火法电炉冶炼中的移动式电炉喷煤方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种火法矿热电炉冶炼生产中的工艺及设备，尤其是火法电炉冶炼中的移动式电炉喷煤方法及装置，其特点是，在冶炼炉中的原料被加热至熔融状态时，向炉中液面以下通入由焦炭粉末和空气，或者焦炭粉末和氧气组成的混合物。很明显，本发明专利技术的方法和装置适用于所有用电炉冶炼，而需要加入碳质原料的生产工艺中，均能节约电能，节约焦炭。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种火法矿热电炉冶炼生产中的工艺及设备，尤其是火法电炉冶炼中的移动式电炉喷煤方法及装置。
技术介绍
火法冶金是指用燃料、电能或其他能源产生高温，在高温下应用冶金炉把有价金 属和精矿中的大量脉石分离开的各种作业。又称高温冶金，是利用高温从矿石中提取金属 或金属化合物的冶金过程，是冶金的主要方法。此过程没有水溶液参与反应，所以又称干法 冶金。主要用于钢铁冶炼、有色金属造锍溶炼和熔盐电解以及铁合金、电石生产等。火法冶 金的典型工艺过程有矿石准备、冶炼、精炼三个步骤；其主要反应是还原-氧化反应。有色 金属、铜、镍、铁合金、钢、电石等产品绝大部分用还原电炉冶炼，产品有冰铜、冰镍、硅铁、碳 素锰铁、锰硅合金、碳素铬铁、钨铁、硅铬合金、硅钙合金、磷铁、电石等，在还原电炉内用矿 石配加焦炭或其他碳质还原剂依靠电能加热进行冶炼。运行时电极插入炉料，除电极端部 和焦炭颗粒之间产生电弧外，主要通过炉料和炉渣的电阻热加热。用作还原剂的焦炭同时 是炉料中传导电能并对炉膛电阻起主要影响的因素，焦炭颗粒较细有利于在炉料中均匀分 布而且具有较高的电阻率。 现有的铜、镍、铁合金、电石等的冶炼电炉通常体积庞大，在炉中插有三相电极，大 体呈等边三角形分布，很显然离电极较远的边缘部分、液面以上的部分温度、氧气含量的分 布很不均匀，从而导致局部还原反应效率低下。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种火法电炉冶炼中的移动式电炉喷煤方法，在冶炼过 程中使用该方法能够大幅减少原料中焦炭的使用量，提高还原反应的效率，并且能降低电 炉的耗电量，从而有效降低了生产成本。 本专利技术的另一个目的是提供一种可以实现上述方法的喷煤装置，在用还原电炉冶 炼时通过它向坩埚内喷入氧气(或空气)和焦炭粉末，能够提高局部温度，加快反应效率， 起到节能降耗的作用。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是 —种火法电炉冶炼中的移动式电炉喷煤方法，其特别之处在于，在冶炼炉中的原 料被加热至熔融状态时，向炉中液面以下通入由焦炭粉末和空气，或者焦炭粉末和氧气组 成的混合物。 其中原料中焦炭的用量为目前常规工艺中所需焦炭总重量的20_25%，而喷入的 焦炭粉末的用量为原料中焦炭重量的2-2. 5倍。 其中焦炭粉末的粒度为30-250目。 其中向炉底部通入混合物。 —种喷煤装置，其特别之处在于，包括一石墨化碳素管，该石墨化碳素管的一端为3喷嘴，其另一端分别与鼓风机和料仓连通。 其中石墨化碳素管上远离喷嘴的一端与一软管连通，该软管的另一端分别与鼓风 机和料仓连通。 其中在石墨化碳素管和软管之间还连通有一段钢管，该钢管的一端通过管卡与软 管连接，该钢管的另一端通过绝缘管卡与石墨化碳素管连接，并且在该钢管上与石墨化碳 素管连接处包裹有绝缘材料。 其中绝缘管卡为塑料管卡，绝缘材料为耐火陶瓷或石棉绝缘带。 其中石墨化碳素管的喷嘴处为圆锥状。 其中鼓风机和料仓分别通过管道与软管连通，在各自的管道上分别安装有调节 阀，其中软管为橡胶管。 经过在铁合金和电石冶炼炉中的试验证明，在使用本专利技术的喷煤装置同时喷入空 气和焦炭粉的情况下，总共只需使用原焦炭总重量的约60_80%即可，这些焦炭中约30% 仍然添加在原料中，而其余部分全部磨成30-250目的焦炭粉与空气一起喷入。由于喷入空 气和焦炭粉能提高局部温度，加快反应效率，因此能节约冶炼时间，当然也可以保持冶炼时 间不变，而适当降低功率，同样经过在铁合金和电石冶炼炉中的试验证明，前述方案能节约 20%左右的电能。由于喷入空气可能会带走部分热量，因此喷入氧气效果更佳，但氧气制备 成本较高，比较适合大型企业。 很明显，本专利技术的方法和装置适用于所有用电炉冶炼，而需要加入碳质原料的生 产工艺中，均能节约电能，节约焦炭。附图说明 附图1为本专利技术中装置的结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图来对本专利技术的装置作进一步详细的说明 如图1所示，本专利技术的装置包括一石墨化碳素管l，该石墨化碳素管1的一端为喷 嘴，喷嘴处为圆锥状，其另一端分别与鼓风机8和料仓6连通。石墨化碳素管1上远离喷嘴 的一端与一软管5连通，该软管5的另一端分别与鼓风机8和料仓6连通。软管5可采用 橡胶管，使用软管5便于移动式作业，从而根据需要向炉内不同位置喷入，避免设置多个固 定式喷煤装置。 另外还可以在石墨化碳素管1和软管5之间连通有一段钢管3，该钢管3的一端通 过管卡4与软管5连接，该钢管3的另一端通过绝缘管卡2与石墨化碳素管1连接，并且在 该钢管3上与石墨化碳素管1连接处包裹有绝缘材料，绝缘管卡2可采用塑料管卡4，绝缘 材料可采用耐火陶瓷或石棉绝缘带，确保钢管3和石墨化碳素管1之间的绝缘安全。 由于喷嘴插入炉内时阻力较大，因此插入和取出石墨化碳素管1时可以采用机械 装置，其结构与捣炉机基本相同，使用时无需捣杆，将喷枪的钢管3部分安装在捣杆座的位 置上，或者根据长度需要将喷枪的钢管3部分直接安装在捣杆上，就能够将石墨化碳素管1 顺利的插入炉内指定位置处。 鼓风机8通过管道与软管5连通，在管道上安装有调节阀7从而调节空气流量，料仓6也通过管道与软管5连通，在管道上安装有调节阀7从而控制流速。 实施例1 在1800KVA的铁合金冶炼炉中，在原料中只添加根据目前常规工艺所需焦炭总重 量的20%，在冶炼炉中的原料被加热至熔融状态时，向炉中液面以下通入由焦炭粉末和空 气组成的混合物。其中喷入的焦炭粉末的用量为原料中焦炭重量的2.5倍，焦炭粉末的粒 度为100目，喷入的位置为液面下较低的位置，可以通过经验或在线检测系统实时获取并 根据需要改变喷入位置。其中空气的用量和流速无需具体限定，只要能使焦炭粉末顺利喷 入即可。 与目前常规工艺相比，平均耗电量减少18%。 实施例2 在6300KVA的铁合金冶炼炉中，在原料中只添加根据目前常规工艺所需焦炭总重 量的25%，在冶炼炉中的原料被加热至熔融状态时，向炉中液面以下通入由焦炭粉末和空 气组成的混合物。其中喷入的焦炭粉末的用量为原料中焦炭重量的2倍，焦炭粉末的粒度 为80目，喷入的位置为液面下较低的位置，可以通过经验或在线检测系统实时获取并根据 需要改变喷入位置。其中空气的用量和流速无需具体限定，只要能使焦炭粉末顺利喷入即 可。 与目前常规工艺相比，平均耗电量减少20 % 。 实施例3 在8000KVA的电石冶炼炉中，在原料中只添加根据目前常规工艺所需焦炭总重量 的23%，在冶炼炉中的原料被加热至熔融状态时，向炉中液面以下通入由焦炭粉末和氧气 组成的混合物。其中喷入的焦炭粉末的用量为原料中焦炭重量的2. 3倍，焦炭粉末的粒度 为120目，喷入的位置为液面下较低的位置，可以通过经验或在线检测系统实时获取并根 据需要改变喷入位置。其中氧气的用量和流速无需具体限定，只要能使焦炭粉末顺利喷入 即可。 与目前常规工艺相比，平均耗电量减少23 % 。 由于火法冶炼电炉种类多、功率较大，各企业工艺也不同，因此上述所有实施例中 的"目前常规工艺所需焦炭总重量"均指未采用本专利技术方法，而是采用普通火法冶炼工艺时 焦炭的正常用量。 另外增加空气(氧气)流量能够使局部温度更高，而减少流量则更有利于生成一 氧化碳从而促进还原，实际使用时可根据需要自行调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火法电炉冶炼中的移动式电炉喷煤方法，其特征在于：在冶炼炉中的原料被加热至熔融状态时，向炉中液面以下通入由焦炭粉末和空气，或者焦炭粉末和氧气组成的混合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：牛庆君，
申请(专利权)人：牛庆君，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]