一种连续冶金装置和冶金方法制造方法及图纸

本发明专利技术创造提供一种连续冶金装置和冶金方法，包括顺序连接的若干冶炼室，相邻冶炼室之间通过竖直设置的闸门间隔，所述闸门能够在竖直方向运动，从而实现将位于其两侧的相邻冶炼室进行完全间隔或部分间隔；对于每一所述冶炼室，下部为熔池，熔池中设有至少一个与外界连通的排渣口，上部设有至少一个块状物料投料口以及一个烟道；第一冶炼室上还连接有具有下落空间的物料主入口，最后一个冶炼室上还连接有产品出口。本发明专利技术创造能够打破传统金属冶炼相对分散的生产工序，实现金属冶炼的连续生产，具有占地少、投资小、能耗低、污染小等技术优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术创造属于冶金领域，具体涉及一种具有连续结构的冶金装置和冶金方法，可以满足大部分金属矿物或二次原料的火法冶炼和精炼要求，对需要经过多级(次)冶炼的金属特别有效。
技术介绍
传统的金属冶炼过程往往需要2个以上的冶炼工序，如炼钢过程一般需要高炉冶炼、预处理、吹炼以及精炼等工序，每一工序都相对分散。目前的冶金工艺中，在每一工序完成后，需要利用罐车、天车等运输工具将原料转运至下一工序。这种传统的分散冶金工序和转运过程具有如下弊端:(1)多次转运过程使得被转运的熔体热量被白白耗散，能耗十分巨大；(2)转运过程需要配备专门的运输工具以及人力、物力，生产效率低下、成本较大；转运过程会造成气体和粉尘污染，不利于环境保护和人体健康。(4)转运过程无法彻底杜绝安全事故的发生。
技术实现思路
本专利技术创造为解决现有技术中的问题，提供了，能够打破传统金属冶炼相对分散的生产工序，实现金属冶炼的连续生产，具有占地少、投资小、能耗低、污染小等优势。本专利技术创造提供的一种连续冶金装置，包括顺序连接的若干冶炼室，相邻冶炼室之间通过竖直设置的闸门间隔，所述闸门能够在竖直方向运动，从而实现将位于其两侧的相邻冶炼室进行完全间隔或部分间隔；对于每一所述冶炼室，下部为熔池，熔池中设有至少一个与外界连通的排渣口，上部设有至少一个块状物料投料口以及一个烟道；第一冶炼室上还连接有具有下落空间的物料主入口，最后一个冶炼室上还连接有产品出口。其中，所述冶炼室的数量优选为3-5个。进一步，任意相邻冶炼室之间呈平行连接或阶梯连接，优选为阶梯连接。作为进一步的优选方案，在所述阶梯连接中，相邻冶炼室中位于前面的所述冶炼室的熔池中熔体层的高度位置与位于后面的所述冶炼室的熔池中渣层的高度位置部分重合。进一步，所述冶炼室中各自还独立地设有辅加料口、加热装置、底吹喷管、侧吹喷管、喷嘴中的一种或多种。其中，所述辅加料口可位于其所在的冶炼室的中部顶端；所述加热装置可为环绕其所在的冶炼室的侧壁或底部的电磁感应加热线圈或位于其所在的冶炼室的中部顶端的加热电极；所述底吹喷管为设置于其所在的冶炼室底部的喷管，所述侧吹喷管为沿其所在的冶炼室的熔池平行分布的若干喷管，所述底吹喷管、侧吹喷管、喷嘴均能够向冶炼室中输入物料或气体。其中，所述熔池用于冶金材料的熔炼。所述闸门能够根据冶炼的需要，在完全关闭时使冶炼室处于完全独立的冶炼工序状态；或在冶炼过程中处于半开启状态，在部分连续的冶炼工序中充当隔墙的作用；又或者在某一工序或冶炼室的冶炼完成后开启，使冶炼原料直接进入下一冶炼室或冶炼工序。所述第一冶炼室物料主入口主要用于粉料、燃料等粉状或液态或气态物料的加入，投入的物料一般为反应的基础原料，所述物料主入口一般位于第一冶炼室的最前方。所述块状物料投料口主要用于块状物料的加入，一般为难以进行破碎处理的物料，或各个工序中需要辅助加入的物料，因而在各个冶炼室均有设置，一般位于各个冶炼室的前方上端，靠近前方闸门的位置。所述烟道用于各个冶炼工序中废气的排放，一般位于各个冶炼室的后方上端，靠近后方闸门的位置。需要说明的是，本专利技术创造中所述的“前” “后” “第一” “第二”等均是根据冶金装置在冶炼过程中的冶炼的走向方向而描述的。本专利技术创造连续冶金装置一种简要的冶炼过程为:需要冶炼的矿粉(如果能制粉)与燃料(粉、液、气)、气体(如空气、富氧、纯氧或其他气体)、熔剂等，从物料主入口处喷入第一冶炼室内，利用粉料粒径小、比表面积大、在高温下与空间中气体接触面积大、反应速度快的特点，通过下落空间的高温冶金环境对物料进行首次冶金；不能制成粉料的其他物料从第一冶炼室的块状物料投料口处加入炉内(首次投料可以是粉料，也可以是块料)。物料在落入第一冶炼室的熔池后，继续通过底吹喷管、侧吹喷管、喷嘴、或块状物料投料口加入此阶段冶炼所需要的配料，例如:粉煤、氧气、热风、粉矿、熔剂、废金属、添加剂、块料等；烟气从第一冶炼室的烟道排出，熔渣从排渣口排出。可以选择性在熔池顶部加入电极、或选择环炉身或位于炉底的电磁感应加热。冶炼过程中，根据冶炼需要关闭、或半开启(如使闸门底端位于第一冶炼室的渣层或熔体层)第一冶炼室和第二冶炼室之间的闸门。冶炼完毕后，熔渣从排渣口排出，半开启第一冶炼室和第二冶炼室之间的闸门，关闭第二冶炼室和第三个冶炼室之间的闸门，经第一冶炼提高纯度后的熔体经闸门底部流入第二冶炼室熔池，第二冶炼室的底吹喷管、侧吹喷管、喷嘴、或块状物料投料口加入此阶段冶炼所需要的配料。烟气从第二冶炼室的烟道排出，熔渣从排渣口排出。冶炼完毕后，继续顺序进入后面的冶炼室进行冶炼，在此不再详述。每一个冶炼室，通过底吹喷管、侧吹喷管、喷嘴、或块状物料投料口加入不同的原料或辅料，可以提供不同的冶金环境，使金属在连续密闭的容器中逐级提纯，直至得到预期的金属产品。本专利技术创造的一种具体的连续冶金方法包括下述步骤:S1:第一冶炼室冶炼:关闭所述第一冶炼室闸门，使所述第一冶炼室形成一个独立的冶金单元，从所述第一冶炼室具有下落空间的物料主入口加入原料，原料在第一冶炼室先经过空间冶炼，再落入熔池进行熔池冶炼，在冶炼过程中，根据实际需要，可通过块状物料投料口、辅加料口、加热装置、底吹喷管、侧吹喷管、喷嘴中的一种或多种方式分时段添加冶炼所必需的辅料、热量和气氛，形成良好的冶金环境，物料在熔池造渣并澄清分层后，形成渣层和富含金属熔体层。冶炼烟气从所述第一冶炼室烟道排出，渣从所述第一冶炼室排渣口排出。S2:第一冶炼室富含金属的熔体排放:原料在所述第一冶炼室冶炼完毕后，先关闭所述第二冶炼室闸门，然后提升所述第一冶炼室闸门，使其末端置于富含金属的熔体层中，让尽可能多的富含金属的熔体自流进入第二冶炼室，同时又保证所述第一冶炼室中的烟气和渣不会进入第二冶炼室，为达到上述目的，在排放过程中，可多次移动所述第一冶炼室闸门末端在富含金属熔体层的位置。富含金属的熔体排放完毕后，关闭所述第一冶炼室闸门。S3:第二冶炼室冶炼:在富含金属的熔体进入所述第二冶炼室，随后关闭第一冶炼室闸门，此时第一冶炼室闸门、第二冶炼室炉壁及闭合的第二冶炼室闸门形成了一个独立的冶金单元，根据冶炼的实际需要，通过块状物料投料口、辅加料口、加热装置、底吹喷管、侧吹喷管、喷嘴中的一种或多种方式分时段添加冶炼所必需的辅料、热量和气氛，形成良好的冶金环境，以除去富含金属熔体中的部分杂质，精炼形成的渣从所述第二冶炼室排渣口排出，冶炼烟气从所述第二冶炼室烟道排出。S4:反复采用同步骤S2的熔体排放过程以及同步骤S3的冶炼步骤，使富含金属的熔体依次在后续冶炼室完成冶炼，直至在最后一个冶炼室完成冶炼(或精炼)。S5:产品的排放:在最后一个冶炼室完成冶炼的金属熔体从所述产品出口排出炉外。本专利技术创造的有益效果是:(1)本专利技术创造的结构和加料方式，可以满足大部分金属矿物或二次原料的火法冶炼和精炼要求，对需要经过多级(次)冶炼的金属，特别有效；(2)原来传统冶金工艺中离散的各个工序衔接成一个整体，连续连接状态下能够利用熔体自身重力进行自流，避免了因转运过程而造成的能量耗散、效率低下以及环境污染等问题；(3)能充分利用首次冶金的热量，冶金全过程密闭，气体和粉尘的无组织排放接近于零，能够直接获得预期的金属产品成品。【附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续冶金装置，包括顺序连接的若干冶炼室，相邻冶炼室之间通过竖直设置的闸门间隔，所述闸门能够在竖直方向运动，从而实现将位于其两侧的相邻冶炼室进行完全间隔或部分间隔；对于每一所述冶炼室，下部为熔池，熔池中设有至少一个与外界连通的排渣口，上部设有至少一个块状物料投料口以及一个烟道；第一冶炼室上还连接有具有下落空间的物料主入口，最后一个冶炼室上还连接有产品出口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：天津闪速炼铁技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12