【正文】 況的好壞，進而考慮減少熱損失的措施 。 = 2Oi=179。 = 3m / 3m 濕 oL =(1+) oL =(1+179。 CO%+2580179。故 CaO FeO 2SiO三元系是有色冶金爐渣的主要造渣系。在某些情況下，爐渣不是冶煉廠的廢棄物，而是一種中間產(chǎn)物。 蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù) HTAC（ High Temperature Air Combustion）是目前國內(nèi)外開始流行的一種革命性的全新燃燒技術(shù)，它通過高效蓄熱材料將助燃空氣從室溫預(yù)熱至前所未有的 800℃高溫，同時大幅度降低 xNO 排放量，使排煙溫度控制在露點以上、150℃以下范圍內(nèi)，最大限度地回收煙氣余熱，使?fàn)t內(nèi)燃燒溫度更趨均勻。因底吹攪拌性優(yōu)于側(cè) 圖 15 透氣磚 6 吹，結(jié)合生產(chǎn)實際情況，在爐底增設(shè)透氣磚裝置，氮氣從底部鼓入，以增強攪動，提高熔體中雜質(zhì)硫與氧以及還原劑與氧化亞銅碰撞幾率，從而大大改善反應(yīng)動力學(xué)條件，加快反應(yīng)速度，提高生產(chǎn)效率，降低還原天然氣消耗，增加公司效益。它利用廢氣中的熱或可燃質(zhì)作熱源，生產(chǎn)蒸汽用于發(fā)電。我國云南銅業(yè)公司則是采用粉煤作為還原劑，這是我國也是當(dāng)今世界上第一家成功運用煤粉作為還原劑的。M 表示金屬雜質(zhì)。 400t 回轉(zhuǎn)式精煉爐由爐體、爐口、水冷裝置、爐蓋啟閉裝置、托輪裝置、驅(qū)動裝置、主令控制器、潤滑系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣操作控制系統(tǒng)等組成。 1985 年前國內(nèi)粗銅火法精煉均采用固定式反射爐 , 不適合液態(tài)粗銅的精煉。為改變我國煉銅工業(yè)面貌 ,我國引進了回轉(zhuǎn)式陽極精煉爐技術(shù)。廢紫雜銅精煉爐如圖 11所示。由于銅液中銅的濃度很大，可以認為 [Cu]a =1，則上式平衡常數(shù)為： )M()OCu()OM( 39。 重油的主要成分是各種碳氫化合物，高溫下分解為氫和碳，而碳燃燒后成為CO，所以重油還原實際上是 2H 和 CO 對 OCu2 的還原： OCu2 + 2H =2Cu + OH2 OCu2 +CO =2Cu + 2CO 氫還原溫度始于 248℃，在精煉溫度下進行得非常激烈。 煙氣余熱發(fā)電的一般流程如圖： 高溫?zé)煔鈴睦鋮s槽上層分離出來 首先進入集塵器除塵，除塵后導(dǎo)入過熱器。按透氣磚氣體通道形式主要有三種類型，即彌散型、直通定向型、狹縫定向型。HTAC 技術(shù)針對燃料種類或熱 值的不同，有單蓄熱與雙蓄熱之分。用礦熱式電爐冶煉時，爐渣是電阻發(fā)熱體，可用調(diào)節(jié)電極插入爐渣中深度的方法來調(diào)節(jié)電爐的功率。 因爐渣成分系CaOFeO 2SiO 三元系，在熔融體中加入少量 CaO 可造出熔點1100℃的適合工藝要求的爐渣。 H2%+8550CH4%+14100179。 84)179。 = OH2i =179。 最終熱平衡及燃料消耗量核算 按加料 及熔化階段計算。 35702x= kJ/h 20 （ 7）爐渣帶走熱 走Q =8008 kJ/h ?支出Q =179。 300/（ 179。 爐膛長度 0L 與直徑 0D 的關(guān)系為： 00 ~ ）（= 300 噸回轉(zhuǎn)式銅精煉爐的爐膛設(shè)計計算： 設(shè)計參數(shù)如下： 335Q? t，并取 00 ? 帶入上述公式，可得： 由于其中含 2SiO 47％， FeO 30％， CaO 23％的爐渣，其比重為： 179。 100mm(或類似規(guī)格 )的直形磚平砌，外層 64mm厚砌層用 230mm179。 114mm179。 計算前進行幾項基本的假設(shè)： 不計筒體所受扭矩； 按靜載荷計算； 將筒體視作圓環(huán)截面水平連續(xù)梁，不計截面變形后對截面模數(shù)的影響。但是這主要存在著兩個問題：焊接問題和熱處理問題。固定式連接是將筒體的短節(jié)與滾圈焊接在一。一方面是為了強調(diào)它的高溫機械性能，另一方面也是為了提高耐腐蝕性。 根據(jù)已有相關(guān)研究認為， 400 噸回轉(zhuǎn)銅精煉爐筒體鋼板材料采用 16Mn 是既經(jīng)濟又合理的較佳選擇。 k） , 密度 1 g/ 3cm 由傳熱學(xué)公式可知 12021ddInLπλ21ttQ = 代入數(shù)據(jù)得 2π179。 64mm 的標(biāo)準(zhǔn)黏土磚平砌，與筒體內(nèi)襯相接觸的環(huán)形部位的端墻內(nèi)襯（鎂鉻磚）應(yīng)向爐膛內(nèi)伸進 50mm(磚后打結(jié) 50mm 的鎂鉻質(zhì)搗打料 )。 +179。 22 ]6[ （ 1）按氧化、還原、澆鑄階段熱平衡得該期內(nèi)的平均燃料消耗 x=1055 3m /h （ 2）每爐總的燃料消耗量 加料熔化期消耗天然氣： 179。 310 加料與熔化階段的平均小時耗燃料量： x=1051 3m /h 燃料消耗量與最初熱平衡計算基本相符。 310 kJ/h （ 2）不完全燃燒 不完Q = kJ/h （ 3）爐門逸氣帶走熱 爐門開啟時逸氣量 ( ) ( )氣 氣空門氣逸 －γ γγgH2μFtβ1 2400=V + 其中 ==門 ， ( ) ( )氣氣空門氣逸－γ γγgH2μFtβ1 2400=V + ( )2 2 2 731 31 61 2 40 0 += =5268 h/m3 19 爐門開啟時間率為 ，則逸氣帶走熱： 逸氣Q′ =179。 1771=1505℃ 爐子 初步熱平衡計算及燃料消耗量 按熱負荷最大的加料熔化階段考慮，設(shè)此階段內(nèi)平均小時燃料消耗量為 x m3/h。 100=179。 +179。 加堿性熔劑（ FeO 、 CaO 、ONa2 ），可使得渣粘度降低，渣熔點降低，但 FeO 會使渣比重升高，渣含銅升高，而 CaO 適中，故要首選。 要使?fàn)t渣在冶煉過程中發(fā)揮其有利的作用，就必須根據(jù)各種有色金屬冶煉過程的特點，合理地選擇爐渣成分，使之具有合適要求的物理化學(xué)性質(zhì)，如適當(dāng)?shù)娜刍瘻囟群退釅A性、較低的粘度和密度等。固定床型蓄熱式換熱器如圖 13 所示。透氣 磚 如 圖 15所示 煙氣余熱回收技術(shù) 換熱器主要分為四種：管殼式、板式、熱管以及蓄熱式。過熱器中降低溫度但溫度依舊較高的煙氣被送入汽包供蒸發(fā)器使用，煙氣熱量可以通過蒸發(fā)器傳熱層傳到蒸發(fā)器表面蒸發(fā)新燃料中的水分。 CO還原的平衡常數(shù)可寫為： ]OCu/[]uC[KP/P 22COCO 2 = 1100℃下的理論計算值如表 12所示，從中可以發(fā)現(xiàn) OCu2 也是很容易被 CO還原的。 aa/aK ?= 因為)M()M()M( 39。造渣時 , 爐蓋開啟，驅(qū)動裝置驅(qū)動爐體傾轉(zhuǎn) , 銅渣經(jīng)過爐口溢出。氧化、還原是由人工持管作業(yè) ,精煉渣由人工扒除。若回顧歷史，中國的精銅需求由 2020 年以來平均增長速度達到 13%（全球精通需求增長率約為 3%），這 帶動了中國的年度需求總量由 2020 年的 188 萬噸大幅上漲至 2020年的 896 萬噸（取自安泰科統(tǒng)計數(shù)據(jù)），拉動中國銅消費占世界消費比例由 12%升至 48%。分析數(shù)據(jù)表明，當(dāng)西方國家 GDP 的增長率超過％時，銅的消費量才會增長，且 GDP 每變化 l％，則銅的消費量變化 ％。M ] =2[Cu ]+( OM39。 OCu2 在氧化精煉中起著氧化劑或氧的傳遞作用。 煙氣 余熱發(fā)電不僅節(jié)能，還有利于環(huán)境保護。這樣既減少 LPG 消耗 ，又解決了銅火法精煉普遍存在黑煙污染的世界性難題，成為高效、節(jié)能、清潔生產(chǎn)技術(shù)。蓄熱式燃燒則完全不同，在蓄熱式爐中，整個爐膛為一個反應(yīng)體，空氣和煤氣充滿爐膛，在這個爐膛內(nèi)彌散燃燒，不存在局部高溫區(qū)，氮氣幾乎不參與燃燒反應(yīng)。在金屬和合金的熔煉和精煉時，爐渣與金屬熔體的組分相互進行反應(yīng)，從而可以通過爐渣對雜質(zhì)的脫除和濃度加以控制。 （ 3） CaO FeO 2SiO 三元系（如圖 33所示） 以上分析說明鐵硅酸鹽或鈣硅酸鹽都不適宜于單獨有色冶煉爐渣。 圖 34 圖 34 CaO FeO 2SiO 三元系 13 天然氣燃燒計算 表 31 天然氣成分分析 組分 i 4CH 42HC CO 2H 2CO 2N 2O iφ 其中環(huán)境溫度 45℃，水分忽略不計。 = 3m / 3m （ 4）理論濕空氣量（按供風(fēng)溫度 45℃計算） 查得 g=84 濕 nL =(1+)n oL =(1+179。 = i′ =＜ oi 假設(shè)燃燒溫度為 1800℃，查 [16]附表 7a，得 2COi=179。 100x= kJ/h 3）爐氣帶走熱損失（ 爐氣Q ） ?????? xVtCQ n爐氣爐氣爐氣 kJ/h 4）通過磚砌體及爐門的各項散熱損失，根據(jù)經(jīng)驗先假定為總消耗量的 5% 5）爐渣帶走熱 渣Q =68068/=8008 kJ/h 17 則總熱支出為： / 0 . 9 58 0 0 82 7 2 2 . 7 5 x+3 5 5 . 0 6 x+10 3 4 1 6 9 . 8 8 3 ）（支出 ???? Q 3 ??? kJ/h 由 ?收入Q =?支出Q ，得： 9 7 2 3 91 4 6 8 7 8 5 . 4 13 5 9 7 2 . 8 1 x ???? 解得 x= h/m3 最大天然氣消耗量按 1055 h/m3 考慮。 1250179。 床能率 按裝料量與每爐冶煉周期驗算： 床F =179。 圖 41 回轉(zhuǎn)式精煉爐 ]8[ 1排煙口； 2殼體； 3磚砌體； 4爐蓋； 5氧化還原口； 6燃燒器； 7爐口； 8托輥； 9；傳動裝置； 10出銅口 24 爐膛尺寸確定 回轉(zhuǎn)式精煉爐的爐膛是一個回轉(zhuǎn)圈柱體，其容積 0V ( 3m )可按下式計算 : KLD4πV 020= 式中 0D — 爐膛直徑， m； 0L — 爐膛長度， m； K— 與 0H / 0D 有關(guān)的系數(shù)，表中 0H 是指顱內(nèi)熔體深度 (m)。 64mm 的標(biāo)準(zhǔn)黏土磚平砌：內(nèi)襯鎂 26 鉻磚磚縫小于 ，根據(jù)鎂鉻磚的線膨脹率用馬糞紙留設(shè)環(huán)向和縱向膨脹縫。 179。筒體鋼板厚度主要與爐子支承跨距的大小及剛度有關(guān)，即不但應(yīng)有足夠的剛度防止徑向變形；而且應(yīng)有足夠的強度防止筒體產(chǎn)裂斷?；剞D(zhuǎn)式精煉爐發(fā)展至今，其滾圈按制造形式可以分為鑄造式、鍛造式和焊接式三種，按截面形狀又可分為矩形、箱形和工字形等幾種。 3)不同的材料、相同 (或不同 )的熱處理方式。而且 MoCrNiZG 240 機械性能指標(biāo)都遠高于其它兩種材料。當(dāng)以上兩個厚度之和仍小于 殼體內(nèi)徑的 1％時，取 δ =的圓整值。 (135070)/In（ 2d /） =1476344 解得 2d = m 3d =+(+)179。貴冶 300t 回轉(zhuǎn)式精煉爐砌體如圖 42 所示。砌體與鋼殼間必須緊密接觸，以加大砌體與鋼殼間的靜摩擦而克服轉(zhuǎn)動扭拒以保持砌體的穩(wěn)定性。 23 ]7[ 回轉(zhuǎn)式精煉爐的主體設(shè)備是由爐體、支承裝置和驅(qū)動裝置三大部分組成，相關(guān)的其它設(shè)備包括各種工藝管道（燃料、助燃風(fēng)、氧化劑、還 原劑、壓縮空氣、冷卻水等的供應(yīng)）的連接、燃燒裝置、排煙裝置、氧化還原裝置、潤滑裝置和冷卻裝置、各種檢測及控制裝置等。 310 （ W/ 3m ） 最大爐膛燃燒空間釋熱率（熔化后期） : 1 6 106 2 5 1 8q 3v = =3363179。 =1951066 kJ/h 爐門關(guān)閉時的漏氣量約為開啟時的 10%，即 ： 逸氣Q′′ =179。（ 108345） +170+179。 100= ?2O =2OV/ nV 179。 =35310kJ/m3 （ 2）理論干空氣量 理論氧量 2o,oL= ++++ 222mn2 10OSH23HC4mn∑H21CO21 =（ 179。其中最低熔點為 975℃，它的成分大致是： 2SiO 47%、 FeO 30%、 CaO 23%。 CaO 能使?fàn)t渣密度降低，且鈣硅酸鹽溶解重金屬硫化物能力比較小 . （ 2） FeO 2SiO 二元系（如圖 32 所示） FeO 不是一個固定組成的化合物，而是溶有 43OFe 的固熔體，將 43OFe 看成FeO 178。 也可以采用“氣 — 水”換熱方式從高溫廢煙氣中提取熱量，產(chǎn)生熱水，熱水用來鍋爐補水或者生產(chǎn)工序，也可以作生活洗浴熱水。蓄熱室是蓄熱式加熱爐煙氣余熱回收的主體，它是填滿蓄熱體的室狀空間，是煙氣和空氣流動通道的一部分。傳統(tǒng)氧燃系統(tǒng)存在熱點集中，易損害 爐襯，爐壽命短等問題。火精銅中常含有金、銀等貴金屬和少量雜質(zhì)，通常要進行電解精煉，電解精煉是以火法精煉的銅為陽極，以電解銅片為陰極，在含硫酸銅的酸性溶液中進行。 N?g=a，則雜質(zhì)在銅液中的極限濃度為： )OCu()M()M()M( 239。爐體傾轉(zhuǎn)的角度由主令控制器進行控制。氧化還原時爐體轉(zhuǎn)動 , 噴咀轉(zhuǎn)到銅液下 , 避免了反射爐人工抬管、插管；爐口轉(zhuǎn)到渣面下即可倒渣