本發(fā)明涉及一種熔煉爐，尤其涉及一種重油燃燒、燃?xì)馊紵c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐，屬于加熱熔煉爐領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前通常采用高爐和電爐等實(shí)現(xiàn)含鐵物料的渣鐵分離。高爐是一種直立爐型，適用于處理氧化球團(tuán)或燒結(jié)礦，且還需以焦炭作為原料，采用其進(jìn)行煉鐵時(shí)，存在著技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，勞動(dòng)生產(chǎn)效率高，能耗低等優(yōu)點(diǎn)，但高爐也存在著對(duì)入爐物料的要求高、需使用焦煤、能耗較高和能源利用效率低等缺點(diǎn)；電爐是把爐內(nèi)的電能轉(zhuǎn)化為熱量對(duì)工件加熱的加熱爐，其優(yōu)點(diǎn)有爐內(nèi)氣氛容易控制，物料加熱快，加熱溫度高，生產(chǎn)過(guò)程較易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，勞動(dòng)衛(wèi)生條件好，熱效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，且更加環(huán)保，但電爐也同樣存在著明顯的缺點(diǎn)，如配電設(shè)備費(fèi)用高、電力成本高和需要注意絕緣等問(wèn)題。

專利號(hào)為ZL200810079930.5的中國(guó)發(fā)明專利提供一種電弧爐熔融煉鐵的方法和裝置，熔煉爐部分包括爐體2、爐蓋10、加料設(shè)備和出料設(shè)備，爐體2下部有鐵水流出口9。爐蓋10上有三個(gè)電極插孔12，分別插入電極1，三根電極插孔成三角形分布。爐體2外一對(duì)加熱爐5a、5b和一對(duì)蓄熱器6a、6b，兩臺(tái)加熱爐相對(duì)位置安裝在爐體2外的兩側(cè)。加熱爐通過(guò)連接口4與電弧爐的爐體2連接，連接口內(nèi)氣體可以來(lái)回流動(dòng)。蓄熱器6a、6b的一端與加熱爐連接，另一端分別與鼓風(fēng)機(jī)8和排放系統(tǒng)連接。加熱爐設(shè)有燒嘴，助燃空氣管路和燃料管路連接到燒嘴。鼓風(fēng)機(jī)8的出口分四路，分別與兩個(gè)加熱爐和兩個(gè)蓄熱器相連接，每路裝有閥門。與加熱爐連接的燃料管路和與蓄熱器連接的廢氣排放管路上也裝有閥門。兩臺(tái)加熱爐交替燃燒燃料和析出氣體，兩臺(tái)蓄熱器交替蓄熱和放熱。析出氣體為金屬鐵氧化物還原過(guò)程中產(chǎn)生的氣體，其中含有大量的CO、H₂。該蓄熱器的蓄熱體7為陶瓷球狀體。電弧爐的爐體及爐蓋為鋼結(jié)構(gòu)。所述爐體2和爐蓋10，電極1與爐蓋10之間為水冷套密封連接。電弧爐裝有壓力防空閥11作為防爆裝置；該電弧爐所存在的主要缺陷如下：

(1)在熔煉爐膛內(nèi)，一方面由于加熱爐中熱氣流甚至火焰進(jìn)入熔煉爐爐膛內(nèi)直接對(duì)石墨電極進(jìn)行噴吹，將會(huì)沖刷電極材料造成電極消耗加快；另一方面熱氣流在熔煉爐行進(jìn)路徑上遇到電極的阻擋，將會(huì)造成氣流的紊亂。

(2)所述金屬氧化物還原過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生大量氣體，無(wú)可避免會(huì)產(chǎn)生大量泡沫渣，這些泡沫渣在浮起后經(jīng)加熱爐進(jìn)入熔煉爐爐膛的熱氣流帶動(dòng)將會(huì)隨氣流堵塞通風(fēng)管道，造成生產(chǎn)不暢。

(3)在加熱爐中主要靠熔煉爐中的析出氣體作為燃?xì)?，其生成量隨著物料以及煤、焦炭等配比的變化會(huì)有很大波動(dòng)，造成燃燒的不穩(wěn)定性，影響爐內(nèi)溫度的控制。由于可燃?xì)怏w在量上無(wú)法控制，可能會(huì)造成爆炸事故。

(4)可燃?xì)怏w與助燃空氣在加熱爐內(nèi)進(jìn)行燃燒，而不是直接在熔煉爐爐膛中進(jìn)行燃燒，不可避免造成熱量損失，熱量利用率不高.

專利號(hào)為ZL201020682060.3的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種燃?xì)庑顭崾饺刍癄t，包括熔解爐1、保溫爐10。熔解爐1的爐膛底部高于保溫爐10的爐膛底部，熔解爐1的爐膛底部通過(guò)斜槽11與保溫爐10的爐膛底部連通。在熔解爐1和保溫爐10上分別設(shè)有一套燃燒器；在熔解爐1內(nèi)的鋁液被集中融化后，經(jīng)斜槽11流入保溫爐10內(nèi)保溫，在兩個(gè)爐膛內(nèi)都使用燃?xì)馊紵訜?。該燃?xì)庑顭崾饺刍癄t所存在的主要缺陷如下：

(1)具有燃?xì)馊蹮挔t固有的缺點(diǎn)，利用輻射傳熱，熱效率低，難以實(shí)現(xiàn)較高的熔池，床利用率低，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)?；?。

(2)其主要針對(duì)鋁錠的熔煉，原料適用性較窄，當(dāng)處理含渣量較大物料時(shí)，由于熔渣將會(huì)浮在金屬液相上方，而熔渣本身導(dǎo)熱性很差，將會(huì)極大的阻擋熱量從爐膛向金屬相傳導(dǎo)，造成熱態(tài)金屬與熔渣接觸表面?zhèn)髻|(zhì)傳熱變差，極有可能造成熱態(tài)金屬與熔渣分離困難，而產(chǎn)生金屬回收率降低的情況，使得生產(chǎn)效益不佳。

申請(qǐng)?zhí)枮?00910075372.X的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種蓄熱式電弧爐熔融煉鐵的裝置，包括電弧爐爐體(4)、電極(2)、爐蓋(1)及相配套的設(shè)備、加料設(shè)備和出料設(shè)備、2～8臺(tái)燃燒室(11a、11b)和2～8臺(tái)蓄熱器(12a、12b)，蓄熱器中裝有蓄熱體(13)；所述蓄熱器的一端與燃燒室連接，另一端分別與排放系統(tǒng)和鼓風(fēng)機(jī)(14)連接，所述裝置還設(shè)有2～8臺(tái)煤氣化箱(9a、9b)，安裝在電弧爐爐體和燃燒室之間，煤氣化箱內(nèi)設(shè)有1～10層煤格柵(10)，煤格柵內(nèi)裝有煤粉或塊煤或蜂窩煤，煤氣化箱的上部設(shè)有煤格柵的插口；所述煤氣化箱設(shè)有旁路(5)，煤氣化箱的出口、入口和旁路設(shè)有閥門(6)；該蓄熱式電弧爐熔融煉鐵的裝置所存在的主要缺陷如下：

(1)仍以電極為加熱元件，因此其能耗仍然較高；

(2)未能實(shí)現(xiàn)在不同熔化段，采用不同的熔化分離方式，因此能源的利用效率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的是提供一種重油燃燒、燃?xì)馀c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐，該加熱熔煉爐適合于鐵礦石、紅土鎳礦、釩鈦磁鐵礦、冶金粉塵、冶金渣、有色冶煉渣以及經(jīng)直接還原后含鐵物料的渣鐵分離，具有熔煉成本低、環(huán)境友好、產(chǎn)品質(zhì)量高、爐子單體處理量大、原料適用性廣、回收率高等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的上述目的主要是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種重油燃燒、燃?xì)馊紵c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐，包括設(shè)在爐基礎(chǔ)之上的爐體，爐體包括側(cè)墻、爐頂以及耐火爐底組成；其中，從爐頂向下延伸的隔墻將爐體的爐膛分隔為熔化區(qū)與沉降區(qū)兩個(gè)部分，所述隔墻下端與耐火爐底有一定間距，允許熔化區(qū)內(nèi)熔化的流體流向沉降區(qū)；其中，沉降區(qū)爐底低于熔化區(qū)爐底，熔化區(qū)爐底采用傾斜式設(shè)計(jì)，且與沉降區(qū)相鄰的一端向下傾斜并與沉降區(qū)相通；在熔化區(qū)遠(yuǎn)離沉降區(qū)一端的爐頂設(shè)有進(jìn)料口；在熔化區(qū)內(nèi)相對(duì)的兩側(cè)墻上設(shè)有燃燒器；在沉降區(qū)設(shè)有貫穿爐頂?shù)氖姌O，在沉降區(qū)的底部分別設(shè)有供熔渣排出的熔渣出口以及供熱態(tài)金屬排出的熱態(tài)金屬出口。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述隔墻下端與熔化區(qū)耐火爐底的間距500～700mm。由此，在確保入爐物料熔煉和流動(dòng)性要求的同時(shí)，還可將熔化區(qū)和沉降區(qū)分隔開來(lái)，以實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域熔煉條件和氣氛的精確控制，以便達(dá)到理想的熔煉工藝和產(chǎn)品指標(biāo)。

在所述的沉降區(qū)相對(duì)的兩側(cè)呈對(duì)稱布置兩個(gè)熔化區(qū)。

所述熔化區(qū)分為熔化一區(qū)和熔化二區(qū)，熔化一區(qū)位于爐底較高的一端，熔化二區(qū)與沉降區(qū)相鄰；熔化一區(qū)與耐火材料爐底對(duì)應(yīng)，熔化二區(qū)與耐火材料爐底對(duì)應(yīng)；優(yōu)選地，所述熔化區(qū)的耐火材料為酸性耐火材料；進(jìn)一不優(yōu)選的，所述熔化一區(qū)爐底傾斜角度在1～3°之間，保證快速熔化后的物料可以流向熔化二區(qū)；熔化二區(qū)爐底傾斜角度在3～5°之間，保證熔化分離后的物料可以流向沉降區(qū)；

所述的熔化一區(qū)和熔化二區(qū)的爐底長(zhǎng)度比為1：3～10。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述沉降區(qū)的耐火材料為中性耐火材料；

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述熔化一區(qū)和熔化二區(qū)底層的耐火材料為酸性耐火材料，上層的耐火材料為中性耐火材料；更優(yōu)選地，所述上層耐火材料為低品級(jí)碳化硅(含SiC約85％)質(zhì)耐火材料。由于低品級(jí)碳化硅(含SiC約85％)是極好的脫氧劑，由此，上層耐火材料可加快熔煉和還原的速度，有利于提高熔分金屬產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)底層耐火材料能確保在高溫下對(duì)酸性物質(zhì)侵蝕的抵抗，并合理地控制爐底耐火材料的成本。

所述熔化一區(qū)采用重油與高溫助燃空氣混合燃燒加熱，熔化二區(qū)采用燃?xì)馀c高溫助燃空氣混合燃燒加熱，沉降區(qū)采用石墨電極加熱熔化分離金屬與渣，優(yōu)選地，所述燃?xì)鉃榈蜔嶂等細(xì)猓桓鼉?yōu)選地，所述低熱值燃?xì)鉃槊褐茪狻⒏郀t煤氣和焦?fàn)t煤氣等。由此，本發(fā)明可采用低熱值燃?xì)鉃槿剂?，這將顯著降低生產(chǎn)成本，并提高對(duì)燃料種類的適應(yīng)性。

所述的蓄熱式燃燒器包括燒嘴、蓄熱室、鼓風(fēng)機(jī)、煙氣管道、燃?xì)夤艿?、煙氣與空氣共用管道、四通換向閥和引風(fēng)機(jī)；多個(gè)燒嘴分別相對(duì)設(shè)在所述的熔化區(qū)相對(duì)兩側(cè)的墻上，在燒嘴上設(shè)有燃?xì)夤艿?，燒嘴與蓄熱室的頂端連接。

沉降區(qū)內(nèi)，由不斷從熔化區(qū)進(jìn)入的熔體形成液態(tài)的熔池，在沉降區(qū)爐頂貫穿有石墨電極，石墨電極插入到熔池中，利用電弧加熱保溫熔池，保證熔渣與熱態(tài)金屬的最終分離。分離后的熔渣由出渣口排出，熱態(tài)金屬由金屬出口排出。述供熔渣排出的出口位于沉降區(qū)的中上部，所述供熱態(tài)金屬排出的出口位于沉降區(qū)的下部，且兩個(gè)出口均位于熔化區(qū)爐底最低端之下；優(yōu)選地，所述沉降區(qū)的耐火材料為中性耐火材料。

所述的爐體的側(cè)墻、爐頂以及爐基礎(chǔ)采用耐火材料以及耐火磚砌成，其中在側(cè)墻與爐頂內(nèi)置冷卻銅水套。

本發(fā)明所提供的重油燃燒、燃?xì)馊紵c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐與現(xiàn)有的加熱熔煉爐相比，最主要的區(qū)別為以下幾方面：

(1)整個(gè)熔煉爐分為熔化區(qū)與沉降區(qū)兩個(gè)部分，沉降區(qū)爐底要低于熔化區(qū)爐底，熔化區(qū)下方與沉降區(qū)相通。

(2)本發(fā)明熔化區(qū)內(nèi)相對(duì)的兩端側(cè)墻上設(shè)有蓄熱式燃燒器，可利用低熱值燃?xì)馀c高溫助燃空氣混合燃燒加熱固態(tài)物料。熔化區(qū)分為熔化一區(qū)和熔化二區(qū)，在熔化區(qū)內(nèi)相對(duì)的兩端側(cè)墻上設(shè)有蓄熱式燃燒器，熔化一區(qū)利用重油與高溫助燃空氣混合燃燒加熱固態(tài)物料，使固態(tài)物料快速熔化，避免氧化現(xiàn)象；熔化二區(qū)利用燃?xì)馀c高溫助燃空氣混合燃燒加熱熔化物料，使得物料快速熔化。該區(qū)內(nèi)爐底在所述的沉降區(qū)相對(duì)的兩側(cè)呈對(duì)稱布置，且采用傾斜式設(shè)計(jì)，熔化一區(qū)爐底靠近熔化二區(qū)一側(cè)低，被加熱后快速熔化后的物料流向熔化二區(qū)；熔化二區(qū)爐底靠近沉降區(qū)一側(cè)低，被熔化分離的物料流向沉降區(qū)中。

(3)沉降區(qū)在爐頂上貫穿有石墨電極，石墨電極插入熔池中利用電弧加熱保溫，最終在沉降區(qū)完成熱態(tài)金屬與熔渣的分離。熔渣與熱態(tài)金屬分別通過(guò)熔渣出口以及熱態(tài)金屬出口排出。

(4)整個(gè)熔煉爐側(cè)墻、爐頂以及爐基礎(chǔ)采用耐火材料以及耐火磚砌成，其中在熔煉爐側(cè)墻與爐頂耐火材料內(nèi)部設(shè)有銅水套，保護(hù)耐火材料；熔化一區(qū)和熔化二區(qū)爐底的耐火材料底層和上層采用不同材質(zhì)，且其厚度呈一定比例，這不僅可加快熔煉和還原的速度，有利于提高熔分金屬產(chǎn)品的質(zhì)量，用時(shí)還能夠合理控制耐火材料的成本。

本發(fā)明重油燃燒、燃?xì)馊紵c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐結(jié)合了燃?xì)馊紵訜崛蹮挔t與電弧加熱熔煉爐的優(yōu)點(diǎn)，避免了這兩種熔煉爐的缺點(diǎn)；采用熔煉爐內(nèi)分為互相連通的熔化區(qū)與沉降區(qū)，熔化區(qū)爐底采用傾斜設(shè)計(jì)，且高于沉降區(qū)爐底，熔化區(qū)分為熔化一區(qū)和熔化二區(qū)，且二區(qū)爐底長(zhǎng)度比為1：3～10，熔化一區(qū)的爐底角度為1～3°、熔化二區(qū)的爐底角度為3～5°，熔化區(qū)在沉降區(qū)兩側(cè)呈對(duì)稱布置。在熔化區(qū)采用較薄料層，保證燃?xì)馊紵齻鳠嵝?，在沉降區(qū)采高熔池操作，提高了熔煉爐單體產(chǎn)量。在熔化一區(qū)采用重油作為燃料，通過(guò)蓄熱式燒嘴利用重油燃燒產(chǎn)生的高溫快速加熱熔化區(qū)內(nèi)物料，得到可流動(dòng)熔體，避免金屬化球團(tuán)的氧化；在熔化二區(qū)采用燃?xì)庾鳛槿剂?，通過(guò)蓄熱式燒嘴利用燃?xì)馊紵a(chǎn)生的高溫加熱，使得物料熔化分離后流入沉降區(qū)；在沉降區(qū)采用電弧加熱輔助保溫并完成深度還原，極大降低生產(chǎn)成本，并可得到渣中金屬含量更低、熱態(tài)金屬品位更高的金屬產(chǎn)品。

本發(fā)明技術(shù)方案的主要有益效果：

(1)采用爐體分區(qū)設(shè)置，分別設(shè)有互相連通但是有隔墻的兩個(gè)熔化區(qū)與一個(gè)沉降區(qū)，可實(shí)現(xiàn)熔化區(qū)和沉降區(qū)熔煉條件和氣氛的精確控制。在熔化區(qū)熔化物料，在沉降區(qū)保溫熔池完成熱態(tài)金屬與熔渣的分離。首先由于固態(tài)物料的熔化通常需要消耗熔化總能量的80％以上，所以在熔化區(qū)采用蓄熱式燃燒器燃燒燃?xì)馓峁崃浚瑯O大的降低了熔煉成本，避免采用昂貴電力能源(電弧)作為主要加熱源。而該區(qū)內(nèi)分區(qū)設(shè)計(jì)，且爐底采用傾斜式，利用重油燃燒的高密度熱量和燃?xì)馊紵母邷兀沟梦锪显谌刍粎^(qū)快速熔化，并避免其二次氧化，快速熔化的物料經(jīng)熔化二區(qū)熔化分離后，流動(dòng)到沉降區(qū)中，料層保持較小的高度(<500mm)，避免燃?xì)馊紵訜釤醾鲗?dǎo)差的缺陷。其次在沉降區(qū)由于所需熱量較少，采用電弧加熱，保證了較高的熔池高度，提高了熔煉爐單體產(chǎn)量，避免了燃?xì)馊紵訜崛鄢馗叨入y以提高的缺陷。

(2)采用蓄熱式燃燒技術(shù)，首先采用溫度在1000℃以上的高溫空氣助燃，大大的降低了燃?xì)庥昧俊煔馀欧帕看蟠蠼档?、提高了熔煉爐內(nèi)溫度(>1600℃)、排煙溫度降低到250℃以下、熱效率高。采用低熱值(<3000Kcal/m³)的煤氣、煤制氣，尤其可以利用價(jià)格低廉、工業(yè)上無(wú)利用價(jià)值的褐煤長(zhǎng)焰煤等煤炭資源作為煤制氣原料，其成本是電價(jià)格的50％甚至更低。

(3)避免在熔化區(qū)內(nèi)采用焦炭等燃料燃燒加熱，從而不會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品造成有害雜質(zhì)元素的污染。大大降低了后續(xù)精煉成本，提高產(chǎn)品的附加值。

(4)熔化一區(qū)和熔化二區(qū)爐底耐火材料采用分層設(shè)計(jì)，上層采用低品級(jí)碳化硅，底層采用酸性耐火材料，這不僅可加快熔煉和還原的速度，有利于提高熔分金屬產(chǎn)品的質(zhì)量，還能確保在高溫下對(duì)酸性物質(zhì)侵蝕的抵抗，并能夠合理地控制爐底耐火材料的成本。

(5)適合于鐵礦石、紅土鎳礦、釩鈦磁鐵礦、冶金粉塵、冶金渣、有色冶煉渣以及經(jīng)直接還原后含鐵物料的渣鐵分離，原料使用范圍廣，且回收率高。

總之，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的其它熔煉爐相比，其結(jié)合了燃?xì)馊紵訜崤c電弧加熱的優(yōu)勢(shì)，避免了二者的缺陷，通過(guò)控制熔化區(qū)和沉降區(qū)的熔煉條件和氣氛，使得熔煉成本降低，熔煉效率提高，產(chǎn)品質(zhì)量好，環(huán)境友好。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明提供的重油燃燒、燃?xì)馊紵c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐示意圖；

圖2本發(fā)明加熱熔煉爐中所包含的蓄熱式燃燒器的示意圖；

圖3換向后蓄熱式燃燒器工作狀態(tài)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1-爐基礎(chǔ)，2a、2b-耐火材料爐底，3-爐體側(cè)墻，4-隔墻，5-爐頂，6-進(jìn)料口，7-熔渣出口，8-熱態(tài)金屬出口，9-蓄熱式燃燒器燒嘴、10-蓄熱室，10a、10b-蓄熱體，11-鼓風(fēng)機(jī)，12-煙氣管道，13a、13b-燃?xì)夤艿溃?4-石墨電極，15-熔化區(qū)、15a-熔化一區(qū)、15b-熔化二區(qū)，16-沉降區(qū)，17-固態(tài)物料，18-熔池，19a、19b-煙氣與空氣共用管道，20-四通換向閥，21-煙氣處理裝置，22-引風(fēng)機(jī)。

具體實(shí)施方式

參考圖1所示，本發(fā)明所提供的一種重油燃燒、燃?xì)馀c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐，包括爐基礎(chǔ)1，耐火材料爐底2a、2b，內(nèi)置冷卻銅水套的由耐火磚和耐火材料砌成的爐體側(cè)墻3，位于熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4，位于爐膛上方的爐頂5，設(shè)于熔化區(qū)15爐頂上方的進(jìn)料口6，位于沉降區(qū)16下方的熔渣出口7與熱態(tài)金屬出口8，位于熔化區(qū)15相對(duì)兩側(cè)墻上的蓄熱式燃燒器燒嘴9、蓄熱室10內(nèi)部的蓄熱體10a、10b，鼓風(fēng)機(jī)11，煙氣管道12，燃?xì)夤艿?3a、13b，置于沉降區(qū)爐頂?shù)氖姌O14；從爐頂5向下延伸的隔墻4將爐體的爐膛分為熔化區(qū)15與沉降區(qū)16兩個(gè)部分，其中，熔化區(qū)分為熔化一區(qū)15a、熔化二區(qū)15b，且熔化一區(qū)15a與耐火材料爐底2a對(duì)應(yīng)，熔化二區(qū)15b與耐火材料爐底2b對(duì)應(yīng)，熔化區(qū)15在沉降區(qū)16兩側(cè)呈對(duì)稱布置，熔化區(qū)15爐底要高于沉降區(qū)16爐底。固態(tài)物料17由進(jìn)料口投入到熔化一區(qū)15a中，通過(guò)兩側(cè)的蓄熱式燃燒器交替噴吹火焰，利用重油燃燒形成的高密度能量加熱熔化區(qū)內(nèi)物料，物料快速軟化并形成可流動(dòng)熔體，流向熔化二區(qū)15b，同時(shí)避免了物料緩慢熔化過(guò)程中存在的二次氧化現(xiàn)象；流動(dòng)熔體通過(guò)熔化二區(qū)15b兩側(cè)的蓄熱式燃燒器交替噴吹火焰，利用煤制氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣等低熱值燃?xì)馊紵a(chǎn)生的高溫傳導(dǎo)加熱流動(dòng)的熔體，物料開始熔化分離，并流向沉降區(qū)。熔化區(qū)爐底采用傾斜式爐底，其中熔化一區(qū)15a和熔化二區(qū)15b爐底長(zhǎng)度比為1：3～10，熔化一區(qū)15a爐底傾斜角度在1～3°之間，保證快速熔化后的物料可以流向熔化二區(qū)15b；熔化二區(qū)15b爐底傾斜角度在3～5°之間，保證熔化分離后的物料可以流向沉降區(qū)，隔墻下端與耐火爐底的間距為500～700mm。熔化區(qū)底層的耐火材料為酸性耐火材料，熔化區(qū)上層的耐火材料為中性耐火材料；更優(yōu)選地，所述上層耐火材料為低品級(jí)碳化硅(含SiC約85％)質(zhì)耐火材料。在沉降區(qū)內(nèi)，由不斷從熔化區(qū)進(jìn)入的熔體形成液態(tài)的熔池18，在沉降區(qū)爐頂貫穿有石墨電極，石墨電極插入到熔池中，利用電弧加熱保溫熔池，保證熔渣與熱態(tài)金屬的最終分離。分離后的熔渣由熔渣出口7排出，熱態(tài)金屬由熱態(tài)金屬出口8排出。

蓄熱式燃燒器主要結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示，包括布置于熔化區(qū)相對(duì)側(cè)墻上燒嘴9、蓄熱室10，蓄熱室內(nèi)的蓄熱體10a、10b，燃?xì)夤艿?3a、13b，煙氣與空氣共用管道19a、19b，四通換向閥20，煙氣管道12，煙氣處理裝置21，鼓風(fēng)機(jī)11，引風(fēng)機(jī)22。蓄熱燃燒的工作原理是，在熔化區(qū)內(nèi)主要依靠蓄熱式燃燒技術(shù)為熔化提供熱量。以熔化二區(qū)15b為例，其主要依靠低成本的燃?xì)膺M(jìn)行燃燒，在燃?xì)庀牧肯鄬?duì)較少的狀態(tài)下爐內(nèi)溫度即可以高達(dá)1600℃以上。

蓄熱式燃燒器工作原理為，當(dāng)右側(cè)燒嘴燃燒時(shí)，如圖2所示，途中箭頭表示氣流走向。冷態(tài)空氣經(jīng)由鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入四通換向閥20后通過(guò)煙氣與空氣共用管道19a進(jìn)入設(shè)有蓄熱體10a的蓄熱室，此時(shí)蓄熱體10a處于高溫狀態(tài)，溫度可達(dá)1000℃以上，主要材料可以是蜂窩體以及陶瓷球等換熱效率高的耐火材料。冷態(tài)空氣經(jīng)過(guò)蓄熱體10a時(shí)與蓄熱體進(jìn)行換熱，冷態(tài)空氣被加熱成溫度高達(dá)1000℃的高溫空氣，而蓄熱體溫度則逐漸降低。此時(shí)燃?xì)夤艿?3a處于打開狀態(tài)，13b處于關(guān)閉狀態(tài)。由燃?xì)夤艿?3a進(jìn)入的燃?xì)馀c高溫空氣預(yù)混合后通過(guò)燒嘴噴入到熔化區(qū)15中進(jìn)行燃燒，燃燒溫度可以達(dá)到1600℃以上。由于引風(fēng)機(jī)22的作用，熔化區(qū)內(nèi)爐膛中的高溫?zé)煔獗灰鬟M(jìn)入設(shè)有蓄熱體10b的蓄熱室中，此時(shí)蓄熱體10b處于溫度較低狀態(tài)，溫度在500℃以下，其材質(zhì)與前所述及的蓄熱體10a相同。從熔化區(qū)爐膛內(nèi)進(jìn)入的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)低溫的蓄熱體10b，進(jìn)行高溫?zé)煔馀c蓄熱體的換熱，蓄熱體被逐漸加熱到1000℃以上，而高溫?zé)煔獗焕鋮s到250℃以下，通過(guò)煙氣與空氣共用管道19b和四通換向閥20后進(jìn)入煙氣管道12，經(jīng)煙氣處理裝置21后排入大氣。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，首先燃?xì)夤艿?3a關(guān)閉，之后四通換向閥20換向，工作原理如圖3所示，由鼓風(fēng)機(jī)11鼓入的冷態(tài)空氣通過(guò)四通換向閥20后進(jìn)入煙氣與空氣共用管道19b，之后進(jìn)入到設(shè)有蓄熱體10b的蓄熱室中，由于四通換向閥20換向前蓄熱體10b已經(jīng)被加熱到1000℃以上，冷態(tài)空氣穿過(guò)蓄熱體10b后與其發(fā)生換熱，冷態(tài)空氣被加熱到1000℃左右成為高溫空氣，而蓄熱體10b則逐漸冷卻。此時(shí)燃?xì)夤艿?3b打開，燃?xì)馀c高溫空氣混合后開始燃燒，燃燒火焰溫度可以高達(dá)1600℃以上。由于引風(fēng)機(jī)22的作用，熔化區(qū)爐膛內(nèi)的高溫?zé)煔膺M(jìn)入到設(shè)有蓄熱體10a的蓄熱室內(nèi)，前面所述溫度降低的蓄熱體10a與高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱，蓄熱體被逐漸加熱到1000℃以上，而高溫?zé)煔鈩t被逐漸冷卻到250℃以下，通過(guò)四通換向閥20后經(jīng)由煙氣管道12后，在煙氣處理裝置21被凈化后排放。如上所述，左右兩個(gè)蓄熱室燃燒器交替工作，四通換向閥、燃?xì)夤艿赖染捎米詣?dòng)化控制。蓄熱室燃燒器在熔化區(qū)側(cè)墻上的布置也采用傾斜布置，坡度與熔化區(qū)爐底保持一致，保證燒嘴與物料保持最佳距離，提高熱傳導(dǎo)效率。

具體實(shí)施方式一

一種重油燃燒、燃?xì)馀c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐，其結(jié)構(gòu)如圖1所示：包括爐基礎(chǔ)1，耐火材料爐底2a、2b，內(nèi)置冷卻銅水套的由耐火磚和耐火材料砌成的爐體側(cè)墻3，位于熔化區(qū)與沉降區(qū)之間的隔墻4，位于爐膛上方的爐頂5，設(shè)于熔化區(qū)爐頂上方的進(jìn)料口6，位于沉降區(qū)下方的熔渣出口7與熱態(tài)金屬出口8，位于熔化區(qū)相對(duì)兩側(cè)墻上的4組蓄熱式燃燒器燒嘴9、蓄熱室10內(nèi)部的蓄熱體10a、10b，鼓風(fēng)機(jī)11，煙氣管道12，燃?xì)夤艿?3a、13b，置于沉降區(qū)爐頂?shù)氖姌O14。

熔煉爐分為熔化區(qū)15、沉降區(qū)16，熔化區(qū)15還分為熔化一區(qū)15a和熔化二區(qū)15b，熔化一區(qū)15a與耐火材料爐底2a對(duì)應(yīng)，熔化二區(qū)15b與耐火材料爐底2b對(duì)應(yīng)，且二區(qū)爐底長(zhǎng)度比為1：3，熔化一區(qū)15a的爐底角度為1°、熔化二區(qū)15b的爐底角度為3°，熔化區(qū)15在沉降區(qū)16兩側(cè)呈對(duì)稱布置，熔化區(qū)15爐底高于沉降區(qū)16爐底。

固態(tài)物料17由進(jìn)料口6投入到熔化區(qū)一區(qū)15a中，通過(guò)蓄熱式燒嘴9利用重油燃燒產(chǎn)生的高溫快速加熱熔化區(qū)15內(nèi)物料，得到可流動(dòng)熔體，流入熔化二區(qū)15b；可流動(dòng)熔體在熔化二區(qū)15b中，通過(guò)蓄熱式燒嘴9利用煤制氣燃燒產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)生的高溫加熱，熔化分離后向熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4一側(cè)流動(dòng)，隔墻4下方距離熔化區(qū)15爐底的間距為500mm，以保證熔體進(jìn)入到沉降區(qū)16內(nèi)。熔化區(qū)15底層的耐火材料為酸性耐火材料，熔化區(qū)15上層的耐火材料為中性耐火材料。

在沉降區(qū)16內(nèi)，由不斷從熔化區(qū)15進(jìn)入的熔體形成液態(tài)的熔池18，在沉降區(qū)16爐頂貫穿有石墨電極14，石墨電極14插入到熔池18中，利用電弧加熱保溫熔池，保證熔渣與熱態(tài)金屬的最終分離，分離后的熔渣由熔渣渣口7排出，熱態(tài)金屬由熱態(tài)金屬出口8排出，得到渣中金屬含量更低、熱態(tài)金屬品位更高的金屬產(chǎn)品。

將某鐵礦經(jīng)“配料-轉(zhuǎn)底爐直接還原”工藝處理后得到金屬化率為87％的焙燒產(chǎn)品，熱態(tài)直接投入本發(fā)明的重油燃燒、燃?xì)馊紵c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐中進(jìn)行處理，控制熔化區(qū)溫度為1400℃、氣氛為弱氧化性氣氛，沉降區(qū)溫度為1550℃、氣氛為還原性氣氛，最終可得到熔分鐵的鐵品位97.98％、渣的鐵含量為2.31％的產(chǎn)品，其熔分鐵鐵品位和回收率指標(biāo)均高于普通熔煉爐1％以上。

具體實(shí)施方式二

一種重油燃燒、燃?xì)馀c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐，其結(jié)構(gòu)如圖1所示：包括爐基礎(chǔ)1，耐火材料爐底2a、2b，內(nèi)置冷卻銅水套的由耐火磚和耐火材料砌成的爐體側(cè)墻3，位于熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4，位于爐膛上方的爐頂5，設(shè)于熔化區(qū)15爐頂上方的進(jìn)料口6，位于沉降區(qū)16下方的熔渣出口7與熱態(tài)金屬出口8，位于熔化區(qū)15相對(duì)兩側(cè)墻上的3組蓄熱式燃燒器燒嘴9、蓄熱室10內(nèi)部的蓄熱體10a、10b，鼓風(fēng)機(jī)11，煙氣管道12，燃?xì)夤艿?3a、13b，置于沉降區(qū)爐頂?shù)氖姌O14。

熔煉爐可以分為熔化區(qū)15、沉降區(qū)16，熔化區(qū)15還分為熔化一區(qū)15a和熔化二區(qū)15b，熔化一區(qū)15a與耐火材料爐底2a對(duì)應(yīng)，熔化二區(qū)15b與耐火材料爐底2b對(duì)應(yīng)，且二區(qū)爐底長(zhǎng)度比為1：6，熔化一區(qū)15a的爐底角度為2°、熔化二區(qū)15b的爐底角度為4°，熔化區(qū)15在沉降區(qū)16兩側(cè)呈對(duì)稱布置，熔化區(qū)15爐底高于沉降區(qū)16爐底。

固態(tài)物料17由進(jìn)料口6投入到熔化區(qū)一區(qū)15a中，通過(guò)蓄熱式燒嘴9利用重油燃燒產(chǎn)生的高溫快速加熱熔化區(qū)15內(nèi)物料，得到可流動(dòng)熔體，流入熔化二區(qū)15b；可流動(dòng)熔體在熔化二區(qū)15b中，通過(guò)蓄熱式燒嘴9利用高爐煤氣燃燒產(chǎn)生的高溫加熱，熔化分離后向熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4一側(cè)流動(dòng)，隔墻4下方距離熔化區(qū)爐底的間距為600mm，以保證熔體進(jìn)入到沉降區(qū)16內(nèi)。熔化區(qū)15底層的耐火材料為酸性耐火材料，熔化區(qū)15上層的耐火材料為低品級(jí)碳化硅(含SiC約85％)材質(zhì)。

在沉降區(qū)16內(nèi)，由不斷從熔化區(qū)15進(jìn)入的熔體形成液態(tài)的熔池18，在沉降區(qū)16爐頂貫穿有石墨電極14，石墨電極14插入到熔池18中，利用電弧加熱保溫熔池，保證熔渣與熱態(tài)金屬的最終分離，分離后的熔渣由熔渣出口7排出，熱態(tài)金屬由熱態(tài)金屬出口8排出，得到渣中金屬含量更低、熱態(tài)金屬品位更高的金屬產(chǎn)品。

將某銅冶煉渣經(jīng)“配料-轉(zhuǎn)底爐直接還原”工藝處理后得到金屬化率為80％的焙燒產(chǎn)品，熱態(tài)直接投入本發(fā)明的重油燃燒、燃?xì)馊紵c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐中進(jìn)行處理，控制熔化區(qū)溫度為1450℃、氣氛為弱氧化性氣氛，沉降區(qū)溫度為1600℃、氣氛為還原性氣氛，最終可得到熔分鐵的鐵品位96.97％、渣的鐵含量為2.01％的產(chǎn)品，其熔分鐵鐵品位和回收率指標(biāo)均高于普通熔煉爐2％以上。

具體實(shí)施方式三

一種重油燃燒、燃?xì)馀c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐，其結(jié)構(gòu)如圖1所示：包括爐基礎(chǔ)1，耐火材料爐底2a、2b，內(nèi)置冷卻銅水套的由耐火磚和耐火材料砌成的爐體側(cè)墻3，位于熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4，位于爐膛上方的爐頂5，設(shè)于熔化區(qū)15爐頂上方的進(jìn)料口6，位于沉降區(qū)16下方的熔渣出口7與熱態(tài)金屬出口8，位于熔化區(qū)15相對(duì)兩側(cè)墻上的10組蓄熱式燃燒器燒嘴9、蓄熱室10內(nèi)部的蓄熱體10a、10b，鼓風(fēng)機(jī)11，煙氣管道12，燃?xì)夤艿?3a、13b，置于沉降區(qū)爐頂?shù)氖姌O14。

熔煉爐可以分為熔化區(qū)15、沉降區(qū)16，熔化區(qū)15還分為熔化一區(qū)15a和熔化二區(qū)15b，熔化一區(qū)15a與耐火材料爐底2a對(duì)應(yīng)，熔化二區(qū)15b與耐火材料爐底2b對(duì)應(yīng)，且二區(qū)爐底長(zhǎng)度比為1：10，熔化一區(qū)15a的爐底角度為3°、熔化二區(qū)15b的爐底角度為3°，熔化區(qū)15在沉降區(qū)16兩側(cè)呈對(duì)稱布置，熔化區(qū)15爐底高于沉降區(qū)16爐底。

固態(tài)物料17由進(jìn)料口6投入到熔化區(qū)一區(qū)15a中，通過(guò)蓄熱式燒嘴9利用重油燃燒產(chǎn)生的高溫快速加熱熔化區(qū)15內(nèi)物料，得到可流動(dòng)熔體，流入熔化二區(qū)15b；可流動(dòng)熔體在熔化二區(qū)15b中，通過(guò)蓄熱式燒嘴9利用焦?fàn)t煤氣燃燒產(chǎn)生的高溫加熱，熔化分離后向熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4一側(cè)流動(dòng)，隔墻4下方距離熔化區(qū)15爐底的間距為700mm，以保證熔體進(jìn)入到沉降區(qū)16內(nèi)。熔化區(qū)15底層的耐火材料為酸性耐火材料，熔化區(qū)15上層的耐火材料為低品級(jí)碳化硅(含SiC約85％)材質(zhì)。

在沉降區(qū)16內(nèi)，由不斷從熔化區(qū)15進(jìn)入的熔體形成液態(tài)的熔池18，在沉降區(qū)16爐頂5貫穿有石墨電極14，石墨電極14插入到熔池18中，利用電弧加熱保溫熔池，保證熔渣與熱態(tài)金屬的最終分離，分離后的熔渣由熔渣出口7排出，熱態(tài)金屬由熱態(tài)金屬出口8排出，得到渣中金屬含量更低、熱態(tài)金屬品位更高的金屬產(chǎn)品。

將某紅土鎳礦經(jīng)“配料-轉(zhuǎn)底爐直接還原”工藝處理后得到金屬化率為80％的焙燒產(chǎn)品，熱態(tài)直接投入本發(fā)明的重油燃燒、燃?xì)馊紵c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐中進(jìn)行處理，控制熔化區(qū)溫度為1500℃、氣氛為氧化性氣氛，沉降區(qū)溫度為1600℃、氣氛為弱還原性氣氛，最終可得到鎳含量20.95％、鐵含量76.32％的高品位鎳鐵產(chǎn)品，其鎳品位高于普通熔分爐2％以上。

具體實(shí)施方式四

一種重油燃燒、燃?xì)馀c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐，其結(jié)構(gòu)如圖1所示：包括爐基礎(chǔ)1，耐火材料爐底2a、2b，內(nèi)置冷卻銅水套的由耐火磚和耐火材料砌成的爐體側(cè)墻3，位于熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4，位于爐膛上方的爐頂5，設(shè)于熔化區(qū)15爐頂上方的進(jìn)料口6，位于沉降區(qū)16下方的熔渣出口7與熱態(tài)金屬出口8，位于熔化區(qū)15相對(duì)兩側(cè)墻上的10組蓄熱式燃燒器燒嘴9、蓄熱室10內(nèi)部的蓄熱體10a、10b，鼓風(fēng)機(jī)11，煙氣管道12，燃?xì)夤艿?3a、13b，置于沉降區(qū)爐頂?shù)氖姌O14。

熔煉爐可以分為熔化區(qū)15、沉降區(qū)16，熔化區(qū)15還分為熔化一區(qū)15a和熔化二區(qū)15b，熔化一區(qū)15a與耐火材料爐底2a對(duì)應(yīng)，熔化二區(qū)15b與耐火材料爐底2b對(duì)應(yīng)，且二區(qū)爐底長(zhǎng)度比為1：8，熔化一區(qū)15a的爐底角度為1°、熔化二區(qū)15b的爐底角度為5°，熔化區(qū)15在沉降區(qū)16兩側(cè)呈對(duì)稱布置，熔化區(qū)15爐底高于沉降區(qū)16爐底。

固態(tài)物料17由進(jìn)料口6投入到熔化區(qū)一區(qū)15a中，通過(guò)蓄熱式燒嘴9利用重油燃燒產(chǎn)生的高溫快速加熱熔化區(qū)15內(nèi)物料，得到可流動(dòng)熔體，流入熔化二區(qū)15b；可流動(dòng)熔體在熔化二區(qū)15b中，通過(guò)蓄熱式燒嘴9利用焦?fàn)t煤氣燃燒產(chǎn)生的高溫加熱，熔化分離后向熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4一側(cè)流動(dòng)，隔墻4下方距離熔化區(qū)15爐底的間距為600mm，以保證熔體進(jìn)入到沉降區(qū)16內(nèi)。熔化區(qū)15底層的耐火材料為酸性耐火材料，熔化區(qū)15上層的耐火材料為低品級(jí)碳化硅(含SiC約85％)。

在沉降區(qū)16內(nèi)，由不斷從熔化區(qū)15進(jìn)入的熔體形成液態(tài)的熔池18，在沉降區(qū)16爐頂5貫穿有石墨電極14，石墨電極14插入到熔池18中，利用電弧加熱保溫熔池，保證熔渣與熱態(tài)金屬的最終分離，分離后的熔渣由熔渣出口7排出，熱態(tài)金屬由熱態(tài)金屬出口8排出，得到渣中金屬含量更低、熱態(tài)金屬品位更高的金屬產(chǎn)品。

將某釩鈦礦經(jīng)“配料-轉(zhuǎn)底爐直接還原”工藝處理后得到金屬化率為88％的焙燒產(chǎn)品，熱態(tài)直接投入本發(fā)明的重油燃燒、燃?xì)馊紵c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐中進(jìn)行處理，控制熔化區(qū)溫度為1400℃、氣氛為弱氧化性氣氛，沉降區(qū)溫度為1550℃、氣氛為還原性氣氛，最終可得到熔分鐵的鐵品位96.25％、渣的鐵含量為2.37％的產(chǎn)品，其熔分鐵鐵品位和回收率指標(biāo)均高于普通熔煉爐1％以上。

具體實(shí)施方式五

一種重油燃燒、燃?xì)馀c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐，其結(jié)構(gòu)如圖1所示：包括爐基礎(chǔ)1，耐火材料爐底2a、2b，內(nèi)置冷卻銅水套的由耐火磚和耐火材料砌成的爐體側(cè)墻3，位于熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4，位于爐膛上方的爐頂5，設(shè)于熔化區(qū)15爐頂上方的進(jìn)料口6，位于沉降區(qū)16下方的熔渣出口7與熱態(tài)金屬出口8，位于熔化區(qū)15相對(duì)兩側(cè)墻上的10組蓄熱式燃燒器燒嘴9、蓄熱室10內(nèi)部的蓄熱體10a、10b，鼓風(fēng)機(jī)11，煙氣管道12，燃?xì)夤艿?3a、13b，置于沉降區(qū)爐頂?shù)氖姌O14。

熔煉爐可以分為熔化區(qū)15、沉降區(qū)16，熔化區(qū)15還分為熔化一區(qū)15a和熔化二區(qū)15b，熔化一區(qū)15a與耐火材料爐底2a對(duì)應(yīng)，熔化二區(qū)15b與耐火材料爐底2b對(duì)應(yīng)，且二區(qū)爐底長(zhǎng)度比為1：4，熔化一區(qū)15a的爐底角度為3°、熔化二區(qū)15b的爐底角度為5°，熔化區(qū)15在沉降區(qū)16兩側(cè)呈對(duì)稱布置，熔化區(qū)15爐底高于沉降區(qū)16爐底。

固態(tài)物料17由進(jìn)料口6投入到熔化區(qū)一區(qū)15a中，通過(guò)蓄熱式燒嘴9利用重油燃燒產(chǎn)生的高溫快速加熱熔化區(qū)15內(nèi)物料，得到可流動(dòng)熔體，流入熔化二區(qū)15b；可流動(dòng)熔體在熔化二區(qū)15b中，通過(guò)蓄熱式燒嘴9利用高爐煤氣燃燒產(chǎn)生的高溫加熱，熔化分離后向熔化區(qū)15與沉降區(qū)16之間的隔墻4一側(cè)流動(dòng)，隔墻4下方距離熔化區(qū)15爐底的間距為500mm，以保證熔體進(jìn)入到沉降區(qū)16內(nèi)。熔化區(qū)15底層的耐火材料為酸性耐火材料，熔化區(qū)15上層的耐火材料為低品級(jí)碳化硅(含SiC約85％)材質(zhì)。

在沉降區(qū)16內(nèi)，由不斷從熔化區(qū)15進(jìn)入的熔體形成液態(tài)的熔池18，在沉降區(qū)16爐頂5貫穿有石墨電極14，石墨電極14插入到熔池18中，利用電弧加熱保溫熔池，保證熔渣與熱態(tài)金屬的最終分離，分離后的熔渣由熔渣出口7排出，熱態(tài)金屬由熱態(tài)金屬出口8排出，得到渣中金屬含量更低、熱態(tài)金屬品位更高的金屬產(chǎn)品。

將某冶金粉塵經(jīng)“配料-轉(zhuǎn)底爐直接還原”工藝處理后得到金屬化率為87％的焙燒產(chǎn)品，熱態(tài)直接投入本發(fā)明的重油燃燒、燃?xì)馊紵c電弧聯(lián)合加熱熔煉爐中進(jìn)行處理，控制熔化區(qū)溫度為1500℃、氣氛為氧化性氣氛，沉降區(qū)溫度為1600℃、氣氛為弱還原性氣氛，最終可得到熔分鐵的鐵品位97.96％、渣的鐵含量為2.37％的產(chǎn)品，其熔分鐵鐵品位和回收率指標(biāo)均高于普通熔煉爐1％以上。