【正文】 如，同樣是調(diào)質(zhì)處理，滾圈選用 SiMnZG35 , HB207~241；托輪選用 CrMoZG42 ，HB260~300。 2= m 1V =S179。 1179。 2= m 已知：通過磚砌體及爐門的各項散熱損失為 1476344 kJ，密度 g/ 3cm 1C =π 0d =π179。 （ 2）磚型及筑護(hù) 回轉(zhuǎn)式精煉爐由于形伏簡單，涉及的磚型不多。實際容量與名義容量之間有所差異，此差異大小依精煉工藝作業(yè)要求而定。 爐氣流速驗算 按最大爐氣量： V 爐氣 =179。 ()= 907190 kJ/h 總的逸氣帶走熱 =195066+907190=2858256 kJ/h （ 4）爐氣帶走熱 爐門逸出爐氣量： 逸氣V =5000179。 310 kJ/h 2）不完全燃燒熱損失 不Q 機(jī)械性不完全燃燒熱損失為 1％。 100= ??100 （ 7）實際爐 氣密度 2 2 . 4100′32O+′28N+′O18H+′6 4 S O+′4 4 C Oγ 22222o = 0 0 = ? ??????? ? 3kg/m 燃燒溫度計算 （ 1）燃燒產(chǎn)物理論含熱量 oI ： ）（空低 3no kJ /mV I += 查得：空氣比熱容 空C = ? ?℃?3mkJ/ 60 0. 21=451. 3010 . 26= ?? 空空空 tCLQ n 3mkJ/ 則： 15 8 9 5 3 1 0V In????? 空低o 3kJ/m （ 2）燃燒產(chǎn)物中過剩空氣含量 LV LV =（ 濕 nL 濕 oL ） / nV =()/=％ （ 3）理論燃燒溫度 理t 據(jù) [16]P60 內(nèi)插值近似法 每 3m 干燃燒產(chǎn)物初始熱含量 P= 低Q / 干0V =35310/()= 3kJ/m 每 3m 濕燃燒產(chǎn)物初始熱含量 oi =R= 低Q / oV =35310/= 3kJ/m 假設(shè)燃燒溫度為 1700℃，查 [16]附表 7a，得 2COi=179。 ）179。 渣型選擇 為了降低爐渣熔點，本設(shè)計采用CaO FeO 2SiO 三元系造渣，其中最低熔點為 975℃，在圖上做各線的平行線，交點如圖 34所示，它的成分大致是： 2SiO 47％、 FeO 30％、 CaO 23％ 計算過程如下： 2SiO ： 400179。 2SiO 爐渣造硫或還原熔煉可行。 表 22 溫度設(shè)計表 項目 溫度 /℃ 回轉(zhuǎn)爐離爐煙氣溫度 1350℃ 回轉(zhuǎn)爐排煙溫度 200℃ 蓄熱器空氣入口溫度 45℃ 蓄熱器空氣出口溫度 800℃ 回轉(zhuǎn)爐空氣入口溫度 800℃ 10 計計算 爐渣是火法冶金的必然產(chǎn)物，其組成主要來自礦石、熔劑中的脈石和燃料中的灰分。為配合換向閥安全準(zhǔn)確地工作，必 圖 12 板式換熱器 7 須配備一套可簡可繁的控制系統(tǒng)。燃燒穩(wěn)定且火焰均勻而彌散，具有低的火焰峰值溫度和均勻的傳熱，減少熱點的產(chǎn)生。精煉作業(yè)一般有加料、氧化、還原、澆鑄四個階段，產(chǎn)品是為銅電解精煉提供合適的陽極板，因此，回轉(zhuǎn)式精煉爐一般又稱回轉(zhuǎn)式陽極爐 ]3[ 。由于雜質(zhì)氧化為放熱反應(yīng)，溫度升高時 K 值變小，所以氧化精煉時 溫度不宜太高，一般在 1150— 1170℃，查 Cu OCu2 系狀態(tài)圖、銅液中 OCu2 的溶解度表 (見表11)可知，在此溫度下銅液中 OCu2 的飽和度約為 8％。在精煉液態(tài)粗銅時，可免去熔化期 ]2[ 。銅既是一個古老的金屬，又是一個充滿生機(jī)和活力的現(xiàn)代工程材料，被廣泛地應(yīng)用于電氣、輕工、機(jī)械制造、建筑工業(yè)、國防工業(yè) 等領(lǐng)域，在我國有色金屬材料的消費中僅次于鋁。它不僅影響著人類文明的發(fā)展，也影響著世界的發(fā)展格局。綜上所述 ,回轉(zhuǎn)式精煉爐對的爐體設(shè)備的變革 , 實際是對整個銅火法精煉工序工藝操作的革新。爐體傾轉(zhuǎn)具有快速、慢速及事故轉(zhuǎn)速等不同轉(zhuǎn)速 , 可根據(jù)操作要求的不同進(jìn)行選擇。39。電解產(chǎn)出含銅 ％以上的電銅，而金、銀、硒、碲等富集在陽極泥中，因此回轉(zhuǎn)式精煉爐又稱陽極爐。 稀氧燃燒技術(shù)是利用爐內(nèi)煙氣循環(huán)而降低火焰峰值溫度并進(jìn)而降低 NOx 排放。在加熱爐中，蓄熱室總是成對使用，一臺爐子可以用一對，也可以用幾對，甚至幾十對。其換熱單元采用模塊化組合，可以根 據(jù)需要增減換熱單元。 32OFe ,因而有一部分 Fe 系以32OFe 形態(tài)存在。 在此成分的爐渣中增加三元系的任何一種成分，都會升高爐渣的熔點，但出升高的幅度各不相同。 +179。 100=179。（ 13501083） ] 179。 1316179。 310 179。爐子工作為周期性作業(yè)，理論上可以在 360176。因此一般不設(shè)輕質(zhì)隔熱層；另外，為了減輕砌體荷重 .在鋼殼表面沮度允許 (小于 300℃ )的條件下，盡量減薄砌層厚度。 1） 耐火磚設(shè)計計算 ]10[ 端墻鎂鉻磚內(nèi)襯用 460mm179。 2= m 2C =π 2d =π179。 400t 回轉(zhuǎn)式精煉爐的筒體鋼板厚度的計算。 滾圈硬度 滾圈硬度必須與托輪相匹配，設(shè)計時中我們通常要求托輪與滾圈的硬度差≧HB30，同時盡可能采用保證大件有較長使用壽命。托輪采用調(diào)質(zhì)處理， HB260~300。 29 滾圈也稱輪帶，是回轉(zhuǎn)式精煉爐的重要承載件，它將筒體上所有隨其回轉(zhuǎn)部份的質(zhì)量傳遞給下部的托輪及支承裝置 ，同時還可增強(qiáng)筒體截面的剛度。 = t 爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵點之一是筒體鋼板。 179。 114mm179。根據(jù)筒體受力情況我們可以通過強(qiáng)度計算來來間接反映變形情況，并用較低的許用應(yīng)力來限制變形條件。按設(shè)計中爐膛各處橫截面積及流速如表 35 所示。 ()=1298 h/m3 爐氣Q =179。 179。 = OH2i =179。 = 3m / 3m （ 3）實際空氣需要量 取空氣系數(shù) n=，實際空氣消耗量 nL =n oL =179。 40= 由此可知，每爐造渣需加入 以及 。 不單獨用鐵硅酸鹽作爐渣，須加 CaO 以改善爐渣性能。在爐渣中發(fā)生金屬液滴或鎦液滴的沉降分離，沉降分離的完全程度對金屬在爐渣中的機(jī)械夾雜損失起著決定性的作用。同時，在高溫區(qū)內(nèi)，氮氣參與燃燒反應(yīng)，導(dǎo)致煙氣中 xNO 含量高，造成大氣污染。充分運用高溫熔體多相反應(yīng)熱力學(xué)動力學(xué)原理和氣泡形成長大析出技術(shù)，直接通入混合氣（ N2+LPG）使熔體形成沸騰狀態(tài)，促進(jìn) [S]、 [O]以及 LPG 之間更有效反應(yīng)，同時達(dá)到脫硫除氧雙重目的。 煙氣余熱發(fā)電技術(shù) 煙氣余熱發(fā)電技術(shù)就是 利用生產(chǎn)過程中 煙氣中 的熱能轉(zhuǎn)換為 電能 的技術(shù)。 3 另外， OCu2 氧化過程還與爐氣分壓、雜質(zhì)及其氧化物的揮發(fā)性、比重、造渣性能及熔池攪動情況等因素有關(guān)。根掘質(zhì)量作用定理，銅將被優(yōu)先氧化： 4 [Cu ]+ 2O =2[ OCu2 ] 生成的 OCu2 立即溶于銅液中，在與雜質(zhì)接觸的情況下又將雜質(zhì)氧化： [ OCu2 ]+[ 39。衡量一個國家的 經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，國內(nèi)生產(chǎn)總值 GDP 是一個重要指標(biāo)。中國精銅需求維持著穩(wěn)定的增長勢頭，2020 年中國全年銅消費量近 896 萬噸，同比上漲幅度超過 %。出銅人工燒眼、堵眼 ,勞動強(qiáng)度大 , 也不安全。爐內(nèi)銅水進(jìn)行氧化還原反應(yīng)時 , 可根據(jù)不同作業(yè)周期的要求 , 將爐體傾轉(zhuǎn)至不同的角度。39。 表 12 OCu2 還原反應(yīng)的 CO 濃度值 銅液中的 OCu2 濃度 )P/Plg( 2COCO CO+ 2CO 總和中的 CO ％ COP， Pa ％，質(zhì)量 ％， mol 還原過程中用木炭或焦炭覆蓋銅液表面，以防再氧化。通過蒸發(fā)器的低溫?zé)煔庵匦麓蚧仄腿胧∶浩?，省煤器中的低溫?zé)煔獗伙L(fēng)機(jī)從冷卻槽下層送來的高溫燃?xì)庵匦录訜岢筛邷責(zé)煔馑偷狡啓C(jī)供發(fā)電機(jī)發(fā)電。板式換熱器如圖12 所示。 其他煙氣余熱應(yīng)用 煙氣的余熱利用還可以采用“氣 — 氣”換熱方式從高溫廢煙氣中提取熱量，產(chǎn)生新的熱空氣用于生產(chǎn)或者供暖需要。 爐渣相系 （ 1） 2SiO CaO 二元系（如圖 31 所示） 各種硅酸鈣鹽熔點都很高，熔點1600℃的硅酸鈣位于含 CaO 32~59％的狹窄組成范圍內(nèi)，在含 CaO 59％時再增加 CaO ，則渣熔點將急劇升高。加酸性輔料（如 2SiO ），雖然會使渣比重降低，渣含銅量降低，但渣粘度與熔點均會升高，需要高的爐溫方可保證渣流動性。 +179。 100= ?2N =2NV/ nV 179。 （ 1）熱收入 16 1）天然氣燃燒熱 35310?燃Q x kJ/h 2）空氣物理熱 k J / h 6 6 2 . 8 1 x =4 5 x1 . 3 01 1 . 3 3= tC L=Q n 空空濕空 3）銅料氧化熱 1 4 6 5 9 7 6=8 . 51 0 . 0 2 4 10 4 0 0 1 2 9 8=Q 3 ????氧化 kJ/h 假定加料熔化階段有 ％的銅被氧化成 CuO ，其生成熱為 1298 kJ/kg， 為加料 /熔化周期。 1316179。最終熱平衡如表 34 所示： 表 34 加料與熔化階段熱平衡表 項目 1hMJ? % 項目 1hMJ? % 燃料燃燒熱 37252 爐料吸收熱 8051 空氣物理熱 713 不完全燃燒熱 384 爐門逸氣帶走熱 2789 銅氧化反應(yīng)熱 1465 爐氣帶走熱 26038 通過磚體及爐門散熱 1922 合計 39430 合計 39430 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及工作指標(biāo)的驗算 ]6[ 燃燒空間釋熱率（ vq ） ( ) 膛粉空用低 V/Qxq iv ++= 式中： x——各工藝階段的石油焦粉消耗量， kg/h，根據(jù)工廠經(jīng)驗，各階段燃料消耗量與加料熔化期的平均消耗量（ x）有如下關(guān)系： 加料期： 加料x =（ ~） x=~ kg/h 燜燒期： 燜燒x =（ ~） x=~ kg/h 21 熔化前期： 熔前x =（ 1~） x=~ kg/h 熔化后期： 熔后x =（ ~） x=~ kg/h 膛V —— 爐膛燃燒空間容積， 3m ，當(dāng)熔池深度為 650 mm 時， 膛V = m3，當(dāng)熔體面達(dá) 750 mm時， 膛V = 3m 。 = 氧化、還原、澆鑄期消耗天然氣： 179。 = 3mt 因此其密度為 435 ????? = 3mt 爐膛直徑為： 25 330 ??? ? 爐膛長度為： 0 ??? 設(shè)定熔體液面為爐膛中心下 ，則 2 .2 9 m=0 .224 .6 2=H 0 ?? 查表 41，取 k 值 ??? ）（ 爐膛容積為： 2020 ?????? ?? 3m 最大裝容量為： 52 0t95 . 795. 41=ρv=Q ? 由上述計算可知，設(shè)計計算的爐膛容量為 435t，工藝要求的爐膛容量為520t，設(shè)計值大于要求值，此設(shè)計尺寸能夠滿足要求。 出銅口和氧化還原口因經(jīng)常需要檢修，宜采用組合磚組成孔口。 179。 28 根據(jù)國內(nèi)外回轉(zhuǎn)式精煉爐應(yīng)用實踐經(jīng)臉的分析與研究歸納得出殼體厚度的經(jīng)驗計算公式 : 2DDL1 6 0 0 0lP≥ 44 －???? 式中： P— 殼體內(nèi)所有物體的質(zhì)量， t； l一兩滾圈中心線之間的距離， m； L一筒體的長度， m； d一筒體的內(nèi)徑， m。我國滾圈多采用硅錳、鉻鋁合金鋼，如 SiMnZG35 ， CrMoZG42 等。 滾圈與筒 體的聯(lián)接 滾圈與筒體的聯(lián)接方式，有固定式和活套式聯(lián)接兩種。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，許多設(shè)備上的大型鑄鍛件正逐漸被焊接件取代。筒體設(shè)計一般遵循安全壽命設(shè)計或損傷容限設(shè)計的指導(dǎo)思想。 = t 2）保溫磚設(shè)計計算 外層 64mm 厚砌層用 230mm179。 150 mm179。 表 41 系數(shù) K 值 0H / 0D K 0H / 0D K 0H / 0D K 爐膛直徑的確定主要是根據(jù)實際生產(chǎn)過程中的經(jīng)驗公式，其公式如下： 30 = 式中： Q— 爐子容量， t； ρ — 爐內(nèi)熔體的密度 (一般按粗銅液態(tài)密度并考慮適當(dāng)?shù)膴A渣量取其等效密度計算 )， t/ 3m 。 = 2m a=24G/ 床F =24179。 2 開啟系數(shù) 1374 322 遮蔽系數(shù)? = 總散熱量 1972 （ 6）其他熱損失（包括水冷拱腳 梁、水冷爐門及不可預(yù)計的項目） 設(shè)為燃料燃燒熱的 2%，即 其他Q =179。傳熱計算和燃燒計算后，計算進(jìn)入爐內(nèi)的總熱量和支出的所有熱量，比較熱量的有效利用部分和各項損失部分所占比例，據(jù)此判斷爐子工