奥斯麦特熔炼技术及内衬用耐火材料介绍
2022-07-11 16:59:27 点击：
奥斯麦特熔炼技术广泛应用于各种金属提取过程中，可熔炼铜精矿产生的铜砂.粗铅直接熔炼硫精铅矿生产.熔炼锡精矿生产的锡也可以处理冶炼厂的各种渣料和再生材料。奥斯麦特法在熔融池中的熔体-炉料-气体之间产生强烈的混合和混合，大大加强了热传递.质量在燃料需求和生产能力方面产生较高的经济效益，提高了质量传递和化学反应速率。奥斯麦特法的喷枪垂直浸没在熔渣层中，喷枪结构特殊，炉膛尺寸紧凑，整体设备简单。
奥斯麦特技术是在原有的赛罗熔炼方法和艾萨熔炼方法的基础上，进行了大量的应用技术开发，特别是增加了喷枪外套，使炉内所需的二次燃烧风可以直接从同一喷枪喷入炉内，使熔池上方的金属蒸汽和未完全燃烧的碳颗粒能够充分燃烧，并被剧烈搅拌的熔体吸收，大大提高了炉内反应的热效率，提高了烟气的性质。
奥斯特炉结构由炉壳组成.炉衬.炉底.炉墙.炉顶.喷枪.喷枪夹持架和升降装置.加料装置.上升烟道和产品出口。上升烟道的设计是确保烟气通畅，另一个是尽量防止粘结堵塞，确保粘结后易于清洁。烟道的结构形式为倾斜和垂直。烟道内衬耐火材料的目的是使进入烟道的熔渣流回炉膛。倾斜烟道粘结严重，不易清洁。垂直烟道是余热锅炉加热面的一部分，烟道内壁温度较低.烟尘易粘结，但粘结层易脱落，易清理。
奥斯特炉熔炼速度快，生产率高，建筑投资少，生产成本低，对原材料适应性强，与现有设备配套灵活.操作方便，操作简单，自动化程度高，燃料适应范围广，劳动卫生条件好。但是炉子的使用寿命比较短，喷枪的保温需要柴油或者天然气，比较贵。
1.奥斯麦特铅冶炼工艺流程
1）车间布置
图1所示的车间布局。
图1注:铅冶炼车间布置
2)铅冶炼工艺流程
铅冶炼工艺如图2所示。从图2可以看出，在阶段(熔炼)，铅精矿.将二氧化硅和石灰石与铅残渣和硫酸铅残渣混合添加到炉中。.喷枪空气.喷枪氧气和保护气体通过喷枪供应。在熔炼阶段，将增加所有阶段的烟尘。
图2注:铅冶炼工艺流程
铅金属及铅40wt.在这一阶段将产生%的残留物。当金属分阶段排除时，残留物将在下一阶段发生反应。当炉内残渣容量达到上限时，进料将暂停。熔化池将减少。首先，添加铅精矿和块煤（恢复1），然后只添加块煤（恢复2）。在这两个恢复阶段，残渣中的氧化铅含量降低，形成铅金属，残渣中的铅含量在工艺结束后从40开始wt.%降至5wt.%。如图3所示，氧化还原段加入材料的时间段。
图3注:氧化还原段加料时段
2.奥斯麦特炉结构概况
如图4所示，奥斯麦特炉的结构分为三个部分:底壁(包括炉床和排放口).上壁和锥体。炉壳采用钢板轧制，按设计尺寸焊接。顶部包括喷枪口。.进料口.备用烧嘴口.取样口和余热锅炉口，如图5所示。
图4注:奥斯麦特炉结构示意图
图5注：奥斯麦特炉顶示意图
所有的受热面都用耐火砖衬里。炉底主要由的粘土耐火砖和捣打混合物组成。除了出口周围区域外，炉壳和椎体的整个外表面都是水冷式，由垂直套管焊接在表面上。炉壳下部有一个出渣口和一个排铅口，周围有一个双套管(非垂直套管)。炉体由网格床结构支撑。
1）排放口
奥炉冶炼工艺产品可通过排放口排出。排放口可通过吹氧管或风镐打开。关闭排渣口“泥塞”通过泥炮人工关闭或喷入粘土关闭出口，包括金属出口、熔渣出口。
奥林匹克炉使用的排放口包含两层（外部或内部）水冷铜挡板。排放口用于排出炉内的熔融物。如图6所示，排放挡板冷却系统在炉排放时冷却排放挡板。
减少排放口插入物的腐蚀程度，保护水冷，减少内部排放口挡板后防火材料的磨损，停止排放后冷却熔体，帮助排放口关闭。
图6注:奥斯麦特炉排放口示意图
它是奥斯麦特炉磨损快的部分之一，因为排放挡板的热循环非常快，腐蚀严重。排放挡板的水冷却可以降低其磨损率，从而降低更换它们的频率。奥运炉使用的插件是由加工过的石墨制成的，放置在带有弹簧的楔形系统中。在熔炉关闭之前或之前“紧急排放”使用金属排放口作为完全排放口，将熔炉中的熔融物全部排出。
2）电热前床
电热前床用于容纳奥炉产生的含铅量约5%的终渣，终渣通过渣槽流入20×3.162m?电加热前床、电加热前床使铅进一步沉淀到烟化炉进行锌渣烟化作业，设计渣高11.3m，沉淀的铅通过铅排放口排入铅袋，通过铅袋吊装注入铅罐。炉渣排放口定期将炉渣放入烟化炉中。在烟化炉检修过程中，床渣可以通过水淬火储存，然后返回烟化炉。电热前床通过三个石墨电极对炉渣进行保温，电源来自鼓风机房10kV在配电室中，通过控制延伸到前床的电极和前床变压器，通过位于9米高的三个绞车控制三个电极。
3）风冷底板
奥林匹克炉的底部由支撑在网格床上的钢底板组成。在熔炉的设计和安装过程中，保留了丰富的熔炉钢外壳的热膨胀。底部通过安装在炉床上的一层耐火材料进行保温。风冷防止底板因持续加热而变形。风冷是由自然对流产生的。开放式网床便于底部空气循环。因此，应特别注意底部不能覆盖、密封或关闭，如图7所示。
图7注：风冷底板示意图
4）水冷外壳
炉内采用耐火衬里，外壳也需要冷却，以防止持续加热和变形。这种低强度的冷却方法对耐火衬里的热量影响不大，但只能冷却和固化外壳“热面”在耐火材料失效的情况下，保护外部钢外壳，为停炉赢得时间。水冷壳设计采用平行水冷环路设计，因此水冷系统可以在一个环路失效后继续运行，在可控条件下可以停炉。
5）Ausmelt喷枪
奥斯麦特喷枪结构如图8所示，内部由四个不锈钢同心套管组成。喷枪中的燃料(粉煤).混合氧风、喷枪风和套筒风将连接到各自的管道。喷枪一般可分为两个功能区：喷枪安装板上方和喷枪安装板下方。安装板上方提供工艺管道连接，对喷枪的提升和固定起着重要作用。支撑板的下部是插入熔炉的同心管。喷枪全长20.86m，炉内长度小于12.6m。其中，混氧风管短，喷枪风管长，套筒风管止于旋流器上方，粉煤管延伸至旋流器下方。
图8注：喷枪示意图
6）保温烧嘴
保温烧嘴的作用有:一是烘烤和预热新炉衬；二是冷却；.热炉再热；三是拆除喷枪后的保温。炉子的压力一直保持在-250~50Pa（表面压力），火焰的形状保持长而窄是非常重要的，因为如果火焰直接影响炉壁，它将导致炉衬里的严重剥落。在到达炉子之前，长火焰也可以完全燃烧，以减少浪费。燃烧器将使用轻柴油作为其主要燃料来源，并使用空气作为燃料辅助材料。在炉膛加热过程中，燃烧器使用较大的燃烧空气流量和燃料流量来加热炉膛，从小火灾流量到加热结束的流量，以备用燃烧器“标称额定参数”确定炉温应保持在1200℃，提供的热量应足以补充炉内的总热量损失。炉内总热量损失不包括废气排放带走的热量。
7）喷枪位置
图9注：喷枪位置图
如图9所示，喷枪位置示意图。
位置1为停止位置。喷枪完全从炉子里缩回，喷枪内的物料流停止，对枪头进行内部检查。
位置2为进入位置。喷枪头部位于喷枪口。在从位置2下降的过程中，打开外部空气(喷枪风)，确保喷枪的适当冷却。
位置3为清洗位，主要功能是去除相应喷枪管道中的所有剩余燃料和氧气。
位置4为点火位。进入喷枪燃料，然后喷枪着火。在位置4，喷嘴处于保温燃烧状态。
位置5为保持位置。在保持条件下，喷枪可以保持炉子的工作温度。保温燃烧器工作时，不允许将喷枪降至5以下。
位置6为飞溅位置，是位置的奥炉飞溅喷涂，主要是为了使喷枪挂渣，以达到隔热的目的，从而提高喷枪的使用寿命。
位置7是指喷枪的操作位置“操作位”，包括喷嘴位置在6以下的所有位置，但一般不允许喷枪到达距离炉底150㎜处。
3.奥斯特炉使用中存在的问题
1)喷枪使用寿命短，材料价格昂贵
奥斯特炉铅精炼是一种高温强化冶炼工艺，铅具有腐蚀性，同时采用喷煤技术，加速和缩短喷枪寿命。为了解决这个问题，使用喷枪的材料非常昂贵。
2)烟气温度较高
这使得烟气从炉中逸出时携带大量烟尘，增加了废气净化负荷。
3)冶炼温度高
炉子耐火材料消耗快，成本高。
4.奥斯特炉的发展趋势
1)加强喷枪冷却系统
通过喷枪冷却，加速挂渣，从而利用渣层保护喷枪体。
2)优化炉内结构
烟气流动轨迹主要通过增加挡土墙等措施来改变，从而充分利用惯性除尘，放大重力除尘功能，减少烟尘量。
3)引入溅渣保护炉
充分利用渣层保护炉衬。
