，把冶煉過程中自身釋放出的余熱通過風(fēng)套轉(zhuǎn)換成熱風(fēng)，又將該熱風(fēng)應(yīng)用在自身強(qiáng)化冶煉工藝中，從而達(dá)到降低冶煉焦耗、提高冶煉生產(chǎn)能力之目的。同時(shí)又克服了專設(shè)熱風(fēng)換熱裝置所帶來的投資高、占地大、二次耗能以及繁雜的技術(shù)操作、管理等缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在由爐缸、爐體、爐罩和鼓風(fēng)系統(tǒng)組成的鉛鼓風(fēng)爐中，將爐體進(jìn)料平臺(tái)以下與爐缸以上的工作區(qū)段，自上而下大致可分五個(gè)區(qū)域即溫度100～400℃為預(yù)熱區(qū)，400～700℃為上還原區(qū)，700～900℃為下還原區(qū)，900～1200℃為熔化區(qū)，1200～1400℃為焦點(diǎn)區(qū)。本發(fā)明的技術(shù)方案就是在預(yù)熱區(qū)與下還原區(qū)間設(shè)置通風(fēng)風(fēng)道。即是將由鼓風(fēng)機(jī)直接鼓入爐內(nèi)的常溫空氣。改為先從設(shè)在爐上部的風(fēng)管引入，經(jīng)設(shè)在爐內(nèi)的通風(fēng)風(fēng)道，在空氣對流的傳導(dǎo)方式下，對風(fēng)道壁進(jìn)行強(qiáng)制冷卻以維持爐體的結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，常溫空氣流經(jīng)爐內(nèi)的預(yù)熱區(qū)，上還原區(qū)、下還原區(qū)三個(gè)區(qū)間的風(fēng)道后而被加熱成為熱風(fēng)，風(fēng)溫可達(dá)120～250℃。又通過管道、控制閥門將熱風(fēng)作為冶煉用風(fēng)吹入爐內(nèi)，從而達(dá)到熱風(fēng)熔煉的目的。如前所述的風(fēng)道是一種由鋼或鑄鐵制成的通風(fēng)風(fēng)套。在爐體的熔化區(qū)及焦點(diǎn)區(qū)仍沿用現(xiàn)有的砌磚式或水套式結(jié)構(gòu)。
下面通過附圖及實(shí)施例來詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及工藝方法。


圖1是依據(jù)本發(fā)明提出的鉛鼓風(fēng)爐中風(fēng)套的一種螺旋風(fēng)套式鉛鼓風(fēng)爐的縱向剖視圖。
圖2是并列風(fēng)套式鉛鼓風(fēng)爐的縱向剖視圖。
如圖1所示該鼓風(fēng)爐除風(fēng)套及所屬的輸風(fēng)管路外，其他結(jié)構(gòu)仍與現(xiàn)有的鉛鼓風(fēng)爐相近。本爐缸3主要由爐基礎(chǔ)1和爐缸耐火磚2構(gòu)成。爐缸3上部的區(qū)間便是焦點(diǎn)區(qū)，在冶煉過程中焦點(diǎn)區(qū)部位正常溫度在1200～1400℃之間，該部位的爐體主要是由水套8組成。水套8是通過進(jìn)水管7和出水管9進(jìn)行冷卻維護(hù)爐體結(jié)構(gòu)。在爐子的渣口外側(cè)設(shè)有渣壩4，渣口上部是耐火磚砌山型及小水箱5，水套8的上部是環(huán)堵6，而環(huán)堵6的上部便是熔化區(qū)，這部區(qū)域溫度通常在900～1200℃之間。它的爐身12是由耐火磚砌筑的，其外圍設(shè)作業(yè)臺(tái)10、欄桿11。爐身12也可以由水套取代，在爐身12與進(jìn)料平臺(tái)22之間便是本技術(shù)方案設(shè)置風(fēng)套的三個(gè)區(qū)間，即預(yù)熱區(qū)、上還原區(qū)、下還原區(qū)。這三個(gè)區(qū)間的溫度梯度一般在200～900℃，它們的爐體是由內(nèi)外兩層構(gòu)成，外層是由耐火磚按正常砌爐方式砌筑的爐身13，而里層就是本圖1提出的螺旋風(fēng)套。這種風(fēng)套是采用內(nèi)外兩個(gè)不同直徑的鋼板焊制的金屬套筒，兩套筒壁間設(shè)置導(dǎo)流隔板構(gòu)成螺旋通道。它的工作原理是這樣的先將鼓風(fēng)系統(tǒng)的常溫空氣由爐身的上部引入進(jìn)風(fēng)套14，常溫空氣依次經(jīng)風(fēng)套15、16、17螺旋繞轉(zhuǎn)運(yùn)行，由出口風(fēng)套18將被加熱成為熱風(fēng)引入環(huán)形風(fēng)管19，然后再由環(huán)形風(fēng)管與各支風(fēng)管相通，將熱風(fēng)從爐底部風(fēng)口區(qū)風(fēng)口20鼓入爐內(nèi)。環(huán)形風(fēng)管及各支風(fēng)管都涂以保溫材料。為調(diào)整入爐風(fēng)量，在環(huán)形風(fēng)管19上還設(shè)有控制閥21。進(jìn)料平臺(tái)22的上部為爐門24和爐頂25，外圍是欄桿23，爐頂25上部為爐罩26，其他部位與一般爐結(jié)構(gòu)相同。
這種螺旋風(fēng)套還可采用橫截面為矩形的方筒或圓筒沿其螺旋線環(huán)繞而成，同時(shí)也可采用鑄鋼或鑄鐵制造。
圖2所示的是一種并列式結(jié)構(gòu)的風(fēng)套，它的爐體結(jié)構(gòu)及風(fēng)套設(shè)置區(qū)間與圖1相同，而風(fēng)套的結(jié)構(gòu)及布置相異。其工作過程是這樣的由鼓風(fēng)系統(tǒng)來的常溫空氣先進(jìn)上環(huán)管1(管截面為方形、圓形均可)，經(jīng)聯(lián)接風(fēng)管2導(dǎo)入由多塊均勻分布的縱向并列風(fēng)套3(截面為矩形)，同樣常溫空氣在風(fēng)套內(nèi)側(cè)壁以對流的傳導(dǎo)方式而被加熱，然后經(jīng)導(dǎo)風(fēng)管4使熱風(fēng)自風(fēng)套3匯總到環(huán)形風(fēng)管5，再經(jīng)控制閥6和穿過水套8的風(fēng)管7將熱風(fēng)鼓入爐內(nèi)。為了有效調(diào)節(jié)，控制熱風(fēng)，環(huán)形風(fēng)管5設(shè)有控制閥。
這種分塊并列的風(fēng)套也可以制成整體式的，就是將風(fēng)套制成一個(gè)整體的夾壁套筒，然后在套筒內(nèi)的側(cè)壁與側(cè)壁之間用縱向?qū)Я鞲舭鍖⑻淄矈A壁均勻分隔成若干個(gè)縱向氣流通道，最后再由前述的方式將常溫空氣引進(jìn)，熱風(fēng)引出。同樣這種風(fēng)套也可以通過鋼管的并列方式實(shí)現(xiàn)。應(yīng)該指出的是經(jīng)風(fēng)套引出的熱風(fēng)管路外表均涂附保溫材料，以防熱量散失。另外，本風(fēng)套及圖1中的螺旋風(fēng)套也可以設(shè)置于上述三個(gè)區(qū)間中的任一或二個(gè)區(qū)間，由于該風(fēng)套是用鍋爐鋼板制做的，若采用更耐熱的抗蝕材質(zhì)(如襯鉻渣)制做風(fēng)套，其設(shè)置區(qū)間還可以下設(shè)到1200℃的熔化區(qū)，而且該風(fēng)套又可以采用鑄鋼或鑄鐵制成。
風(fēng)套式鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉，自研制以來已先后在兩個(gè)生產(chǎn)廠家試投產(chǎn)了三座爐，其中一座是采用并列式風(fēng)套結(jié)構(gòu)的0.38m2鉛鼓風(fēng)爐，另兩座采用螺旋式風(fēng)套結(jié)構(gòu)的0.64m2和1.03m2鉛鼓風(fēng)爐。其熱風(fēng)生產(chǎn)工藝流程如下鼓風(fēng)機(jī)→常溫空氣→通風(fēng)管道→鉛爐風(fēng)套→熱風(fēng)→環(huán)形風(fēng)管→調(diào)節(jié)閥→管道→作為熔煉的熱風(fēng)入爐。
作業(yè)條件如下
生產(chǎn)實(shí)踐證明入爐空氣中的氧被加熱增加了活度，惰性氣體氮帶入顯熱，風(fēng)口區(qū)焦炭被迅速燃燒，焦點(diǎn)區(qū)溫度升高集中，提高了鼓風(fēng)爐的熱效率和燃料利用率。因此，強(qiáng)化了生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)能力，降低了焦比，使?fàn)t況容易正規(guī)，尤其在處理含鋅較高的爐料明顯地體現(xiàn)了它的優(yōu)越性，而且更體現(xiàn)其優(yōu)越性是在爐體風(fēng)套部分結(jié)構(gòu)，在這個(gè)部位不長爐結(jié)，延長爐令。
本技術(shù)又完全可以應(yīng)用于有色金屬及其它冶煉爐工藝中。它與目前的鉛鼓風(fēng)爐相比，能耗低，生產(chǎn)效率高。而與專設(shè)熱風(fēng)換熱設(shè)備煉鉛爐相比，結(jié)構(gòu)簡單易行，不需增加設(shè)備、廠房、廠地、水電及加熱燃料，又節(jié)省大量的設(shè)備技術(shù)管理、操作人員及工程投資。
權(quán)利要求
1.一種鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉方法及其爐內(nèi)風(fēng)套，其熱風(fēng)熔煉的方法特征在于將鼓風(fēng)機(jī)的常溫空氣從風(fēng)管引入設(shè)在爐內(nèi)的通風(fēng)風(fēng)道，又通過管道將熱風(fēng)作為冶煉用風(fēng)吹入爐內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉方法及其爐內(nèi)風(fēng)套，其使用這種方法而專用的通風(fēng)風(fēng)道的特征在于是一種設(shè)在爐內(nèi)的、由鋼或鑄鐵制成的風(fēng)套。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉方法及其爐內(nèi)風(fēng)套，其特征在于該風(fēng)套設(shè)置于鉛鼓風(fēng)爐的預(yù)熱區(qū)、上還原區(qū)和下還原區(qū)，或設(shè)置在這三個(gè)區(qū)間的任一、二個(gè)區(qū)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉方法及其爐內(nèi)風(fēng)套，其特征在于它的熱風(fēng)生產(chǎn)工藝流程為，鼓風(fēng)機(jī)→常溫空氣→通風(fēng)管道→鉛爐風(fēng)套→熱風(fēng)→環(huán)形風(fēng)管→調(diào)節(jié)閥→管道→作為冶煉的熱風(fēng)入爐。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉方法及其爐內(nèi)風(fēng)套，其特征在于設(shè)在爐身內(nèi)部的風(fēng)套結(jié)構(gòu)為螺旋式風(fēng)套或并列式風(fēng)套。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種鉛鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)熔煉方法及其爐內(nèi)風(fēng)套。它的主要特點(diǎn)是在現(xiàn)有的鉛鼓風(fēng)爐內(nèi)設(shè)置風(fēng)套結(jié)構(gòu)，利用熔煉過程的余熱，讓通常鼓入煉鉛爐內(nèi)的冷風(fēng)流經(jīng)該風(fēng)套而變?yōu)闊犸L(fēng)，再把熱風(fēng)吹入爐內(nèi)，從而起到降低焦耗，提高生產(chǎn)效率的作用。同時(shí)，這種技術(shù)與專設(shè)熱風(fēng)換熱設(shè)備相比，不僅投資少、見效快，而且又節(jié)省能源、廠房和專用操作、維護(hù)人員。
文檔編號(hào)F27B1/22GK1052334SQ89107360
公開日1991年6月19日 申請日期1989年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月8日
發(fā)明者田士杰 申請人:田士杰