傾動爐精煉廢雜銅1概述廢雜銅的回收與利用具有重要意義，它擴大了銅金屬資源，降低生產成本，減少環境污染，增加社會效益，所以早已為各工業發達國家所重視。近年來，國外再生金屬的生產發展很快，其原因是把開發和利用再生有色金屬資源視為國家的重大發展戰略和國策。我國的廢雜銅精煉技術與世界發達國家存在一定的差距，主要表現在精煉設備落后，機械化、自動化程度低，環境污染嚴重，因此尋求一種先進的精煉設備和工藝顯得非常重要。2常用的3種精煉爐常用的3種精煉爐是固定式反射爐，回轉式精煉爐，傾動式精煉爐。它們用于精煉時原理和精煉過程基本相同，但各自有其優點。2.1回轉式反射爐固定式反射爐是一種傳統的火法精煉設備，具有結構簡單，造價低，原料適應性強，容易操作等優點。但該爐子熱效率低，爐門的密閉性差，操作環境惡劣，工人勞動強度大，氧化還原要工人持管，工人扒渣，且加料時間長，熔化速度慢，是一種較落后的生產設備。國內目前大多數銅火法精煉工廠扔采用該方法精煉粗銅和廢雜銅。2.2回轉式精煉爐回轉式精煉爐與80年代在我國開始應用，它散熱損失少，密閉性強，操作環境和機械化程度都比固定式反射爐要好，但它較適應處理含銅品位較高的粗融粗銅，固體爐料不超過25%。所以不宜用于專門處理廢雜銅。2.3傾動式精煉爐傾動式精煉爐是本世紀60年代由瑞士麥爾茲公司開發的，它是依照鋼鐵工業應用的傾動爐，結合有色金屬冶煉的特殊工藝要求開發成功的，其冶金過程和原理于固定式反射爐基本相同，均要經歷加料、熔化、氧化、還原和澆鑄幾個階段，該爐子的主要優點：a、 對原料的適應性好，既可處理固態爐料，又可處理液態爐料。b、 加料方便，布料均勻，熔化速度快。c、由于爐膛結構合理，爐體可傾動搖擺，因此傳熱效果好，熱的利用率高，節省燃料。d、 機械化程度高，氧化用的壓縮空氣和還原氣體是通過同一風管插入爐內，靠閥門進行切換，不需人工持管。e、 氧化期爐子向氧化風管側傾轉15°左右，即可將風管浸入需要的熔體深度，有利于氧化風在銅液內的擴散，氧化程度高。f、 可使用氣體還原劑，還原劑利用率高，基本解決了固定式反射爐使用重油作還原劑產生的黑煙污染問題。g、 出銅作業與澆鑄機配套靈活，遇澆鑄故障時爐子可迅速回轉安全位置，避免了反射爐可能出現“跑鋼”事故。h、 爐子壽命長，維修方便，提高了爐子作業率。傾動式精煉爐有上述顯著地優點，所以越來越受到人們的重視，它綜合了固定式反射爐和回轉式精煉爐的優點，是處理廢雜銅的理想爐型，迄今國外已有10余家工廠采用該爐進行廢雜銅的精煉，它的缺點是由于爐子的特殊結構，所用的金屬材料消耗較大。3傾動爐主要構成傾動爐和固定式精煉爐比較，主要不同就是其整臺爐子支承于兩端的托滾上，由搖桿推動爐子的傾動，搖桿推動由兩個液壓油缸完成。3.1爐體爐體由于金屬金屬構架，耐火材料組成。爐膛截面形狀類似固定反射爐，由爐頂、爐墻和爐底組成并分為熔池區和氣流區，前墻設有2個加料口和1個排渣口，后墻設有1個澆鑄口和4組氧化還原插管，端墻設有重油澆嘴，另一端墻設有排煙口，排煙口中心線處于爐子的傾動中心。350t傾動式精煉爐結構3.2支承裝置傾動爐的支承裝置有托輥式和鞍座式兩種。托輥式支承結構與一般的回轉爐支承結構相同，在爐子的兩端各設一對較大直徑的托輥，托輥間距視爐子的長度而定，爐體輥圈支于托輥上并通過傾動裝置使爐體傾動。托輥式支承只適用于小容量的爐子，對于大容量的爐子，200t以上采用鞍座式支承，弧形鞍座由多個直徑較小的滾筒組成，爐體弧形滾圈支于弧形滾筒組上，依靠傾動裝置使爐體傾動。3.3傾動裝置爐子驅動由搖桿構件和兩個液壓油缸完成，爐體的傾動力分布在搖桿上，由搖桿支配爐體，搖桿構件由兩個底部件組成并與基礎固定，托輥架和搖桿的上面部件于爐體焊接。油缸安裝在基礎上，定位爐子的方向。傾轉速度有兩種，可以在規定的范圍內選擇，氧化還原和倒渣時使用快速擋澆鑄出銅時使用慢速擋。4傾動爐精煉工藝流程4.1處理爐料的性質傾動式精煉爐主要用于處理紫雜銅、電解殘極、次粗銅、廢純銅等固體含銅物料，也可以處理液態粗銅，這些爐料的含銅品位一般應大于90%，對于含銅品位較低的廢雜銅，則需通過鼓風爐熔煉，再經轉爐吹煉后方可進入傾動爐精煉。4.2生產工藝5傾動爐精煉工藝操作特點傾動爐精煉工藝過程與固定式反射爐、回轉式精煉爐基本相同，都要經歷加料熔化、氧化還原、出渣和澆鑄過程，但它在工藝和操作方面又有以下特點：5.1加料熔化過程傾動爐在加料熔化期，爐子處于水平狀態，用專用的地面式加料機或橋式加料機將料分批加入爐內，進料時爐膛溫度不低于1300°C，加料及熔化時間由加料機的能力和爐子大小決定。加料的原則是：首先從靠近重油燒嘴口的爐門進一些松散的小塊料，加入的物料在爐內形成一定的坡度，靠近重油燒嘴一端物料低些。這樣更有利于物料的吸熱與熔化。熔融的銅料在爐內通過爐體的傾動起到熱導體的作用，加速了固體爐料的熔化，從而縮短了熔化期的時間，降低了燃耗。在熔化期根據物料的雜質成分可加入造渣溶劑。5.2氧化還原系統350t爐子有4組氧化還原風眼，每組2根，每爐作業時僅使用每組中的1根，固定于澆鑄側的爐墻上，當爐子在正常位置是風眼位于熔體液面上，氧化還原過程進行時，爐子傾轉到15°，風眼位置約在熔體液面下500mm處。在澆鑄過程中靠控制爐子的傾斜角度，保證風眼位置始終位于熔體液面上，這樣風眼不會被銅水堵掉。氧化時用無水和無油的壓縮空氣，并要求顯示壓力和數量。氧化結束后靠閥門切換，送入LPG氣體進行還原作業。其余時間氧化還原風管是關閉的，并用空氣冷卻。氧化還原風管為不銹鋼制，伸出爐體內壁約20mm。5.3出渣和澆鑄過程出渣口和進料爐門在同一側，靠近排煙口，出渣時爐子傾轉得最大角度為10°，傾動爐的澆鑄過程與回轉式陽極爐相似，靠爐體的轉動將銅水倒出，銅水經溜槽連續流入中間包，中間包得銅水再通過澆鑄包進行定量澆鑄，澆鑄時爐子傾轉得最大角度為28.5°，此時爐內的銅水基本可以全部倒完。當爐子排空時爐子回到正常位置，又開始下一個新爐期作業。5.4燃燒系統燃燒系統由2個重油燒嘴位于爐子的一端，每個燒嘴的能力是200?1000kg/h，調節范圍是1:5,采用蒸汽霧化，霧化壓力最小是600kPa。燒嘴處油壓600kPa，在每個燒嘴下部的爐墻上配有一根氧氣管，根據處理物料的性質，難熔物料在熔化時可采用富氧空氣燃燒，使火焰下部溫度更高，爐頂不至于過熱，延長其耐火材料的壽命。燃燒風機懸掛在爐子框架的下面，風機和風管于爐子一起傾轉。在開爐初期用輕柴油將爐體預熱至600°C~700°C。燒嘴帶有自動點火裝置，使用液化石油氣點火。5.5排煙系統煙氣出口位于爐子重油燃燒噴嘴的另一端，煙氣經過二次燃燒室使煙氣中的炭黑完全燃燒后，經廢熱鍋爐或噴霧冷卻器降溫，再經布袋收塵后由風機排空。二次燃燒室與傾動爐接口處留有一點縫隙，可漏入空氣使炭黑燃燒，二次燃燒室的另一作用是煙氣帶出的爐渣在此沉降。5.6控制系統爐子控制系統包括自動系統和顯像系統。自動系統有控制整個爐子裝置的功能，包括氧化還原氣體的自動切換，事故停止功能，爐內壓力與排煙風機的調節功能。顯像系統安裝在中央控制室，所有需控制的參數均在顯像系統顯示和輸出，顯像系統包括帶鍵盤的計算機、監視器、鼠標和接口，爐子現場還有2臺控制盤，對爐子進行現場啟動和控制。爐子配有燃燒系統所需的檢測盒控制裝置、精煉裝置、液壓裝置、溫度和壓力檢測裝置。6結語我國目前尚無一