專利名稱：雜銅再生澆鑄陽極板連續(xù)生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雜銅再生澆鑄陽極板連續(xù)生產(chǎn)工藝，凡是可以直接通過精煉作業(yè)生產(chǎn)陽極板的銅原料，都可以利用本工藝生產(chǎn)出陽極板供電解生產(chǎn)陰極銅。( 二)現(xiàn)有技術(shù)目前用于陽極精煉的工藝爐型有固定式與傾動(dòng)式兩種，固定式精煉爐即通常所說的平爐，又叫反射爐，爐型為長方體，固定在地面上；而傾動(dòng)爐則是將類似于平爐的爐體安裝在可以左右搖動(dòng)的支架上。兩者都可以完成雜銅原料的精煉作業(yè)，其基本工藝過程是“熔化一氧化一還原一提溫”。生產(chǎn)時(shí)將各種銅原料按照一定比例搭配，分批次加入爐內(nèi)，燃燒供熱使之熔化。當(dāng)熔化的銅水足夠一爐后，開始氧化，即往銅水中鼓入空氣，加入足量的熔劑使各種有害雜質(zhì)造渣，并將渣排出。氧化結(jié)束后開始還原，即往銅水內(nèi)鼓入還原劑，與銅水中的氧化亞銅發(fā)生還原反應(yīng)脫氧。在氧化與還原的同時(shí)，逐步提高銅水的溫度使之達(dá)到澆鑄的要求。還原結(jié)束即開始出銅，把銅水澆鑄成陽極板。這兩種工藝爐型的共同特點(diǎn)是所有作業(yè)都是在同一個(gè)爐膛內(nèi)按照先后的次序進(jìn)行，屬于周期性作業(yè)方式，一爐銅水澆鑄完結(jié)后再開始下個(gè)一爐次的作業(yè)。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率比較低(單爐的日產(chǎn)量大都在100噸上下，大型的傾動(dòng)爐可以達(dá)到300噸)；能耗比較高(熱利用率在20%左右，噸銅重油單耗80-100公斤，或天然氣單耗100——130標(biāo)立米， 不包括還原能耗)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種能耗低，可連續(xù)作業(yè)，生產(chǎn)效率高的雜銅再生澆鑄陽極板連續(xù)生產(chǎn)工藝。本發(fā)明將熔化爐、氧化爐、還原爐、保溫爐按工藝順序連接成一整體，首次投料后， 再分別在各對(duì)應(yīng)爐膛內(nèi)同時(shí)進(jìn)行下述各步操作a、加料熔化加銅料至熔化爐中使成料柱，料柱底部的銅料在高溫氣體下快速溶化后流進(jìn)氧化爐，以后每隔5分鐘加料一次；熔化爐的天然氣燃燒量當(dāng)空氣過剩系數(shù)取 1. 05時(shí)為470-490標(biāo)立米/時(shí)，爐內(nèi)保持微氧化氣氛和微正壓操作；b、氧化造渣在氧化爐中，壓縮空氣鼓入銅水中進(jìn)行氧化，其壓力為0. 4-0. 5 兆帕，風(fēng)量為290-310標(biāo)立米/時(shí)，使銅水的含氧量始終保持在0. 45% -0. 55%之間；同時(shí)每隔10分鐘視雜銅含量向銅水中加入石英砂10-20kg，造渣；不定期扒渣；爐內(nèi)保持較強(qiáng)的氧化氣氛和微正壓，氧化的銅水流進(jìn)還原爐中，銅水溫度升至1150°C ；C、還原脫氧鼓天然氣至還原爐中，天然氣壓力0. 38-0. 42兆帕，流量為 250-300標(biāo)立米/時(shí)，使銅水中的含氧量在0. 13% -0. 17%之間，同時(shí)鼓入空氣使沒還原的天然氣燃燒，并對(duì)銅水加溫至1200°C ；還原的銅水進(jìn)入保溫爐；d、儲(chǔ)存保溫保溫爐中燃燒的天然氣量為290-310標(biāo)立米/時(shí)，空氣量為 2700-2900標(biāo)立米/時(shí)，爐內(nèi)保持較強(qiáng)的還原氣氛和微正壓；e、出銅澆鑄當(dāng)保溫爐中銅水達(dá)到4/5爐時(shí)，即可開始出銅澆鑄制得陽極板； 當(dāng)保溫爐中銅水剩下1/10爐時(shí)，停止?jié)茶T，待流入的銅水達(dá)到4/5爐時(shí)，即開始下一個(gè)周期的澆鑄作業(yè)。
本發(fā)明由于將現(xiàn)有間歇生產(chǎn)工藝改為連續(xù)生產(chǎn)工藝，所以與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下特點(diǎn)1、投資省按年產(chǎn)10萬噸陽極板計(jì)，本發(fā)明的主體設(shè)備按目前的市場價(jià)位約450 萬(不包括澆鑄機(jī)組)，平爐則要建容量120噸的兩臺(tái)才能達(dá)到年產(chǎn)10萬噸，約需500萬； 傾動(dòng)爐容量300噸一臺(tái)，需要1500——2000萬。因此最低可節(jié)約投資50萬以上；2、效率高由于將熔化爐、氧化爐、還原爐、保溫爐按工藝順序裝成一個(gè)整體的組合式精煉爐，在組合式精煉爐中的相應(yīng)爐膛內(nèi)分別同時(shí)進(jìn)行加料熔化、氧化造渣、還原脫氧、儲(chǔ)存提溫保溫及出銅澆鑄，從原來的間歇生產(chǎn)變?yōu)檫B續(xù)生產(chǎn)，一個(gè)組合爐日產(chǎn)陽極板 350噸左右，比現(xiàn)有的日產(chǎn)量提高250% ；3、能耗低由于連續(xù)生產(chǎn)提高了熱利用率，噸銅天然氣單耗僅為65-70標(biāo)立米(包括還原用氣)，比現(xiàn)有的降低40-50%。


圖1是本發(fā)明工藝所使用的組合式精煉爐結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1-熔化爐，2-氧化爐，3-還原爐，4-保溫爐，5-澆鑄機(jī)組。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本發(fā)明中的組合式精煉爐如圖1中所示，其基本結(jié)構(gòu)是將熔化爐1、氧化爐2、還原爐3、保溫爐4按工藝順序連接成一整體，再配上全自動(dòng)澆鑄機(jī)組5即可完成整個(gè)精煉作業(yè)。 首次投料后，再分別在各對(duì)應(yīng)爐膛內(nèi)同時(shí)進(jìn)行下述各步的操作a、加料熔化配好的銅料用叉車運(yùn)送到氧化爐的加料斗，料斗提升到爐口將銅料以一定的沖擊力倒進(jìn)爐內(nèi)，形成料柱。燃燒所產(chǎn)生的高溫爐氣從料柱的空隙中穿過，與銅料之間進(jìn)行充分的熱交換，出口的煙氣溫度可降低到250°C，而銅料下降到底部時(shí)，溫度則接近熔點(diǎn)，在燃燒火焰的直接輻射下快速熔化，像雨滴一樣落入熔溝，與其下部氧化爐熔池中的銅水融為一體。熔化爐的熔銅速度每小時(shí)可達(dá)15-20噸，每隔5分鐘加料一次，料重約 1500公斤。熔化爐的天然氣燃燒量470-490標(biāo)立米/時(shí)(空氣過剩系數(shù)取1. 05)，爐中保持微氧化氣氛和微正壓操作；b、氧化造渣在氧化爐中，壓縮空氣(壓力0. 4-0. 5兆帕)通過透氣磚鼓入銅水進(jìn)行氧化，風(fēng)量為290-310標(biāo)立米/時(shí)，使銅水的含氧量始終保持在0. 45% -0. 55%之間；同時(shí)每隔10分鐘視雜銅含量向銅水中加入石英砂(粉狀)10-20kg，造渣，爐渣漂浮在銅水面上被擋渣磚阻擋；不定期扒渣；在爐內(nèi)保持較強(qiáng)的氧化氣氛和微正壓。氧化的銅水從底部的通孔流進(jìn)還原爐中，銅水溫度升至1150°C ；C、還原脫氧通過透氣磚鼓天然氣(壓力0. 38-0. 42兆帕)至還原爐中，流量 250-300標(biāo)立米/時(shí)，使銅水中的含氧量在0. 13% -0. 17%之間；由于天然氣還原的利用率大約只有30%，大部分都進(jìn)入爐膛，因此，要鼓入足量的空氣(1500標(biāo)立米/時(shí))使沒還原的天然氣燃燒，并對(duì)銅水加溫至1200°C ；還原的銅水從上部的溢流口流進(jìn)保溫爐；d、儲(chǔ)存保溫保溫爐中燃燒的天然氣量為290-310標(biāo)立米/時(shí)，空氣量為 2700-2900標(biāo)立米/時(shí)，爐內(nèi)保持較強(qiáng)的還原氣氛和微正壓；如果保溫爐內(nèi)的銅水還原不夠理想，或溫度偏低，可補(bǔ)充還原并提溫；e、出銅澆鑄當(dāng)保溫爐中銅水達(dá)到4/5爐時(shí)，即可開始出銅澆鑄制得陽極板； 當(dāng)保溫爐中銅水剩下1/10爐時(shí)，停止?jié)茶T，待流入的銅水達(dá)到4/5爐時(shí)，即開始下一個(gè)周期的澆鑄作業(yè)。本發(fā)明工藝中從熔化爐到保溫爐，整個(gè)作業(yè)過程是連續(xù)進(jìn)行的。在作業(yè)過程中需要經(jīng)常從各個(gè)部位取樣檢測，查看銅水溫度高低，氧化還原是否完全，以便調(diào)整氧化還原和燃燒作業(yè)參數(shù)。
權(quán)利要求
1.雜銅再生澆鑄陽極板連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征在于將熔化爐、氧化爐、還原爐、保溫爐按工藝順序連接成一整體，首次投料后，再分別在各對(duì)應(yīng)爐膛內(nèi)同時(shí)進(jìn)行下述各步操作a、加料熔化加銅料至熔化爐中使成料柱，料柱底部的銅料在高溫氣體下快速溶化后流進(jìn)氧化爐，每隔5分鐘加料一次；熔化爐的天然氣燃燒量當(dāng)空氣過剩系數(shù)取1. 05時(shí)為 470-490標(biāo)立米/時(shí)，爐內(nèi)保持微氧化氣氛和微正壓操作；b、氧化造渣在氧化爐中，壓縮空氣鼓入銅水中進(jìn)行氧化，其壓力為0.4-0. 5兆帕，風(fēng)量為290-310標(biāo)立米/時(shí)，使銅水的含氧量始終保持在0. 45% -0. 55%之間；同時(shí)每隔10 分鐘視雜銅含量向銅水中加入石英砂10-20kg，造渣；不定期扒渣；爐內(nèi)保持較強(qiáng)的氧化氣氛和微正壓，氧化的銅水流進(jìn)還原爐中，銅水溫度升至1150°C ；c、還原脫氧鼓天然氣至還原爐中，天然氣壓力0.38-0. 42兆帕，流量為250-300標(biāo)立米/時(shí)，使銅水中的含氧量在0. 13% -0. 17%之間，同時(shí)鼓入空氣使沒還原的天然氣燃燒， 并對(duì)銅水加溫至1200°C ；還原的銅水進(jìn)入保溫爐；d、儲(chǔ)存保溫保溫爐中燃燒的天然氣量為290-310標(biāo)立米/時(shí)，空氣量為27004900 標(biāo)立米/時(shí)，爐內(nèi)保持較強(qiáng)的還原氣氛和微正壓；e、出銅澆鑄當(dāng)保溫爐中銅水達(dá)到4/5爐時(shí)，即可開始出銅澆鑄制得陽極板；當(dāng)保溫爐中銅水剩下1/10爐時(shí)，停止?jié)茶T，待流入的銅水達(dá)到4/5爐時(shí)，即開始下一個(gè)周期的澆鑄作業(yè)。
全文摘要
雜銅再生澆鑄陽極板連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征在于將熔化爐、氧化爐、還原爐、保溫爐按工藝順序連接成一整體，首次投料后，再分別在各對(duì)應(yīng)爐膛內(nèi)同時(shí)進(jìn)行下述各步操作a、在熔化爐中加料熔化；b、在氧化爐中氧化造渣；c、在還原爐中還原脫氧；d、在保溫爐中儲(chǔ)存保溫；e、出銅澆鑄；本發(fā)明能耗低，可連續(xù)作業(yè)，生產(chǎn)效率高。
文檔編號(hào)C22B15/14GK102234725SQ20101015623
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月24日
發(fā)明者魯落成 申請(qǐng)人:大冶有色設(shè)計(jì)研究院有限公司, 大冶有色金屬股份有限公司, 大冶有色金屬集團(tuán)控股有限公司