專利名稱：用于熔爐的底部構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于懸掛式熔爐的底部構(gòu)件，通過(guò)這種構(gòu)件可以防止低熔化溫度的含金屬化合物進(jìn)入所述底部構(gòu)件的各層而造成損害。
通常，懸掛式熔爐包含反應(yīng)豎爐，沉淀器和上風(fēng)道。有利的是，待熔煉的金屬以硫化金屬精礦的形式與含氧反應(yīng)氣，從凈化熔爐廢氣所獲得且再循環(huán)的煙塵，以及造渣劑一起輸送到懸掛式熔爐的反應(yīng)豎爐。由于在上風(fēng)道中發(fā)生反應(yīng)，形成至少兩種熔化相，渣和金屬锍，它們?cè)趹覓焓饺蹱t的沉淀器中沉淀。此時(shí)，當(dāng)金屬例如是銅時(shí)，渣的溫度在1200-1450℃的范圍內(nèi)，锍的溫度在1150-1300℃的范圍內(nèi)。具有較高溫度的熔化相以熔融狀態(tài)通過(guò)沉淀器壁上的孔排出。此外，由于在反應(yīng)豎爐中發(fā)生的反應(yīng)，產(chǎn)生廢氣，該廢氣通向懸掛式熔爐的上風(fēng)道，進(jìn)行氣體凈化。
當(dāng)在懸掛式熔爐中利用例如銅锍的金屬精礦進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，其中銅含量在60-78％的范圍內(nèi)，有時(shí)一部分銅可能形成金屬锍，此時(shí)金屬銅的活度接近1。因此，可以從所述锍中沉淀而形成金屬相。如果所述金屬锍除了銅之外含有大量所謂的黃渣劑，比如砷、銻、鉍和鉛，那么尤其可能形成金屬相。在這種情況下，當(dāng)在金屬銅的活度接近1時(shí)進(jìn)行操作時(shí)，部分金屬相可能開(kāi)始在金屬銅形成之前沉淀。所述金屬黃渣的熔點(diǎn)較低，最低僅約800℃，該溫度遠(yuǎn)低于金屬銅的熔點(diǎn)1083℃。由于其比重大于锍的比重，所述黃渣在熔爐的底部沉淀，在底襯和所述锍相之間。而且，所述金屬锍具有較低的粘度，所以當(dāng)金屬黃渣滲透到懸掛式熔爐底部的耐火材料時(shí)，金屬黃渣具有比例如金屬銅前進(jìn)更深的機(jī)會(huì)。還應(yīng)指出的是，尤其是當(dāng)滲透到熔爐襯磚的微孔時(shí)，黃渣削弱了磚的絕熱能力，因此相對(duì)于金屬材料的滲透性，削弱了襯里的溫度分布。這可能導(dǎo)致懸掛式熔爐的底部削弱，因?yàn)樯傻慕饘冱S渣滲透頂部襯層，甚至穿過(guò)多層襯層，以及穿過(guò)襯磚的連接處，甚至浸漬陶瓷襯里材料。
在金屬黃渣滲透到懸掛式熔爐底部構(gòu)件的各層的情況下，通過(guò)金屬黃渣朝向磚層的浮力符合阿基米德原理，且由于熔化材料和襯里材料之間的密度差較大，存在著朝向襯里的強(qiáng)大作用力，該力趨于抬起在其上方的整個(gè)襯里構(gòu)件。通常，浮力作用是通過(guò)使熔爐底部成為低梯度的U形拱而形成的，所以底部在一個(gè)方向上具有給定的曲率半徑。在另一方面，這種形狀導(dǎo)致在將生成的锍從懸掛式熔爐中排出時(shí)，尤其是通過(guò)位于側(cè)壁上的排出口時(shí)，在熔爐底部留有具有較低流動(dòng)系數(shù)的永久層。尤其是當(dāng)形成金屬黃渣時(shí)，懸掛式熔爐的底部構(gòu)件長(zhǎng)期接觸金屬黃渣，使金屬黃渣有充足的時(shí)間滲入襯里。
本發(fā)明的目的是消除現(xiàn)有技術(shù)中的某些缺陷，并實(shí)現(xiàn)一種改進(jìn)的用于懸掛式熔爐的底部構(gòu)件，該構(gòu)件有利地防止可能的熔融金屬黃渣滲入底部構(gòu)件的各層中。本發(fā)明的主要新特征可以從所附的權(quán)利要求書(shū)中明顯看出。
根據(jù)本發(fā)明的懸掛式熔爐的底部構(gòu)件，用于熔煉含有金屬比如銅、鎳或鉛的硫化金屬原材料，以便以易于進(jìn)一步處理的形式提煉所述金屬的懸掛式熔爐中。熔化的锍、渣和在懸掛式熔爐的反應(yīng)空間中可能產(chǎn)生的原料金屬相導(dǎo)向懸掛式熔爐的底部，以便使不同的相互相分離。根據(jù)本發(fā)明的懸掛式熔爐的底部構(gòu)件包括至少一個(gè)拱形的襯里層，該襯里層沿懸掛式熔爐的縱向傾斜，而使熔化相可以朝熔化相排出口引導(dǎo)。所述拱形襯里層通過(guò)類似形式的拱形鋼構(gòu)件進(jìn)一步增強(qiáng)。在拱形襯里和鋼構(gòu)件之間，可以設(shè)有至少一個(gè)附加的襯里層，該附加層降低對(duì)鋼構(gòu)件的熱影響。
在根據(jù)本發(fā)明的懸掛式熔爐底部構(gòu)件中，最低位置的熔化相排出口位于接觸熔化相的拱形襯里層的高度，所以熔化相排出口基本上位于拱形底部構(gòu)件的最低點(diǎn)。所述接觸位于懸掛式熔爐內(nèi)的熔化相的拱形襯里層這樣制成，即與接觸熔化相的表面相對(duì)的表面溫度在800℃以下。這樣避免了金屬相，在熔煉過(guò)程中可能產(chǎn)生且具有較低熔點(diǎn)的黃渣透過(guò)襯里層。
在根據(jù)本發(fā)明的懸掛式熔爐的底部構(gòu)件中，位于懸掛式熔爐底部構(gòu)件中、接觸熔化相的所述拱形襯里層，是由燒制磚比如含氧化錳的磚構(gòu)成的材料制成的。有利的是，所述拱形襯里層材料的導(dǎo)熱性在2W/mK之上，且有利的是，材料的孔隙度在20％之下。根據(jù)接觸底部構(gòu)件的熔化相的溫度，所述襯里層的厚度在250-700毫米的范圍內(nèi)，有利的是350-600毫米。因此與接觸熔化相的表面相對(duì)的底部構(gòu)件襯里層的表面溫度保持預(yù)定的溫度，在800℃之下。此外，接觸熔化相的底部構(gòu)件的拱形襯里層位于相對(duì)于水平面傾斜的位置，所以根據(jù)位于懸掛式熔爐內(nèi)的熔化相的粘度，所述斜度在0.1-4％的范圍內(nèi)，有利的是0.2-2％。
位于根據(jù)本發(fā)明的懸掛式熔爐的底部構(gòu)件內(nèi)，且接觸位于懸掛式熔爐底部的熔化相的襯里層和可能的附加襯里層，以及增強(qiáng)所述底部構(gòu)件的鋼構(gòu)件都是拱形的。此外，各層中每一層基本上在懸掛式熔爐的整個(gè)寬度上厚度均勻。這樣，溫度的影響以基本上均勻的方式在整個(gè)所述層上分布。而且，溫度對(duì)用于增強(qiáng)所述底部構(gòu)件、同時(shí)用作底部構(gòu)件外壁的鋼構(gòu)件的影響可以通過(guò)從懸掛式熔爐外側(cè)將冷卻氣，比如空氣導(dǎo)入位于鋼構(gòu)件內(nèi)的冷卻通道內(nèi)而有利地降低。
下面參照附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。


圖1以側(cè)視剖面圖的形式示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，圖2示出了沿方向A-A看到的圖1的實(shí)施例，圖3是銅和砷之間的相圖。
在圖1和2的實(shí)施例中，懸掛式熔爐1的反應(yīng)豎爐2的頂部送入含銅的硫化精礦、含氧的氣體、造渣劑和從懸掛式熔爐的廢氣中分離的煙塵，這些材料在反應(yīng)豎爐1中互相反應(yīng)。熔化相、锍相5、渣相6和反應(yīng)可能產(chǎn)生的黃渣在懸掛式熔爐的沉淀器3中沉淀，以便互相分離。另一方面，反應(yīng)中產(chǎn)生的廢氣經(jīng)沉淀器3導(dǎo)至懸掛式熔爐的上風(fēng)道4，進(jìn)行氣體凈化。
在含銅的硫化精礦中包含砷的情況下，由于反應(yīng)豎爐2中的反應(yīng)，可能產(chǎn)生黃渣，其成分基本上對(duì)應(yīng)于化合物Cu3As，根據(jù)圖3的相圖，該化合物具有約830°的熔點(diǎn)。黃渣也可以通過(guò)從沉淀器3中的锍相中沉淀而形成。
為了消除具有較低熔點(diǎn)的黃渣的影響，在懸掛式熔爐的沉淀器3的底部上，設(shè)有含氧化錳的磚制成的拱形襯里層7。襯里層7中磚的孔隙率在20％以下，導(dǎo)熱性在2W/mK之上，厚度為450mm，在這種情況下，所得到的襯里層7的溫度分布是與接觸熔化的锍相8的表面相對(duì)的表面上的襯里層7的溫度，在800°以下。這樣避免了可能產(chǎn)生的具有較低熔化溫度的黃渣透過(guò)襯里層7。而且，襯里層7是傾斜的，根據(jù)熔化相的流動(dòng)方向9，相對(duì)于水平面傾斜2％。在沉淀器3的壁上，在襯里層7的下端，基本上在拱形構(gòu)件的最低點(diǎn)，設(shè)有锍相5的排出孔10。在沉淀器3的壁上，在锍相5的排出口10上方，還設(shè)有渣相6的排出口11。通過(guò)使襯里層7傾斜，并調(diào)節(jié)锍相5的排出孔10的位置，進(jìn)一步降低了黃渣對(duì)襯里的滲透。
在沉淀器3中，在襯里層7下方，還設(shè)有拱形的附加襯里層12，其頂面形狀與襯里層7的下表面對(duì)應(yīng)，即與接觸熔化锍相的表面相對(duì)的表面對(duì)應(yīng)。而且，附加襯里層12具有在整個(gè)沉淀器3上基本上均勻的厚度，襯里層7和附加襯里層12還通過(guò)拱形鋼構(gòu)件13進(jìn)行增強(qiáng)，該鋼構(gòu)件設(shè)有用于送入空氣的流體通道14，所述空氣可以用作鋼構(gòu)件13的內(nèi)部部件的冷卻氣。此外，所述鋼構(gòu)件13基本上在懸掛式熔爐的整個(gè)面積上厚度均勻，至少在包括流體通道14的部分上。
權(quán)利要求
1.一種懸掛式熔爐的底部構(gòu)件，該構(gòu)件用在熔爐(1)中，用于在其反應(yīng)空間(2)內(nèi)在含氧氣體和造渣劑存在的情況下熔煉含有金屬比如銅、鎳或鉛的硫化原材料，以便以易于進(jìn)一步處理的形式提煉所述金屬，且當(dāng)熔化相的溫度在1150-1450℃的范圍內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生的熔化相(5，6)沉淀在熔爐的底部(3)上，以便使熔化相互相分離，其特征在于所述底部構(gòu)件包括至少一個(gè)拱形的襯里層(7)，該襯里層沿懸掛式熔爐的縱向方向傾斜，而使與接觸熔化相的表面相對(duì)的表面(8)上的溫度在800°之下。
2.如權(quán)利要求1所述的底部構(gòu)件，其特征在于接觸熔化相的所述底部構(gòu)件的所述襯里層(7)的厚度在250-700毫米的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的底部構(gòu)件，其特征在于接觸熔化相的所述底部構(gòu)件的所述襯里層(7)的厚度在350-600毫米的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的底部構(gòu)件，其特征在于接觸熔化相的所述底部構(gòu)件的所述襯里層(7)的斜度為0.1-4％。
5.如權(quán)利要求4所述的底部構(gòu)件，其特征在于接觸熔化相的所述底部構(gòu)件的所述襯里層(7)的斜度為0.2-2％。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的底部構(gòu)件，其特征在于接觸所述底部構(gòu)件的所述襯里層(7)的熔化相的排出孔(10)位于由襯里層的拱形和斜度確定的最低點(diǎn)。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的底部構(gòu)件，其特征在于在接觸熔化相的襯里層(7)和支撐所述襯里層的鋼構(gòu)件(13)之間，設(shè)有至少一個(gè)附加襯里層(12)。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的底部構(gòu)件，其特征在于接觸所述熔化相的襯里層(7)，支撐所述襯里層的鋼構(gòu)件(13)和附加襯里層(12)都是拱形的。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的底部構(gòu)件，其特征在于接觸所述熔化相的襯里層(7)，支撐所述襯里層的鋼構(gòu)件(13)和附加襯里層(12)，每一層分別具有在懸掛式熔爐的整個(gè)面積上基本上均勻的厚度。
10.如前述任一權(quán)利要求所述的底部構(gòu)件，其特征在于支撐所述底部構(gòu)件的所述鋼構(gòu)件(13)設(shè)有冷卻通道(14)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種懸掛式熔爐的底部構(gòu)件，該構(gòu)件用于在其反應(yīng)空間(2)內(nèi)在含氧氣體和造渣劑存在的情況下熔煉含有金屬比如銅、鎳或鉛的硫化原材料，以便以易于進(jìn)一步處理的形式提煉所述金屬的熔爐(1)中，且當(dāng)熔化相的溫度在1150－1450℃的范圍內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生的熔化相(5，6)沉淀在熔爐的底部(3)上，以便使熔化相互相分離，其特征在于所述底部構(gòu)件包括至少一個(gè)拱形的襯里層(7)，該襯里層沿懸掛式熔爐的縱向方向傾斜，而使與接觸熔化相的表面相對(duì)的表面(8)上的溫度在800°之下。
文檔編號(hào)F27B3/10GK1447896SQ01814304
公開(kāi)日2003年10月8日 申請(qǐng)日期2001年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月18日
發(fā)明者里斯托·薩里寧, 伊爾卡·科喬 申請(qǐng)人:奧托庫(kù)姆普聯(lián)合股份公司