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1、艾薩爐和奧斯麥特爐比較艾薩爐和奧斯麥特爐的結(jié)構(gòu)基本上是一樣的,由爐殼、爐襯、爐底、爐墻、爐頂、噴槍、噴槍夾持架及升降裝置、加料裝置、上升煙道以及產(chǎn)品放出口等組成?!?1)爐殼。爐殼是一個直立的圓筒,由鋼板焊接而成,上部鋼板厚約25mm,熔池部分鋼板厚約40mm,熔池部分還有--個鋼結(jié)構(gòu)加強框架。爐身上部向一邊偏出一個角度,以便讓開中心噴槍,設(shè)置煙氣出口。 (2)爐襯。爐襯全部用直接結(jié)合鎂鉻磚砌筑?!?3)爐底。爐底可以是平底,向放出口傾斜約2%;也可以是反拱形爐底,同樣也要向放出口傾斜約2%。爐底總厚度約1200mm,一般分為三層。上面的工作層一般厚460mm,采用帶凹槽的異形
2、磚砌筑;工作層下面是一層約300imn厚的鎂鉻質(zhì)搗打料層;最下面是優(yōu)質(zhì)黏土磚砲層。黏土磚砲層分為兩層,下層是厚為115mm側(cè)砲層,上層是厚為300mm立砲層。 (4)爐墻。爐墻的工作條件非常惡劣,下部受強烈攪動的熔體侵蝕、沖刷,上部受噴濺熔渣的侵蝕和高溫煙氣的沖刷;其中,又在液面的波動范圍內(nèi),即距爐底1000-2000mm的范圍內(nèi)損壞尤其嚴重。早期的爐襯壽命比較短,只有0.5a左右,隨著操作技術(shù)的改進,目前的爐子壽命已超過10a。新設(shè)計的爐子都增加了爐墻的冷卻設(shè)施,爐墻壽命可達到1.5?2a?!?5)爐頂。爐頂?shù)男问娇梢允莾A斜的(如奧斯麥特爐),也可以是水平的(如艾薩爐)。斜爐
3、頂?shù)臒煔饬鲃颖容^暢通。在爐蓋上要布置噴槍孔、加料孔、烘爐燒嘴孔、煙道孔等,所以結(jié)構(gòu)比較復雜,工作條件惡劣,因此爐蓋的結(jié)構(gòu)和壽命一直是一個難以解決的問題。爐蓋的結(jié)構(gòu)之一是采用鋼板水套,水套下面焊上錨固件,用鎂鉻質(zhì)搗打料搗制耐火襯里;另一種結(jié)構(gòu)是銅水套爐蓋,內(nèi)表面靠生產(chǎn)時自然噴濺黏上的一層結(jié)渣保護?!?6)噴槍。奧斯麥特爐與艾薩爐熔煉工藝的基礎(chǔ)是直立式浸沒于熔渣池中的一個垂直噴槍,稱為賽洛噴槍。兩種爐型的噴槍構(gòu)造基本相同。噴槍直立于頂部吹爐的上方,在吹煉過程中用升降、固定裝置對其進行升降和更換等作業(yè)。噴槍頭部插入渣層內(nèi),是最容易損壞的部位,長度一般為800~2000mm,外套管多用
4、不銹鋼制造。噴槍頭部的壽命為5~7d,更換噴槍很容易,把損壞的噴槍用吊車吊出來,把已準備好的換上,大約需40min。換下來的損壞噴槍只需切下頭部,焊上新的就可以再用?!?7)噴槍升降機。艾薩爐是豎式爐,爐體比較高,所以噴槍比較長,一般為13~16m。這樣就需要一個行程很大的噴槍升降機。噴槍固定在一個滑架上,與管路連接。滑架的各種管接頭分別用金屬軟管與車間供油、供風管道相接。噴槍頭部插入渣層的深度,根據(jù)噴吹氣體壓力變化由計算機自動調(diào)節(jié)?!?8)上升煙道。上升煙道設(shè)計的要點一是保證煙氣通暢,二是盡量防止黏結(jié)堵塞,而且確保發(fā)生黏結(jié)后容易清理。煙道的結(jié)構(gòu)形式有傾斜式和垂直式。煙道內(nèi)襯耐
5、火材料,目的是使進入煙道的熔渣可自流回到爐內(nèi)。傾斜式煙道黏結(jié)嚴重,而且不易清理。垂直式煙道是余熱鍋爐受熱面的一部分,這種形式的煙道內(nèi)壁溫度低、煙塵易黏結(jié),但黏結(jié)層易脫落,好清理。頂吹沉沒溶煉(艾薩法與奧斯麥特法)頂吹沉沒熔煉早先的稱呼為賽洛熔煉(Sirosmelt)。后來,發(fā)明了弗洛伊德本人主持的公司稱此法為奧斯麥特熔煉(Ausmelt),另一執(zhí)照擁有者芒特艾薩公司則稱艾薩法(ISA)。???爐型與氧氣自熱爐相同,均為圓桶形鋼制外殼、內(nèi)襯耐火材料的固定式反應器。噴槍結(jié)構(gòu)簡單,噴入空氣的同時就冷卻了噴槍外管壁,使熔渣固結(jié)于上形成保護層,使之可以浸沒入熔體,加強攪拌。爐料也是由爐頂
6、加入,過程與諾蘭達相似,屬沉沒式噴吹熔煉。不能用工業(yè)純氧,對自然程度低的米料可采用當?shù)亓孔盍畠r的燃料補充供能。???頂吹沉沒熔煉爐是一種用途廣泛的熔煉設(shè)備,近年來發(fā)展十分迅速。目前的應用除銅以外還有錫還原熔煉、鋅渣煙化、鉛冶煉、貴金屬陽極泥處理、熔融還原煉鐵以及垃圾焚燒等。目前使用該法生產(chǎn)銅冶煉廠有美國亞利桑那州的塞浦路斯阿曼克斯公司的邁阿密冶煉廠等。我國自20世紀90提代中后期連續(xù)引進了幾條頂吹沉沒熔煉生產(chǎn)線,應用于不同的金屬冶煉系統(tǒng)。中條山冶煉廠已引進奧斯麥特煉銅技術(shù)建成投產(chǎn);云南銅業(yè)股份公司技術(shù)在云南錫業(yè)公司得到進一步改進發(fā)展;云南冶金集團總公司組合開發(fā)的ISA-YMG煉
7、鉛新工藝即將投入工業(yè)生產(chǎn)。最近,銅陵有色金屬公司也決定引進頂沉沒熔煉技術(shù)原有密閉鼓風爐熔煉系統(tǒng)。資料顯示,至目前,應用與銅冶煉的頂吹沉沒熔煉爐已超過10臺,銅硫(含銅)生產(chǎn)能力已達150萬t以上。???云南銅業(yè)股份公司艾薩熔煉的操作參數(shù)和指標見表1。表1?云南銅業(yè)股份公司艾薩熔煉的操作參數(shù)和指標序號項目單位參數(shù)備注氧氣質(zhì)量分數(shù)%50氧槍氧壓kPa150噴槍維修周期/d7~19(平均10.3)更換槍頭鋼管最大氣體流量m3·s-1>80(標態(tài))氧利用率%>97爐膛內(nèi)徑mФ4.4生產(chǎn)能力t·h-1