本發(fā)明涉及有色金屬冶煉領(lǐng)域，尤其涉及頂吹爐及其使用方法。

背景技術(shù)：

目前現(xiàn)有銅冶煉方法主要包括熔池熔煉和閃速熔煉，閃速熔煉工藝先進(jìn)，能耗低、環(huán)保效果好，但該方法對配料比例及雜質(zhì)要求比較苛刻，適用于30萬噸以上銅冶煉工藝選擇；熔池熔煉反應(yīng)速率低于閃速熔煉，因此對配料比例及雜質(zhì)成分波動更具有適應(yīng)性，適用于30萬噸以下銅冶煉工藝選擇；熔池熔煉爐型主要包括艾薩爐、奧爐、側(cè)吹爐、底吹爐及諾蘭達(dá)等先進(jìn)工藝爐型，其中屬于頂吹爐煉銅范疇的艾薩爐和奧爐經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐證明，這兩種冶煉方法主要存在以下缺陷：

1、爐頂加料口為不銹鋼板、敞口、漏風(fēng)嚴(yán)重，環(huán)保效果差，其加料口尺寸小，噴濺物粘接搭橋嚴(yán)重，清理難度大、操作環(huán)境差、存在一定安全問題；

2、爐渣通過一個堰-溜槽排放，需配套渣貧化電爐，電爐提供了爐渣中冰銅和爐渣澄清分離的空間和時間，且緩沖了熔煉與吹煉之間的冰銅儲量，但電爐需要補(bǔ)充大量電熱、電耗大大增加，運(yùn)行成本高、經(jīng)濟(jì)效益差；

3、浸沒在爐內(nèi)熔體中的氧槍在爐內(nèi)高溫條件下需要大量的風(fēng)進(jìn)行冷卻壁面溫度，風(fēng)量遠(yuǎn)大于攪動熔池所需的動能，爐內(nèi)耐火材料受風(fēng)力沖刷嚴(yán)重，耐火磚易剝落，爐體壽命短；

由此可見，艾薩爐和奧爐在銅冶煉方面存在能耗高、爐壽短、環(huán)保差和一定的安全問題，其先進(jìn)性已不能與側(cè)吹爐、底吹爐、閃速爐等先進(jìn)爐型相比。

中國發(fā)明專利申請?zhí)朇N201410112627.6公開了鉛冰銅頂吹爐富氧吹煉生產(chǎn)粗鉛和冰銅工藝，留FeO-SiO2-CaO三元系渣起始熔池，將鉛冰銅連續(xù)投入爐中，控制吹煉溫度，按鉛冰銅中硫化鉛中的硫完全氧化為SO2的要求，從噴槍中加入計量的富氧空氣進(jìn)行連續(xù)氧化吹煉；吹煉結(jié)束后，停止給入鉛冰銅和富氧空氣，直接加入還原劑進(jìn)行液態(tài)鉛渣還原熔煉；吹煉過程和液態(tài)鉛渣還原熔煉中排放出熔化的粗鉛和硫化銅的混合物，在爐前鉛鍋中冷卻沉降后，將硫化銅以固體冰銅形態(tài)撈出，而液態(tài)粗鉛送到鉛精煉系統(tǒng)。但該專利仍未解決上述的3個問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的頂吹爐熔煉排放爐渣需要配套渣貧化電爐，運(yùn)行成本高，經(jīng)濟(jì)效益差，為此提供一種低能耗型頂吹爐及其使用方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：低能耗型頂吹爐，它包括爐底支撐座、爐底耐火磚、爐體、加料口、排煙口和內(nèi)置有氧槍的氧槍口，所述爐體底部兩側(cè)分別開設(shè)有冰銅排放堰和爐渣排放堰，所述爐渣排放堰與爐體的連通口高于冰銅排放堰與爐體的連通口。

上述方案中所述爐渣排放堰與冰銅排放堰高度差為850-1050mm。

上述方案的改進(jìn)是所述爐渣排放堰與冰銅排放堰頂部分別開設(shè)有清理口和燒嘴口。

上述方案中所述爐渣排放堰、冰銅排放堰與爐底所成角度為120-180°。

上述方案的改進(jìn)是所述加料口上轉(zhuǎn)動連接有頂蓋。

上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)是所述爐體內(nèi)壁靠近冰銅排放堰和爐渣排放堰處焊接有厚度為5-15mm的合金耐磨層。

上述方案中所述爐體包括由內(nèi)而外的耐火磚層、鋼殼層和鋼殼水套。

低能耗型頂吹爐的使用方法，它包括以下步驟：（1）、加料熔煉：隨著入爐精礦及其它含銅物料不斷由加料口加入爐內(nèi)，氧槍通入的氧氣與爐料迅速完成氧化還原反應(yīng)，并在爐內(nèi)底部熔池中反應(yīng)生成冰銅層、爐渣層和SO2煙氣，爐渣和冰銅生成速度比例控制在（1-3）:1；（2）、排放冰銅：當(dāng)爐內(nèi)冰銅液面高度達(dá)到1250mm以上時，開始通過冰銅排放堰排放冰銅，排放冰銅量以保證爐內(nèi)冰銅液面高度不低于500mm為止，期間通過加熱燒嘴對冰銅排放堰保溫；（3）、排放爐渣：當(dāng)爐內(nèi)爐渣高度大于1250mm以上時，爐渣可連續(xù)地從爐渣排放堰中排出；（4）、高度保持：進(jìn)行步驟（2）和步驟（3）時冰銅層和爐渣層的總高度維持在2500mm。

本發(fā)明的有益效果是由于在爐底設(shè)有冰銅排放堰和爐渣排放堰，使得在爐內(nèi)生成的冰銅直接從爐體中排出，減少澄清分離時間，降低貧化電爐的電能消耗，降低運(yùn)行成本；加料口上鉸接有頂蓋減少噴濺物在加料口的粘接，降低清理工作量；合金耐磨層不易粘接物料并耐煙氣沖刷，延長了爐體壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的低能耗型頂吹爐示意圖；

圖中，1、爐底支撐座，2、爐底耐火磚，3、爐體，4、加料口，5、排煙口，6、氧槍，7、氧槍口，8、冰銅排放堰，9、爐渣排放堰，10、清理口，11、燒嘴口，12、頂蓋，13、耐火磚層，14、鋼殼層，15、鋼殼水套，16、合金耐磨層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明包括爐底支撐座1、爐底耐火磚2、爐體3、加料口4、排煙口5和內(nèi)置有氧槍6的氧槍口7，所述爐體底部兩側(cè)分別開設(shè)有冰銅排放堰8和爐渣排放堰9，所述爐渣排放堰與爐體的連通口高于冰銅排放堰與爐體的連通口。

具體的，爐體是立式圓筒狀爐，由內(nèi)而外的耐火磚層13、鋼殼層14和鋼殼水套15構(gòu)成，爐頂嵌套銅水套材質(zhì)的加料口、排煙口和氧槍口；加料口寬度可以是700-900mm，長度范圍可以是900-1100mm，頂蓋可以通過固定軌道與加料口轉(zhuǎn)動配合，正常生產(chǎn)中密封，更換氧槍清理加料口時，通過底部軌道水平移開部分頂蓋，通過頂蓋和加料口的相互轉(zhuǎn)動摩擦使粘附在加料口上的噴濺物，減少清潔工作量。

本發(fā)明的實(shí)施例1是加料口位于爐頂左邊，氧槍口位于爐頂中部，排煙口位于爐頂右邊，爐渣排放堰與冰銅排放堰高度差為850mm，爐渣排放堰與冰銅排放堰頂部分別開設(shè)有清理口10和燒嘴口11，爐渣排放堰、冰銅排放堰與爐底所成角度為120-180°。

實(shí)施例2：與實(shí)施例1的區(qū)別在于爐渣排放堰與冰銅排放堰高度差為950mm，爐渣排放堰、冰銅排放堰與爐底所成角度為160°。

實(shí)施例3：與實(shí)施例1的區(qū)別在于爐渣排放堰與冰銅排放堰高度差為1050mm，爐渣排放堰、冰銅排放堰與爐底所成角度為180°。

實(shí)施例4：與實(shí)施例1的區(qū)別在于爐體內(nèi)壁靠近冰銅排放堰和爐渣排放堰處焊接有厚度為5mm的合金耐磨層16。

實(shí)施例5：與實(shí)施例1的區(qū)別在于爐體內(nèi)壁靠近冰銅排放堰和爐渣排放堰處焊接有厚度為10mm的合金耐磨層。

實(shí)施例6：與實(shí)施例1的區(qū)別在于爐體內(nèi)壁靠近冰銅排放堰和爐渣排放堰處焊接有厚度為15mm的合金耐磨層。

實(shí)施例7：低能耗型頂吹爐的使用方法，它包括以下步驟：（1）、加料熔煉：隨著入爐精礦及其它含銅物料不斷由加料口加入爐內(nèi)，氧槍通入的氧氣與爐料迅速完成氧化還原反應(yīng)，并在爐內(nèi)底部熔池中反應(yīng)生成冰銅層、爐渣層和SO2煙氣，爐渣和冰銅生成速度比例控制在1:1；（2）、排放冰銅：當(dāng)爐內(nèi)冰銅液面高度達(dá)到1250mm以上時，開始通過冰銅排放堰排放冰銅，排放冰銅量以保證爐內(nèi)冰銅液面高度不低于500mm為止，期間通過加熱燒嘴對冰銅排放堰保溫；（3）、排放爐渣：當(dāng)爐內(nèi)爐渣高度大于1250mm以上時，爐渣可連續(xù)地從爐渣排放堰中排出；（4）、高度保持：進(jìn)行步驟（2）和步驟（3）時冰銅層和爐渣層的總高度維持在2500mm。

實(shí)施例8：低能耗型頂吹爐的使用方法，它包括以下步驟：（1）、加料熔煉：隨著入爐精礦及其它含銅物料不斷由加料口加入爐內(nèi)，氧槍通入的氧氣與爐料迅速完成氧化還原反應(yīng)，并在爐內(nèi)底部熔池中反應(yīng)生成冰銅層、爐渣層和SO2煙氣，爐渣和冰銅生成速度比例控制在2:1；（2）、排放冰銅：當(dāng)爐內(nèi)冰銅液面高度達(dá)到1250mm以上時，開始通過冰銅排放堰排放冰銅，排放冰銅量以保證爐內(nèi)冰銅液面高度不低于500mm為止，期間通過加熱燒嘴對冰銅排放堰保溫；（3）、排放爐渣：當(dāng)爐內(nèi)爐渣高度大于1250mm以上時，爐渣可連續(xù)地從爐渣排放堰中排出；（4）、高度保持：進(jìn)行步驟（2）和步驟（3）時冰銅層和爐渣層的總高度維持在2500mm。

實(shí)施例9：低能耗型頂吹爐的使用方法，它包括以下步驟：（1）、加料熔煉：隨著入爐精礦及其它含銅物料不斷由加料口加入爐內(nèi)，氧槍通入的氧氣與爐料迅速完成氧化還原反應(yīng)，并在爐內(nèi)底部熔池中反應(yīng)生成冰銅層、爐渣層和SO2煙氣，爐渣和冰銅生成速度比例控制在3:1；（2）、排放冰銅：當(dāng)爐內(nèi)冰銅液面高度達(dá)到1250mm以上時，開始通過冰銅排放堰排放冰銅，排放冰銅量以保證爐內(nèi)冰銅液面高度不低于500mm為止，期間通過加熱燒嘴對冰銅排放堰保溫；（3）、排放爐渣：當(dāng)爐內(nèi)爐渣高度大于1250mm以上時，爐渣可連續(xù)地從爐渣排放堰中排出；（4）、高度保持：進(jìn)行步驟（2）和步驟（3）時冰銅層和爐渣層的總高度維持在2500mm。

本發(fā)明對爐渣排放堰、冰銅排放堰與爐底所成角度控制為120-180°，可以使?fàn)t渣排放的較多，殘留爐渣較少。冰銅層和爐渣層的總高度維持在2500mm可實(shí)現(xiàn)周期性排放冰銅，爐渣直接進(jìn)渣緩冷場，冰銅通過冰銅排放堰1排放至冰銅包子內(nèi)，送至吹煉工序，完成銅精礦冶煉過程。

本發(fā)明中的合金耐磨層優(yōu)選由質(zhì)量百分比為：C0.9-1.4%，Mn<1.0%，Si0.4-2%，Cr26-32%，W3.2-6%，F(xiàn)e<2.0%，余量為Co構(gòu)成，制得的合金耐磨層硬度為HRC40-45，該硬度范圍的合金耐磨層滿足不易粘接物料并耐煙氣沖刷的要求。