CN110885933A - 一种强化底吹熔炼炉熔炼效果及改善熔体喷溅的方法 - Google Patents

一种强化底吹熔炼炉熔炼效果及改善熔体喷溅的方法 Download PDF

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Abstract

一种底吹熔炼炉强化熔炼及改善熔体喷溅的方法，属于底吹熔炼炉技术领域。该方法包括：错流喷吹；错峰喷吹；错流喷吹和错峰喷吹两者结合使用。错流喷吹是保证每组相邻喷枪喷吹强度相同的条件下，通过改变喷枪位置，使相邻两股喷吹气流状态产生差异，达到缓解气流叠加、抑制喷溅、强化喷吹的目的；错峰喷吹是保证每组相邻喷枪位置相同的条件下，通过改变喷吹强度，使相邻两股喷吹气流状态产生差异，达到缓解气流叠加、抑制喷溅、强化喷吹的目的。采用本方法，可以使底吹炉内熔体搅动更加均匀，促进炉料反应完全，避免底吹熔炼产出的炉渣夹带金属和生料，改善熔体表面层的喷溅，以及减弱靠近喷枪的壁面所受冲刷应力过于集中的现象，进而可以提高底吹熔炼炉的产能。

Description

一种强化底吹熔炼炉熔炼效果及改善熔体喷溅的方法
技术领域
本发明属于底吹熔炼技术领域，具体涉及一种强化底吹熔炼炉熔炼效果及改善熔体喷溅的方法。
背景技术
底吹炉熔炼技术最初应用于转炉炼钢，用于将铁水中的硫、磷、硅等杂质脱除以及控制碳含量，在全世界钢铁领域得到了广泛的应用。鉴于富氧底吹熔炼技术在炼钢中的成功应用以及诸多优点，后来在炼铅、炼铜等领域也逐渐得到了广泛应用，具有对原料适应性强、高效、节能、环保等特点。
现有的部分铜底吹炉及底吹熔炼操作工艺，存在喷枪排布不合理、喷吹操作参数欠缺优化等问题，导致了熔炼过程中的搅拌不均匀。局部搅拌过于剧烈导致渣中机械夹带的冰铜量过多、熔体表面层喷溅严重、炉衬受侵蚀等现象，局部欠缺搅拌导致铜矿反应不完全或来不及参与反应，致使炉渣夹带生料和未反应完全的铜铁相。
发明内容
针对现有某大型底吹熔炼炉存在的气体喷吹搅拌不均匀、喷溅严重，熔炼效率低、金属损失率大等问题，通过提出不同的喷枪排布，优化工艺参数和设备参数，达到提高熔炼效率、抑制喷溅、减少金属在渣中的循环、提高底吹炉生产能力的目的。
为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种底吹熔炼炉强化熔炼及改善熔体喷溅的方法，通过错流喷吹或错峰喷吹或者两者结合使用，强化底吹炉熔炼并改善表面熔体喷溅。
本发明中的错流喷吹是保证每组相邻喷枪喷吹强度(包括喷气量、气体流速、喷气压力)相同的条件下，通过改变喷枪位置(包括喷枪角度、喷枪高度、喷枪间距等)，使相邻两股喷吹气流状态产生差异，达到缓解气流叠加、抑制喷溅、强化喷吹的目的。
进一步的，本发明中的错流喷吹的实现可以采用以下三种方式：
(1)把底吹炉所有喷枪从靠近排烟口侧开始按顺序编号，保证总供风量不变和喷枪直径不变，且每只喷枪的风压或供风量相等。采用一组风机为两组喷枪供风，改变奇数编号喷枪和偶数编号喷枪的轴向间距，使每相邻的两支喷枪喷入熔体的气流距离增大，气流叠加效果变弱，产生“错流喷吹”效果，相邻喷枪的轴向间距与原间距比值在1.1～1.6之间。
(2)把底吹炉所有喷枪从靠近排烟口侧开始按顺序编号，保证总供风量不变和喷枪直径不变，且每只喷枪的风压或供风量相等。采用一组风机为两组喷枪供风，改变奇数编号喷枪和偶数编号喷枪安置的径向角度或水平高度，使每相邻的两支喷枪喷入熔体的气流在不同水平位置喷射，气流叠加效果变弱，产生“错流喷吹”效果，相邻喷枪的径向角度或水平高度与原角度或水平高度的比值在1.1～2之间。
(3)把底吹炉所有喷枪从靠近排烟口侧开始按顺序编号，保证总供风量不变和喷枪直径不变，且每只喷枪的风压或供风量相等。采用一组风机为两组喷枪供风，改变奇数编号喷枪和偶数编号喷枪安置的轴向角度，使每相邻的两支喷枪喷入熔体的气流成一定角度喷射，气流叠加效果变弱，产生“错流喷吹”效果，相邻喷枪的轴向角度在1～20°之间。
本发明中的错峰喷吹是保证每组相邻喷枪位置(喷吹角度、喷枪高度、喷枪间距)相同的条件下，通过改变喷吹强度(包括喷气量、气体流速、喷气压力)，使相邻两股喷吹气流状态产生差异，达到缓解气流叠加、抑制喷溅、强化喷吹的目的。
进一步的，本发明中的错峰喷吹的实现可以采用以下三种方式：
(1)把底吹炉所有喷枪从靠近排烟口侧开始按顺序编号，保证总供风量和喷枪直径不变，采用两组风机，分别为两组喷枪供风，一组为奇数编号喷枪供风，一组为偶数编号喷枪供风，通过调整每组风机的风量配比，使每相邻的两支喷枪以不同的气流强度喷入熔体，产生“错峰喷吹”效果，每组风机的风量配比在0.5～2之间。
(2)把底吹炉所有喷枪从靠近排烟口侧开始按顺序编号，保证总供风量和喷枪直径不变，采用两组风机，分别为两组喷枪供风，一组为奇数编号喷枪供风，一组为偶数编号喷枪供风，通过控制喷枪出口的端压配比，使每相邻的两支喷枪以不同的气流强度喷入熔体，产生“错峰喷吹”效果，每组喷枪的端压配比在0.5～2之间。
(3)把底吹炉所有喷枪从靠近排烟口侧开始按顺序编号，采用一组风机为两组喷枪供风，保证总供风量、总喷吹面积和每支喷枪出口端压相同，通过改变奇偶两组喷枪的直径配比，使每相邻的两支喷枪以不同的气流强度喷入熔体，产生“错峰喷吹”效果，两组喷枪的喷枪出口面积配比在0.5～2之间。
采用本方法，可以使底吹炉内熔体搅动更加均匀,促进炉料反应完全，避免底吹熔炼产出的炉渣夹带金属和生料，改善熔体表面层的喷溅，以及减弱靠近喷枪的壁面所受冲刷应力过于集中的现象，进而可以提高底吹熔炼炉的产能。
附图说明
为了更清晰说明本发明的技术方案，对附图做简要介绍。
图1为原有工况下的底吹熔炼炉正视图。
标号说明：1-排烟口，2-炉体，3-喷枪。
图2为原有工况下的底吹熔炼炉侧视图。
标号说明：3.1-小角度喷枪(6～12°)，3.2-大角度喷枪(21～27°)。
图3为改变喷枪轴向间距的底吹熔炼炉正视图。
图4为改变喷枪安置的径向角度或水平高度的底吹熔炼炉正视图。
图5为改变喷枪安置轴向角度的底吹熔炼炉正视图。
图6为改变喷枪风量配比的底吹熔炼炉正视图。
图7为改变喷枪出口端压配比的底吹熔炼炉正视图。
图8为改变喷枪直径配比的底吹熔炼炉正视图。
图9为实施例1的渣相分布对比图。
图10为实施例2的渣相分布对比图。
具体实施方式
针对现有大型对心同侧双喷枪交替排布底吹熔炼炉，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1(错流喷吹)：
以错流喷吹的一种实现方式为例(本例为改变喷枪轴向间距)，把底吹炉所有喷枪从靠近排烟口侧开始按顺序编号，保证总供风量不变和喷枪直径不变，且每只喷枪的风压或供风量相等。采用一组风机为两组喷枪供风，改变奇数编号喷枪和偶数编号喷枪的轴向间距，使每相邻的两支喷枪喷入熔体的气流距离增大，气流叠加效果变弱，产生“错流喷吹”效果，原间距为380mm，本例调整间距为610mm。
通过数值模拟求解两种工况下炉内的流场，取搅拌区的熔体做分析，熔体的平均速度表征熔体的整体搅拌强度，熔体的速度标准差表征熔体的整体搅拌均匀性，调整间距后熔体平均速度得到了提升，速度标准差下降，说明搅拌强度和搅拌均匀性得到了改善，做一条直线穿过渣层中央，对比此直线上搅拌区的渣相分布图，调整间距后渣相混合程度更好，渣相分布更均匀，也证实搅拌均匀性得到了提升。
实施例2(错峰喷吹)：
以错峰喷吹的一种实现方式为例(本例为改变喷枪直径配比),把底吹炉所有喷枪从靠近排烟口侧开始按顺序编号，采用一组风机为两组喷枪供风，保证总供风量、总喷吹面积和每支喷枪出口端压相同，通过改变奇偶两组喷枪的直径配比，使每相邻的两支喷枪以不同的气流强度喷入熔体，产生“错峰喷吹”效果，原工况下面积配比为1:1，现调整为1.2:0.8，直径配比为1.095：0.894。
通过数值模拟求解两种工况下炉内的流场，取搅拌区的熔体做分析，熔体的平均速度表征熔体的整体搅拌强度，熔体的速度标准差表征熔体的整体搅拌均匀性，调整熔体面积配比后熔体平均速度得到了提升，速度标准差下降，说明搅拌强度和搅拌均匀性得到了改善。做一条直线穿过渣层中央，对比此直线上搅拌区的渣相分布图，调整间距后渣相混合程度更好，渣相分布更均匀，也证实搅拌均匀性得到了提升。
实施例3：
以某铜底吹炉为例，在炉体一侧靠近炉底处有14组对心同侧喷枪，每两支喷枪为一组，共28支喷枪，相邻两组喷枪交错排布。将14组喷枪从靠近排烟口侧按顺序编号，7个奇数组喷枪角度可调节范围为6～12°，7个偶数组喷枪角度可调节范围为21～27°。每组的两支喷枪距离380～610mm，相邻两组喷枪间距1150mm，喷枪横截面整体为圆形，由很多小风口组成，喷枪横截面直径为50～90mm，炉膛纵向截面是圆形，喷枪垂直于炉体壁面，气流从喷枪出口垂直吹入炉内。底吹熔炼炉简易示意图如图1。

Claims (6)

1.一种底吹熔炼炉强化熔炼及改善熔体喷溅的方法，其特征在于通过错流喷吹、错峰喷吹或者两者结合使用，强化底吹熔炼炉熔炼效果以及改善熔体表面层的喷溅。
2.根据权利要求1所述的一种底吹熔炼炉强化熔炼、改善熔体喷溅的方法，其特征在于错流喷吹是保证每组相邻喷枪喷吹强度相同的条件下，通过改变喷枪位置，使相邻两股喷吹气流状态产生差异，达到缓解气流叠加、抑制喷溅、强化喷吹的目的；所述枪喷吹强度包括喷气量、气体流速、喷气压力；所述喷枪位置包括喷枪角度、喷枪高度、喷枪间距。
3.根据权利要求1或2所述的一种底吹熔炼炉强化熔炼及改善熔体喷溅的方法，其特征在于错流喷吹的实现方式有以下三种：
(1)把底吹炉所有喷枪从靠近排烟口侧开始按顺序编号，保证总供风量不变和喷枪直径不变，且每只喷枪的风压或供风量相等；采用一组风机为两组喷枪供风，改变奇数编号喷枪和偶数编号喷枪的轴向间距，使每相邻的两支喷枪喷入熔体的气流距离增大，气流叠加效果变弱，产生“错流喷吹”效果，相邻喷枪的轴向间距与原间距比值在1.1～1.6之间；
(2)把底吹炉所有喷枪从靠近排烟口侧开始按顺序编号，保证总供风量不变和喷枪直径不变，且每只喷枪的风压或供风量相等；采用一组风机为两组喷枪供风，改变奇数编号喷枪和偶数编号喷枪安置的径向角度或水平高度，使每相邻的两支喷枪喷入熔体的气流在不同水平位置喷射，气流叠加变弱，产生“错流喷吹”效果，相邻喷枪的径向角度或水平高度与原角度或水平高度的比值在1.1～2之间；
(3)把底吹炉所有喷枪从靠近排烟口侧开始按顺序编号，保证总供风量不变和喷枪直径不变，且每只喷枪的风压或供风量相等；采用一组风机为两组喷枪供风，改变奇数编号喷枪和偶数编号喷枪安置的轴向角度，使每相邻的两支喷枪喷入熔体的气流成一定角度喷射，气流叠加效果变弱，产生“错流喷吹”效果，相邻喷枪的轴向角度在1～20°之间。
4.根据权利要求1所述的一种底吹熔炼炉强化熔炼及改善熔体喷溅的方法，其特征在于错峰喷吹是保证每组相邻喷枪位置相同的条件下，通过改变喷吹强度，使相邻两股喷吹气流状态产生差异，达到缓解气流叠加、抑制喷溅、强化喷吹的目的；所述喷枪位置包括喷吹角度、喷枪高度、喷枪间距；所述喷吹强度包括喷气量、气体流速、喷气压力。
5.根据权利要求1或4所述的一种强化底吹熔炼炉熔炼效果改善熔体喷溅的方法，其特征在于错峰喷吹的实现方式有以下三种：
(1)把底吹炉所有喷枪从靠近排烟口侧开始按顺序编号，保证总供风量和喷枪直径不变，采用两组风机，分别为两组喷枪供风，一组为奇数编号喷枪供风，一组为偶数编号喷枪供风，通过调整每组风机的风量配比，使每相邻的两支喷枪以不同的气流强度喷入熔体，产生“错峰喷吹”效果，每组风机的风量配比在0.5～2之间；
(2)把底吹炉所有喷枪从靠近排烟口侧开始按顺序编号，保证总供风量和喷枪直径不变，采用两组风机，分别为两组喷枪供风，一组为奇数编号喷枪供风，一组为偶数编号喷枪供风，通过控制喷枪出口的端压配比，使每相邻的两支喷枪以不同的气流强度喷入熔体，产生“错峰喷吹”效果，每组喷枪的端压配比在0.5～2之间；
(3)把底吹炉所有喷枪从靠近排烟口侧开始按顺序编号，采用一组风机为两组喷枪供风，保证总供风量、总喷吹面积和每支喷枪出口端压相同，通过改变奇偶两组喷枪的直径配比，使每相邻的两支喷枪以不同的气流强度喷入熔体，产生“错峰喷吹”效果，两组喷枪的喷枪出口面积配比在0.5～2之间。
6.根据权利要求1所述的一种底吹熔炼炉强化熔炼及改善熔体喷溅的方法，其特征在于以某铜底吹炉为例，在炉体一侧靠近炉底处有14组对心同侧喷枪，每两支喷枪为一组，共28支喷枪，相邻两组喷枪交错排布；将14组喷枪从靠近排烟口侧按顺序编号，7个奇数组喷枪角度可调节范围为6～12°，7个偶数组喷枪角度可调节范围为21～27°；每组的两支喷枪距离380～610mm，相邻两组喷枪间距1150mm，喷枪横截面整体为圆形，由很多小风口组成，喷枪横截面直径为50～90mm，炉膛纵向截面是圆形，喷枪垂直于炉体壁面，气流从喷枪出口垂直吹入炉内。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023151602A1 (zh) * 2022-02-10 2023-08-17 中国恩菲工程技术有限公司 处理复杂金精矿的连续炼铜工艺和连续炼铜装备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101165196A (zh) * 2006-10-19 2008-04-23 中国恩菲工程技术有限公司 一种采用氧气底吹炉连续炼铜的工艺及其装置
CN101328543A (zh) * 2006-10-19 2008-12-24 中国恩菲工程技术有限公司 氧气底吹连续炼铜装置
CN102181661A (zh) * 2011-04-15 2011-09-14 东营鲁方金属材料有限公司 一种炼铜装置及工艺
CN103014370A (zh) * 2012-12-24 2013-04-03 中国恩菲工程技术有限公司 铜锍底吹吹炼工艺和铜锍底吹吹炼炉
CN103382526A (zh) * 2013-05-09 2013-11-06 中南大学 一种用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法与装置
CN103952571A (zh) * 2014-04-18 2014-07-30 东营鲁方金属材料有限公司 一步炼铜工艺及其装置
CN203890418U (zh) * 2014-04-18 2014-10-22 东营鲁方金属材料有限公司 一步炼铜装置
CN109722550A (zh) * 2019-03-14 2019-05-07 东营方圆有色金属有限公司 从精矿制备成阳极铜的两步炼铜方法及装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101165196A (zh) * 2006-10-19 2008-04-23 中国恩菲工程技术有限公司 一种采用氧气底吹炉连续炼铜的工艺及其装置
CN101328543A (zh) * 2006-10-19 2008-12-24 中国恩菲工程技术有限公司 氧气底吹连续炼铜装置
CN102181661A (zh) * 2011-04-15 2011-09-14 东营鲁方金属材料有限公司 一种炼铜装置及工艺
CN103014370A (zh) * 2012-12-24 2013-04-03 中国恩菲工程技术有限公司 铜锍底吹吹炼工艺和铜锍底吹吹炼炉
CN103382526A (zh) * 2013-05-09 2013-11-06 中南大学 一种用于直接炼铅熔炼还原炉喷吹气体的方法与装置
CN103952571A (zh) * 2014-04-18 2014-07-30 东营鲁方金属材料有限公司 一步炼铜工艺及其装置
CN203890418U (zh) * 2014-04-18 2014-10-22 东营鲁方金属材料有限公司 一步炼铜装置
CN109722550A (zh) * 2019-03-14 2019-05-07 东营方圆有色金属有限公司 从精矿制备成阳极铜的两步炼铜方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
蔡加武: "阳极炉底侧复吹精炼过程熔池行为模拟研究", 《工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023151602A1 (zh) * 2022-02-10 2023-08-17 中国恩菲工程技术有限公司 处理复杂金精矿的连续炼铜工艺和连续炼铜装备

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