紫雜銅熔煉氧化還原系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紫雜銅熔煉氧化還原系統(tǒng)，包括反射爐體，在所述反射爐體上安裝有火焰燃燒裝置和還原裝置，所述火焰燃燒裝置包括燃料供給管道、助燃劑供給管道和安裝在反射爐體上的燃燒器，所述還原裝置包括與反射爐體相連的還原控制系統(tǒng)，所述火焰燃燒裝置還包括控制閥組、PLC控制器、電腦操作屏和物料傳感器，所述還原裝置還包括依次連通的甲醇供給箱、供給泵、煙氣余熱分解裝置、分解氣冷卻器、分解氣分子吸附器、加壓系統(tǒng)和蓄氣罐。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，特別適合于紫雜銅反射爐。
【專利說明】紫雜銅熔煉氧化還原系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬冶煉加工領(lǐng)域，具體涉及一種紫雜銅熔煉氧化還原系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]銅產(chǎn)業(yè)是資源型產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟的重要組成部分。改革開放以來，中國銅產(chǎn)業(yè)通過不斷深化改革，調(diào)整結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，主要產(chǎn)品產(chǎn)量持續(xù)增長，行業(yè)總體實力逐步增強，競爭力得到提升。與此同時，隨著國民經(jīng)濟快速發(fā)展和人們生活水平不斷提高，中國對銅金屬的需求日益增加。因此，堅持大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，走節(jié)約資源、保護環(huán)境的新型工業(yè)化道路，是銅產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
[0003]而紫雜銅是含銅量不低于90%的廢雜銅，其社會回收量約占全部廢銅的2/3，利用紫雜銅的冶煉來增加銅導(dǎo)體的材料來源，已成為全世界關(guān)注的課題。其中，紫雜銅連鑄連軋制桿工藝就是利用紫雜銅生產(chǎn)銅桿的先進工藝，它主要是通過采用紫雜銅為原料，分選后，經(jīng)反射爐的熔化、氧化和還原反應(yīng)得到銅液，再使銅液進入連鑄連軋設(shè)備澆鑄得到銅桿。此工藝節(jié)能減排的核心環(huán)節(jié)就在于反射爐，目前市場上的反射爐主要包括固定式反射爐、傾動式反射爐和回轉(zhuǎn)式反射爐，由于固定式反射爐具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、原料適應(yīng)性強、容易操作等優(yōu)點，國內(nèi)再生銅行業(yè)的大部分企業(yè)均采用此種爐體結(jié)構(gòu)。
[0004]然而，這種固定式反射爐的燃燒系統(tǒng)一般都是用空氣作助燃劑，由于空氣中含有79%的氮氣，是無用的廢氣，還從煙氣排放中帶走大量熱量，其次空氣導(dǎo)熱黑度系數(shù)低，燃燒時銅材吸熱效率低，從而降低燃燒溫度，為了提高爐溫，火焰只能控制在微還原氣氛，燃料消費高，效益低，因缺氧，銅料上帶的少量有機物碳化，黑煙多，熔化時間長，并且由于空氣中大量的氮氣，還會生成有害的氮氧 化物，需要環(huán)保設(shè)備去除。
[0005]其還原主要是采用天燃?xì)饣虿鍢涞确绞竭€原，也有重油、柴油、碳粉或還原劑等還原的，因在高溫下都會裂解生出碳，碳不能完全氧化，會產(chǎn)生大量黑煙，環(huán)保處理比較困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種工時短，燃料消耗低，爐溫高且環(huán)保節(jié)能的紫雜銅熔煉氧化還原系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明提供的這種紫雜銅熔煉氧化還原系統(tǒng)，包括帶有排煙通道的反射爐體，在所述反射爐體上安裝有火焰燃燒裝置和還原裝置，所述火焰燃燒裝置包括燃料供給管道、助燃劑供給管道和安裝在反射爐體上的燃燒器，所述還原裝置包括與反射爐體相連的還原控制系統(tǒng)，所述火焰燃燒裝置還包括控制閥組、PLC控制器、電腦操作屏和物料傳感器，所述還原裝置還包括依次連通的甲醇供給箱、供給泵、煙氣余熱分解裝置、加壓系統(tǒng)和蓄氣罐，所述助燃劑供給管道采用純氧氣供給，所述燃料供給管道和助燃劑供給管道分別與控制閥組的進氣口連通，所述控制閥組的出氣口與燃燒器連通，所述PLC控制器連接于控制閥組和電腦操作屏之間并控制控制閥組內(nèi)氣體的流量和比例，所述燃燒器水平角度可變的安裝在反射爐體上，所述物料傳感器安裝在燃燒器的出口處并與PLC控制器連接用于跟蹤物料情況發(fā)送驅(qū)動信號調(diào)整燃燒器與水平線之間的角度，所述煙氣余熱分解裝置與排煙通道連通，所述蓄氣罐的出氣口與還原控制系統(tǒng)相連。
[0008]為使本發(fā)明燃燒更快，所述燃料供給管道采用天燃?xì)夤┙o。
[0009]為使本發(fā)明燃燒更充分，所述燃燒器的噴頭向下傾斜的安裝在反射爐體上并與水平線之間呈5°~35°的夾角。
[0010]所述燃燒器采用有焰燃燒或無焰燃燒。
[0011 ] 所述燃燒器采用有焰燃燒且火焰長度可以調(diào)節(jié)。
[0012]為防止本發(fā)明在甲醇分解反應(yīng)后，還有殘留的甲醇和水分，在所述煙氣余熱分解裝置與加壓系統(tǒng)還依次連接有分解氣冷卻器和分解氣分子吸附器。
[0013]本發(fā)明通過采用天燃?xì)夂图冄鯕馔ㄟ^控制閥組，由PLC控制器控制其流量和比例，加上燃燒器的調(diào)節(jié)，在一個燃燒器上實現(xiàn)有焰和無焰燃燒等多種燃燒方式，進入燃燒器混合后噴出，在爐子里燃燒，實現(xiàn)高溫、高效氧化氣氛燃燒，并可控制爐內(nèi)多種氧化和還原的爐氣氣氛；通過物料傳感器，自動調(diào)動燃燒器角度，跟蹤物料，縮短工時，可根據(jù)爐料有機物的含量，增加富余氧氣量，并保持爐溫；甲醇的裂解氣體不含碳，消除了碳黑產(chǎn)生產(chǎn)的黑煙，成本比天燃?xì)夂筒鍢涞?。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，特別適合于紫雜銅反射爐。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]從圖1可以看出，本發(fā)明這種紫雜銅熔煉氧化還原系統(tǒng)，包括帶有排煙通道11的反射爐體1，在反射爐體I上安裝有火焰燃燒裝置2、氧化裝置3和還原裝置4，其中火焰燃燒裝置2包括燃料供給管道21、助燃劑供給管道22、控制閥組23、PLC控制器24、電腦操作屏25、燃燒器26和物料傳感器27，還原裝置4還包括依次連通的甲醇供給箱41、供給泵42、煙氣余熱分解裝置43、分解氣冷卻器44、分解氣分子吸附器45、加壓系統(tǒng)46、蓄氣罐47和還原控制系統(tǒng)48，燃料供給管道21采用天燃?xì)夤┙o，助燃劑供給管道22采用純氧氣供給，燃料供給管道21和助燃劑供給管道22分別與控制閥組23的進氣口連通，控制閥組23的出氣口與燃燒器26連通，PLC控制器24連接于控制閥組23和電腦操作屏25之間用來控制控制閥組23內(nèi)天燃?xì)夂图冄鯕獾谋壤霸摽刂崎y組23出氣口處的氣體流量，燃燒器26水平角度可變的安裝在反射爐體I上，物料傳感器27安裝在燃燒器26的出口處與PLC控制器24連接用于跟蹤物料情況并發(fā)送驅(qū)動信號調(diào)整燃燒器26與水平線之間的角度，煙氣余熱分解裝置43與排煙通道11連通，還原控制系統(tǒng)48與反射爐體I相連。
[0016]本發(fā)明中，燃燒器26的噴頭向下傾斜的安裝在反射爐體I上并與水平線之間呈5°~35°的夾角。
[0017]本發(fā)明的燃燒器26可實現(xiàn)有焰燃燒或無焰燃燒，當(dāng)實現(xiàn)有焰燃燒時其火焰長度可以調(diào)節(jié)。
[0018]具體實施例:
使用容量為80噸的紫雜銅熔化反射爐，燃燒器26采用有焰燃燒，火焰長度控制在2~6米之內(nèi)，天燃?xì)夂图冄鯕夥謩e通過燃料供給管道21和助燃劑供給管道22進入控制閥組23，由PLC控制器24控制該控制閥組23內(nèi)天燃?xì)夂图冄鯕獾谋壤霸摽刂崎y組23出氣口處的氣體流量，氧氣過乘10%，進入燃燒器26，混合后噴出，在反射爐里燃燒，并通過物料傳感器27跟蹤物料，發(fā)送驅(qū)動信號給PLC控制器，自動調(diào)動燃燒器26角度水平向下在5°~35°之間，直接打在物料上，并從電腦操作屏25顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，熔化時間6小時，強氧化造渣充分，除雜質(zhì)。
[0019]用反射爐進行進行氧化、還原處理，氧化還原溫度1180°C。氧化處理時，通入
1.0MPa壓力的富氧氣作為氧化劑，氧化時間3小時；通過調(diào)節(jié)PLC控制器24和燃燒器26，氧化階段采用無焰燃燒方式保溫。還原處理時，通過甲醇供給箱41提供甲醇，經(jīng)供給泵42，煙氣余熱分解裝置43利用反射爐體I從排煙通道11排放的爐氣煙氣的熱量將其加熱到二百多度，在摧發(fā)劑作用下，就可裂解成33%C0和66%H2混合氣體，再通過分解氣冷卻器44和分解氣分子吸附器45吸收殘留的甲醇和水分，經(jīng)加壓系統(tǒng)46將其加壓到0.2Mpa—0.6Mpa后，儲存至蓄氣罐37內(nèi)，作為還原劑由還原控制系統(tǒng)48控制送入爐內(nèi)還原，還原時間4小時。
[0020]當(dāng)燃燒器26處于角度水平向下在8°~23°之間時，對其取樣分析，符合要求。此時，還原無黑煙，燃?xì)饷繃崗?0立方米下降到38立方米，還原混合氣每噸5立方米，扣除氧氣增加的成本，每噸燃料費下降30%， 還原氣費下降10%—15%。
【權(quán)利要求】
1.一種紫雜銅熔煉氧化還原系統(tǒng)，包括帶有排煙通道(11)的反射爐體(1)，在所述反射爐體(1)上安裝有火焰燃燒裝置(2)和還原裝置(4)，所述火焰燃燒裝置(2)包括燃料供給管道(21)、助燃劑供給管道(22)和安裝在反射爐體(1)上的燃燒器(26)，所述還原裝置(4)包括與反射爐體(1)相連的還原控制系統(tǒng)(48)，其特征在于:所述火焰燃燒裝置(2)還包括控制閥組(23)、PLC控制器(24)、電腦操作屏(25)和物料傳感器(27)，所述還原裝置(4)還包括依次連通的甲醇供給箱(41)、供給泵(42)、煙氣余熱分解裝置(43)、加壓系統(tǒng)(46 )和蓄氣罐(47 )，所述助燃劑供給管道(22 )采用純氧氣供給，所述燃料供給管道(21)和助燃劑供給管道(22)分別與控制閥組(23)的進氣口連通，所述控制閥組(23)的出氣口與燃燒器(26 )連通，所述PLC控制器(24)連接于控制閥組(23 )和電腦操作屏(25 )之間并控制控制閥組(23)內(nèi)氣體的流量和比例，所述燃燒器(26)水平角度可變的安裝在反射爐體(I)上， 所述物料傳感器(27)安裝在燃燒器(26)的出口處并與PLC控制器(24)連接用于跟蹤物料情況發(fā)送驅(qū)動信號調(diào)整燃燒器(26)與水平線之間的角度，所述煙氣余熱分解裝置(43 )與排煙通道(11)連通，所述蓄氣罐(47 )的出氣口與還原控制系統(tǒng)(48 )相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫雜銅熔煉氧化還原系統(tǒng)，其特征在于:所述燃料供給管道(21)采用天燃?xì)夤┙o。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫雜銅熔煉氧化還原系統(tǒng)，其特征在于:所述燃燒器(26)的噴頭向下傾斜的安裝在反射爐體(1)上并與水平線之間呈5°~35°的夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫雜銅熔煉爐用火焰燃燒裝置，其特征在于:所述燃燒器(6)采用有焰燃燒或無焰燃燒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紫雜銅熔煉爐用火焰燃燒裝置，其特征在于:所述燃燒器(6)采用有焰燃燒且火焰長度可以調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫雜銅熔煉氧化還原系統(tǒng)，其特征在于:在所述煙氣余熱分解裝置(43)與加壓系統(tǒng)(46)還依次連接有分解氣冷卻器(44)和分解氣分子吸附器(45)。
【文檔編號】C22B15/04GK103526043SQ201310524753
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】蘇華光, 毛鐵 申請人:湖南金龍國際銅業(yè)有限公司