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1、| 维普浚讯巾口 p: www. cq |13 #M 3期1992 年右色冶金设计与硏究9 月Mt"铜精炼回转式阳极炉设计与生产实践龚晓虹卢孟汉讦F*山心（冶煤化工室） （机械工艺室）摘 要j来用回转式阳枫沪配以自动定畳浇铸隶城最钢 的丈法粘炼一确先进工艺及设本丈扼要阐述丁国内自行设 计和制進的第一舍回转式用根护及自动定童浇坤累城的主昊轨 术桂能嫌作泰救軸生产实践，特嗣是采用童油还原技术的成功 鏗號:为在我.国进一歩推广运用追一先邊工艺和設#以履哉谅往的反奸炉输煤及浇禅设各捉供丁可靠的实践依折B关键词丈法辅卅回转或阳枫炉 氧化 还原| 维普浚讯巾口 p: www. cq | 维普浚讯
2、巾口 p: www. cq |一、概述铜的火法精炼以往爭在固定武反射炉内 进行J0年比哦后，这一过程屜渐耳回转式 剛股炉所代嘗，在当今世界火法梢炼的铜产 量中用回转式阳极炉梢炼的已占60%以 上.襄国口盹塔代初引进一宴回转炉精炼 装置并建成授产以后，又口行设计制造了一 套更苻合国情的完整的回转妒JS炼及口动定 量浇铸装置.该装置1貂7年投产至今运行 正當各项聂术经济指标比较理想.生产实践 表咽：国产比的回转式精炼炉及自动定量浇 铸装置结构简单、主产稳建可靠、技术经济指 标先进檸別展采用童油（或轻柴袖）还原剂 的成功为在找国进一歩推广这一新技术提 供了更为可贵的实孫经验.国产化的回转炉精炼及自动
3、定話挠铸条 统与引进的装置比较具有以下不同特点：D处理能力为中小型从规模上为舅国 铜精炼“点多规嶺小”的老厂技术改造提供可 靠的经验.2回转炉的烟气余热采用余热诱炉及 空气预热器等装置加以回收利用.不仅使单- 位燃耗得以人幅度降低*而且余热隅炉所产 蒸汽与老厂的蒸汽管路井网综合利用訂吏综 合能耗降低。3采用重油或轻柴油还原不仅降低了 阳股铜的加工成本，而且为我国缺天然气、液 化&油气地区釆用回转炉精炼技术提供了可 能性.仍回转式阳廠炉本库的燃烷口与推烟 口同处于相同的回转中心，使冋转炉与前后 固定装置的衔接进一步简比而紧凑.5）自惶系统抗干扰性强，运行更加可 靠.国产比的回转式阳极炉及
4、自动定量浇铸 系统的技术性能如表1所列。| 维普浚讯巾口 p: www. cq | 维普浚讯巾口 p: www. cq |收 II 日翩 1 1991-10-10|维普资讯 n口p:www.cqvip.coTfi丄69 *阳槻忖谐计与生产宴JR|维普资讯 n口p:www.cqvip.coTfi|维普资讯 n口p:www.cqvip.coTfi表1国产化铜精炼回转炉斥定:Bt浇铸技术性能,m目单址«0l鼻注l>d原回抽阳诳沪炉書叩械i/F1O»如莒禮%4h/r1«帶等直收事s98讪堆150%+ 2还原制特真rjt比<4故计11罠牝解甘建压増空FT. 51
5、5. 7阳鼻炉渣茁%50阳軽拳熔r*为同枚車%67矗1*说*竇宜自函定険練植生产社力6/h3025二、回转式阳极炉结构回转式阳极炉由炉体、支承装置、驱动装 置三大部分纽成.我结构如图I所示"t炉体炉体由筒体、砌体、炉盖、燃烧装置、排烟 短薈等组成。炉体的大小与所要求的每炉装 入粗铜星及粗铜渣量有关，此外，还应考虑适 合于回转式阳扱炉的最大烬负荷量口回转式 阳根炉的直佬可按下式计算确定当寻=2.5 时儿1)=1, 09(m)式中* Q回转式阳极炉毎炉欢处理的粗r粗铜熔版比3/m与粗铜夹渣 量有关.例如】当厨炉装入粗铜量100 t粗铜夹 渣为1%时.其比重约为T、51 t加弭此时回转 阳
6、极炉的宜俛为上炉膛氏度5P = N 5R2. 586. 15 m,若 以砌砖尺寸權数确定回转阳极炉的炉膛足寸 匚=2 588 mm X 6 180 itie.|维普资讯 n口p:www.cqvip.coTfi|维普资讯 n口p:www.cqvip.coTfiS 1100 t回转式铜阳根炉结构】一掂烟晅管沦-崗*山一砌障“一护盖再一水冷怕口护恆2-重怖喝疇山一驱功輩.怡一K化迁腻孔出軻口|维普资讯 n口p:www.cqvip.coTfi回转式阳扱忙的筒体尺寸与其向衣厅度 驱动功率及筒体壁厚；若砌砖太薄除了觀响 有关。由亍回转式阳极炉在精炼及浇铸过程炉寿命及筒体表面洞度过高还使散热量増 中1B要转
7、动*砌砖厚度不能太大，否则将增加加*而且对支承装置和滾溜的强度影响很大"|维普贽讯 rmp: www. |维普贽讯 rmp: www. |有色冶金设悸与研氏» 13 If|维普贽讯 rmp: www. |维普贽讯 rmp: www. |一般砌砖厚度能将简I本表面温度挖制在200 -EWC为好"国产化的回转賞阳扱护测墮砌 砖厚度为372 m端墙砌砖厚度为510 mg 簡体壁厚为31 mg 这禅，回转炉的公献尺 寸为 DXL=3 100 mm X 7 500 mm a山重油燃烧口为界.桩苴一侧开设仔装 料口及轼化还原孔而在其笳一侧开设有出 铜口。孔口的布蓝与工艺配置有
8、关各口之问 的角度中戻尸等数直与其直臣关系不大而 主要栗决于工艺要求的回转角度匣于氧比、 还原及出啊的工艺棵作要求炉口的大小主要取决于粗铜装入操作耍 求及返回处理的残极的尺寸大小.在满足装 料要求的情况下应尽量隹炉口尺寸减小。因 为回转式阳股炉的最大优点之一是炉体气密 性好，操作过程孔口的溢气及辐射热攔失小. 如果弁口太大将影响炉子的热效率而且怕 口尺寸过大不仅増加炉口水冷件加工制造 因难.还将产生炉口衬砖容易握落的或象“例 如，我国某冶煤厂回转式阳概炉的炉口尺寸 由 2 088 mmX 1 OSO mm 改为 1 680 mrrrX I 080 mm以后毎t阳极铜的重油单耗降低 2- 97
9、L（相当于单耗的£5味儿炉口水冷件 该厂设备可加工，炉口砖便用寿命也提高。由 于炉口承受装料及倒渣时的高温熔体的机械 冲击，在炉口上装有水冷护板与壳体联接冷 却水的压力及水质都有一定的要求、炉口水 冷护板的设计应満足冷却强度的要求。炉盖的启闭采用吊车或严用的炉盖启闭 装置曲于启闭仅在装料及倒渣时进行，毎仲 次启闭并不频繁采用吊车启闭是简单可靠 的方式.氧化还原口的开设位置视炉长而定一 艇在炉口的两側各开设一个瓦间距应考虑 孰化后倒渣时便于将炉査吹赶到倒漬炉口" 軋化还原口的倾角应与氧化剂或还原刑送入 液面深度相适应。由于氛化还原口附近的沏 砖摘失较严璽，在壳体设计时应考虑此
10、部位 的砖体及描入管件便于检修及更换.筒体端板的设计主要考虑回转明扱炉两 揣墙与简休砌晞保持緊密结合否则会发生 温铜事故曲丁呦値越胀冷缩（炉期间溟度菠 动）的存在端板与筒库的联接采用弹簧拉紧 装置”弹賃的预第力必须满足一宦的要求弹 赞的强度应保证在真体受热膨胀后能承受的 晟大压力要求.d驱动装置回转式阳做炉根据工艺雜乍要求，炉身 屬要按正反两个方向回转 回转速度不仅要 考虑正常悸业时的要玻*而且还要考蘇事故 状况下的回转。其驱动原理如图2所示。® 2回转式阳极炉驱动原理1一 主电机 Yz-250ma-动轮）f3-M电31曲瓦罰动器YDWZ型，| -2S型酬柱齿 轮建連a，5-DLM4
11、 JK列无蒲歼式电磁离合器用一摆 红叶轮減連胖弗性联轴拮r帯制动松Jf 辑助制 动as手劲式h g f zz - i2型直流电机f io c” SI i&ft联鮭总门1 一轴乘座£向七炫面礙茅轴承八 小齿艳"正常翳动接通液压电磯闸瓦制动器3的直流电 源+闸瓦张开通过电器讯号使主电动机官 动在制动闸瓦张开以前主电机不得启动， 当主电动机启动时，电磁禽合器5是脱开状 态.2慢速驱砂与事故驱动当交流电源发生故障或是切断交流电源 时、直流电源立即接通这时潘压电嚥闸瓦制 动器3的闸瓦张开，电磁禽合器5结合直流 电机9启动。炉子可绕轴线360。转动，但一般转动的| 维普资讯 h
12、 ttp:/糠轴悔回轶式闭魅沪就计与主产第戕危度貝需在 诣少左右'即妒子的旋转是由限 位开关将其控制在炉口倒眩位置和出铜口出 铜位置之间炉子在欧炼时-殷均采用正常 驱动'貝育在浇诗时才采用慢速珮动。事故驅 动是当交流电源发生故障时使用.本设备的 慢速驱动和事故驱动共用1自直流电机和1 妄停动系统因为车间有直流电源，采用这种 方式是轶为经济的'大冶冶炼厂畏产几年来 的生产实践证明是可行的*贵冶由芬兰AOR 公司引进的回转盍精炼忙，慢速驱动采用小 型交流电动机，事故號动釆用气动马达，当检 测继电器一旦检测出停电故障，电源自动由 整流直流电切换到禱电也¥1携电丫电磁
13、 离合器结并由气包的压縮空气驱动气动马 达把炉子转到安全位置。这冲事故驱动方 式，如果车间内有压缩空气源，只需在驱动部 分加上气动马达并配以一牛小落电帼来控 制直流业靈离合器以宴现事故驱动*这也是 比较经济可靠的驱踰方式，乱遗圈直住中4 200 mm的整库结构+工字形截 面，材质为15祷钢.滚圈的固定是采用也略 块固定安装时，以蟆形块调整滚圈端面与炉 身轴线的垂直度，及犧圏外圆与炉身抽线的 同轴度。滚圈安装调整完毕后*用档块定位拌 焊于沪身外盍上，然后用-定重凰的捶了将 锲花块打紧-锲形块定位肯先与炉壳点焊待 齿轮对调整安装完毕.再将楔砒决一端与炉 壳焊牢.这种用楔形块固定的方式，安装调整 方
14、便且能增加炉子外壳的刚性，减小壳障变 形量由于換形块之间的间療增加了滚圈的 散热面积，炉了的载荷是通过楔形块传递到 滾圈上*滚圈不直接与炉子外託接触避免了 对外壳的磨损本设备上所采用的这种滾圏 固定方式是参能贵冶引进芬兰AOR公司箱 炼炉的结构型式，通过设备制遗和安装友及 使用悄况来看，它结构简单制逍安装均较方 便。*支承装置托轮宜径恫吋mm,转轴式结构材质 为35铸钢。为了减少毎吓托轮承受的荷重. 从而减小托轮结捋尺寸，本设备采用两组复 托轮所用轴承为滚动轴承这是因为回转式 精炼炉的攥作不同于吹炼转炉*转炉在加入 块料、炉口清渣等操作时，冲击较大通常使 用滞功抽承；而回转式精炼炉撫作比较平稳
15、. 故采用建动轴承结构，它肌力小、维修方便* 托轮的左右轴率座为整体铸件一次机械加 工可以保证两节轴承孔的同抽度柚承座的 底部结构是一空心轴*它玄承于另一个滑动 轴承座上.因此托晁可以自由宦动、但其摆动 匿是微小的故滑动轴承座没有柚瓦和润滑 油槽滑动轴承座的底座为钢板焊接结构.与 铸铁底座比较前者重最轻便于制造.100 t回转式阳极炉技术性能列于表2.S2回转式阳樑炉技术性能建AE单检It t*ft:大執料*"护no博蒙炉勇尺* 0"iflm3 «JOXT 31U护It尺寸"X工rrtm2B X E 10LMIkH. 4X1D,式nf】i RVrtMA
16、力MPa6 s斯巾11015QMPaa. 3-o. 4励镇凤第>0EM禄庭)/b5 G|0气s忆惊醴"b5 SOV如K凤温r350沪度u1伽炉覺敞持hJ/h)76 <1C*>三. 回转式阳极炉生产实践国产比的第J台回转或盟极炉配以自动 定虽浇铸系统干1殆7年9月建成投产至今 间断生严累计产阳板匍Z尤万-经过几坪 的生产实践解决了重油还原的工艺竝设备 何题、生产逐渐正常，最高炉产輦达120 lT< 油单耗降到60聪/t左右.还原油耗6 kB/U 余热锅炉产汽堡2 t/h浇铸机能力22 t/h, 阳扱板重量误差小于2%.热园温度150T左 右（少建一套换热鑫人 技
17、术经济指标有的已|维普资讯 nup:/www. |有色冶金it卄与®F究接近设计值.玄的已达到或超过设计要求。1. 回转式阳极炉的拱炉烘炉曲线见图X时间上图J回转阳扱炉烘炉曲线1987年9月药日第一次点火烘炉"填 炉过程炉壳未见异常变昭*也未发现掉砖现 象+炉壳的伸长及端盖紧固弹赞压缩量都在 设定范围之内"2, 回转式阳毅炉操柞盖数回转式阳械炉操作参数列于表3»四、存在问题 氧化还原操作一时不易掌握，有时操 作不慎，耗化还原口被铜被堵塞事故处理时 间校长'特别是雰化重油还原技术未过关前. 还原时间愛长.经厂方多年攻关终于解决此 问题并取得成功经验
18、.氧化还原管使用寿命不怏，更换喷管|维普资讯 nup:/www. |维普资讯 nup:/www. |表$1 000 t回转式阳扱炉操作鑫数顼目单&數值保SM化还原HiWrI 2501 250 1 ZBO1 270 I 2«0>1 2?0燃漕kg/h750sao-S50350300m*（标准3 5001 5003 «Q0T?)3"1 4001 350J no竄曲供曲压力MPa0. 40.50. 40,50-105雾比JSftE力MPaCL 350, 350.訂排烟口煲压Pa10一30 5Q-100一30亠一50* )0-30氧化州压力MPa(J. 2Q
19、. 3氧化缺直網精舍戦%0. A还匣袖压力hTPaQ 2 0- 3还用kg/h30Q-4tC还原轉巩幫腹含H%0.2|维普资讯 nup:/www. |维普资讯 nup:/www. |费时费力-风口区域炉衬寿命短一般只能炼30 代炉& 燃烧口铜蔽、渣覆粘结严重难于清 理。 出铜速度太慢.彫响浇铸时间。五、小结 回转式阳极炉精炼配以定駐浇诗系 统是铜火法槁炼的一项先进工艺及设备具 有操作灵便机械化自动化zkTft.综合能耗 低、工人劳动强度小、环境保护完善及阳扱板 质量高等j系列比点。国内自行设计制造的 中小咀回转式阳概炉及自动定虽浇縛系统经 过*年生产及拽术攻关“巳提供可行的实践 经验可乍为找国老厂铜火医精炼技术改造 的借鉴业可作为我国新建大型回转式阳扱 炉设计时的参考亠氧化及还原作业有待在设备设计和 操作技术上进一步深化探讨+以取得回转式 阳极炉最大生产能力.炉材材质有待近一歩优化、以提高回 转式阳极炉的使用寿命和作业率.余热利用的方式及设备应探讨更适 合各种需耍的新途隹，最犬限度地降低铜精 炼的综合能耗。