專利名稱：一種強化頂吹煉鉛的爐體裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種頂吹熔煉鉛爐體裝置，涉及延長頂吹熔池熔煉的噴槍壽命和強化熔煉，具體為一種強化頂吹煉鉛爐體裝置，屬于重有色金屬冶金領域。
背景技術：
噴槍頂吹熔煉技術是一種熔煉強度高、冶煉效率高、一步煉鉛的噴吹熔池熔煉技術。鉛的頂吹熔煉系頂吹浸沒熔煉，屬于熔池熔煉范疇，廣泛應用于鉛、銅中有色金屬的冶煉，噴槍是艾薩或澳斯麥特熔煉法的核心裝置，是頂吹煉鉛的技術核心，它的使用直接影響著冶煉過程及產品質量。本實用新型針對頂吹熔煉鉛，適用于各種含鉛物料的頂吹熔煉。鉛的頂吹熔煉在一個固定圓筒形爐子中進行。從爐子頂部加入硫化鉛精礦，落入·底部具有一定數量的熔渣(富鉛渣)中，形成具有固體夾雜的高溫熔體。從爐子頂部正中央插入噴槍，噴槍端頭浸沒在夾雜固體的半凝固熔渣中，噴槍吹出的富氧空氣與渣中硫化鉛反應，生成溶于渣中的氧化鉛。過程發出熱量，釋放出的熱量能夠使加入的硫化鉛加熱熔化。在熔融的爐渣中，硫化鉛與氧化鉛進行交互反應，生成金屬鉛。現有的艾薩或澳斯麥特熔煉法，交互反應達到平衡時，通常渣中鉛含量為449Γ50%。要降低渣中鉛含量，艾薩或澳斯麥特熔煉法無法做到。降低渣中鉛含量能夠改善爐渣對噴槍的腐蝕，提高設備作業率，鉛的產出率提高，是強化頂吹熔煉過程主攻研究方向。在頂吹煉鉛過程中，通過噴槍向熔池直接噴入大量富氧空氣、燃料、熔煉物料和熔齊U，同時，爐料發生強烈的熔化、氧化、還原、造渣等一系列物理化學過程。熔池受到噴入氣流的強烈的攪拌，硫化鉛轉化為氧化鉛和金屬鉛，大部分產出的粗鉛沉入爐底，而氧化鉛溶于渣，熔渣在金屬粗鉛熔體上面。當物料硫化鉛全部轉化后，爐內熔體分為上下兩層即渣層和金屬熔體層。此時，在熔渣和粗鉛之間存在著粗鉛、富鉛渣、氣相三相同時達到平衡狀態，氧勢高，富鉛渣中鉛含量高。另一方面，由于鉛具有一定的遷移性，隨著鉛在熔體和熔渣中進行的不斷分配，即ia.沿.二 (Pb)s連因此，有部分鉛會進入渣中，降低了鉛的直收率。長期以來，人們尋求改善這種鉛平衡分配的方法，企圖提高鉛進入粗鉛的分配率，提高鉛的直收率及粗鉛含鉛量，改善設備作業率。頂吹噴槍對“渣-金屬”間平衡會產生重要的影響，改進噴槍的結構及使用制度，對頂吹熔煉起到了很重要的作用。在頂吹熔煉過程中，在氧化性氣氛下的高溫富鉛渣中，噴槍鋼質外壁會發生復雜的電化學腐蝕行為，出現金屬和渣的氧化、硫化等電化學反應。噴槍合金鋼質發生熱腐蝕時，表面形成的具有保護作用的氧化膜在液態熔渣中被電化學腐蝕而遭到破壞。保護頂吹熔煉噴槍，抑制噴槍受到的腐蝕，提高噴槍壽命，是強化頂吹熔煉的主攻研究方向。發明內容本實用新型提出了一種強化頂吹煉鉛的爐體裝置，即噴槍(陰極)一鋼芯硅碳棒(陽極)組成一種電化學強化裝置，最終作用都是為了強化頂吹冶煉過程。本實用新型裝置的結構為，包括爐體1，噴槍5，噴槍置于爐體內部，還包括直流電源I和鋼芯硅碳棒3，噴槍5與直流電源I的陰極相連，鋼芯硅碳棒3與直流電源I的陽極相連，鋼芯硅碳棒3置于爐體I內部并緊貼爐體I內壁。所述鋼芯硅碳棒3由電極升降器2控制高度，電極升降器2是由電機帶動鋼芯硅碳棒3上下移動。所述鋼芯硅碳棒3的結構為中芯鋼棒外部包覆一層碳化硅材料，中芯為310s或316L不銹鋼材料，外層的碳化硅材料為市售工業級。 所述鋼芯硅碳棒3可以為一支或多支。所述爐體I與傳統頂吹煉鉛的爐體一致。所述噴槍5與傳統頂吹煉鉛的噴槍5 —致，噴槍與風管連接處、噴槍與吊掛連接處都有絕緣環6,防止漏電,絕緣環6為市售工業級陶瓷或膠木材料。本裝置的使用方法為在爐體I中加入鉛礦和鉛渣，將煉鉛爐溫度升至1050°C 1250°C，并按陰陽極距離每米壓降為3V 45V施加直流電場(陰極電流密度為170A/m2 400A/m2，陽極電流密度ΙΟΟΑ/m2 250A/m2)，插入通空氣的噴槍，上下移動噴槍，使噴槍渣線上部掛渣，穩定槍位，直至熔煉完成。本實用新型的優點和積極效果(I)本裝置結構在煉鉛的過程中能夠使渣中溶解的鉛盡量在陰極附近被還原，匯集進入粗鉛熔體中，提高鉛的產率；(2)本裝置能夠抑制熔渣對噴槍的電化學腐蝕作用，延長了噴槍的使用壽命，提高設備作業率；(3)本裝置能夠加強陽極附近硫化鉛的氧化。

圖I為本實用新型的爐體結構示意圖。圖中各標號為I-直流電源，2-電極升降架，3-鋼芯硅碳棒，4-爐體，5-噴槍，
6-絕緣環。
具體實施方式
以下結合實施例和附圖對本實用新型做進一步說明，但本實用新型不限于以下所述范圍。實施例I :本實施例的爐體結構為包括爐體1，噴槍5，噴槍置于爐體內部，還包括直流電源I和鋼芯硅碳棒3，噴槍5與直流電源I的陰極相連，鋼芯硅碳棒3與直流電源I的陽極相連，鋼芯硅碳棒3置于爐體I內部并緊貼爐體I內壁。鋼芯硅碳棒3由電極升降器2控制高度，電極升降器2是由電機帶動鋼芯硅碳棒3上下移動。鋼芯硅碳棒3為中芯鋼棒外部包覆一層碳化硅材料，中芯為310s或316L不銹鋼材料，外殼為市售工業級硅碳材料。爐體I與傳統頂吹煉鉛的爐體一致。噴槍5與傳統頂吹煉鉛的噴槍5—致，噴槍與風管連接處、噴槍與吊掛連接處都有絕緣環，防止漏電，絕緣環為市售工業級陶瓷或膠木材料。實施例2 :本實施例的爐體結構為包括爐體1，噴槍5，噴槍置于爐體內部，還包括直流電源I和兩支鋼芯硅碳棒3，噴槍5與直流電源I的陰極相連，鋼芯硅碳棒3與直流電源I的陽極相連，兩支鋼芯硅碳棒3置于爐體I內部并緊貼爐體I內壁。鋼芯硅碳棒3由電極升降器2控制高度，電極升降器2是由電機帶動鋼芯硅碳棒3上下移動。鋼芯硅碳棒3為中芯鋼棒外部包覆一層碳化硅材料，中芯為310s或316L不銹鋼材料，外殼為市售工業 級硅碳材料。爐體I與傳統頂吹煉鉛的爐體一致。噴槍5與傳統頂吹煉鉛的噴槍5—致，噴槍與風管連接處、噴槍與吊掛連接處都有絕緣環，防止漏電，絕緣環為市售工業級陶瓷或膠木材料。
權利要求1.一種強化頂吹煉鉛的爐體裝置，包括爐體(1)，噴槍(5)，噴槍置于爐體內部，其特征在于還包括直流電源(I)和鋼芯硅碳棒(3)，噴槍(5)與直流電源(I)的陰極相連，鋼芯硅碳棒(3)與直流電源(I)的陽極相連，鋼芯硅碳棒(3)置于爐體(I)內部并緊貼爐體(I)內壁。
2.根據權利要求I所述的強化頂吹煉鉛的爐體裝置，其特征在于鋼芯硅碳棒(3)由電極升降器(2)控制高度，電極升降器(2)是由電機帶動鋼芯硅碳棒(3)上下移動。
3.根據權利要求I所述的強化頂吹煉鉛的爐體裝置，其特征在于所述鋼芯硅碳棒(3)的結構為中芯鋼棒外部包覆一層碳化硅材料。
4.根據權利要求I所述的強化頂吹煉鉛的爐體裝置，其特征在于所述鋼芯硅碳棒(3)可以為一支或多支。
專利摘要一種強化頂吹煉鉛的爐體裝置，屬于重有色金屬冶金領域。包括爐體，噴槍，噴槍置于爐體內部，還包括直流電源和鋼芯硅碳棒，噴槍與直流電源的陰極相連，鋼芯硅碳棒與直流電源的陽極相連，鋼芯硅碳棒置于爐體內部并緊貼爐體內壁。這樣的裝置結構可以使得渣中溶解的鉛盡量在陰極附近被還原，匯集進入粗鉛熔體中，提高鉛的產率；能夠抑制熔渣對噴槍的電化學腐蝕作用，延長了噴槍的使用壽命，提高設備作業率；能夠加強陽極附近硫化鉛的氧化。
文檔編號C22B13/02GK202786374SQ20122045312
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月7日 優先權日2012年9月7日
發明者朱云, 施哲, 郭淑仙, 張彬 申請人:昆明理工大學