课程设计指导书火法

中南大学冶金科学与工学院书内容第 章炉子结构反射炉的炉型炉膛基本尺寸的确定炉床面积床炉膛长度和宽度炉膛高度炉基炉底炉墙炉顶其他装置筑炉要求砌砖方法砖缝膨胀缝砌筑尺寸允许误差烘炉曲线砌筑炉体耐火材料的估算第 章炉子供热反射炉使用的燃料反射炉使用燃料的种类反射炉燃料消耗的确定反射炉对燃料的要求助燃空气燃料燃烧算效烟散η技术经济指标： ： 至：①在论文工作期努力工作勤于思考认真观察析试验过的现象问。 ②论文必须认真编写字迹清楚、表规范、所有表格一律用三线表。主参考资料系列教材唐谟堂主编中南大出版社， 年有色孟柏廷编 中南大出版社 年炼大编有色与算中南编， 年周段 容 算 周、流程论文写 绘图 绘制图 张（要求绘图） 指导教师（签名） ：教研室所 任 签名 、镍、锑精矿或焙烧矿的熔，、铅、锑等金属的精，以及金属的熔化铸锭等生产过程，一般都采生产工艺不同，为连续作业的和周期作业的两类。的型的型为卧式长方形空间确定的型时必须根据生产工艺过程、温制度及气、溶体运动等情况进行综合考虑。的纵断面形状及其特点和见表 。表 不同纵断面形状、特点和纵断面形状 特 点 应 顶平直，气对顶冲刷 多于精矿或熔砂的冰作小。 熔尾顶倾斜下压，利于 多于气及及压的。 温体，顶为 于锑及铅。平断面型式平面。平断面形状膛寸的确定膛寸包括床面积、膛的长度、宽度和高度这些寸，的根据生产据的，的过的。床面积床冰床面积一般为 ，最大 床面积 按下式计床算： ）床；床；· 。反射与率铜熔炼反射表 周期作业反射一般指标 先进指标用途 料种类 操作时···炉

操作时···炉炼锡 炼铋 铋精矿炼锑 粉状氧化锑铅浮渣 块状铅浮渣 粗铜火 冷铜锭法精炼 液体粗铜

表 铜炼反射

· ·熔炼铜精矿或铜镍精矿熔炼铜及铜镍熔炼氧化铜离析矿粗铜

一 般 最 高注： 采用富氧鼓风若顶安装燃烧器分散供热可进一步提高。膛长度 度定反射膛长度 工、燃料种类及燃烧法一般经验数据。周期作业、体燃料供热反射膛长度一般过 ，有料熔炼反射长一般在 。反射膛度 可：床 ）；；床系数膛水平与。根据横断形状一般 冰铜反射。为 。为为 ）；；。离 个α）为 高 顶 ；

；）的 为为°；池深。为 大型冰铜反射产粗铜的反射为 。底层金属点时要求过热温则熔池深不能太厚否则反之对于若金属含杂质较多时则溶池操作。铜阳极粗铜火法池深根据子容量大小为 锡、锑、铋反射池深为 。周期作业反射包括池深和据。些反射要、。作业反射要名 银 大冶 子用途 造冰铜 造冰铜 粗床积长外宽高长炉 高膛 净 高项尺斜寸 高 ＜最大池深角 ° ′ ° ′ °排烟断面 × × ×名 银 冶 冶 冶 积 ±量 ～× × × × × ×

× × × × ×° ° ° ° °° ＇ ° ＇ ° ° ° ＇× × × × ×周期作业炼厂名 云锡 冶 冶 锡子用途 炼锡 炼锡 炼铋 处理铅浮渣 炼锑床宽高长炉宽高膛空高项°°°′°°°°°°＇寸深 ～面 × × ×

孔孔冰体结构体包括基、底、墙、及附属设备等。炉基 炉基承受炉体的重量 ，炉料的重量 左右。因此要求炉基能承受一 定的压力，并防止受力不均产生裂纹。炉基的长和宽，应大于炉子外形的长和宽，并 留有发展的余地。一般炉基的长和宽比炉子外形长和宽大 。炉基的厚度一般 为 。炉基的标高，应考虑放渣形式、地下水位及冰冻线等因素。 建筑炉基的材料，应根据炉子大小和炉子工作条件不同确定。常用的材料有混凝 土的、钢筋耐热混凝土的、炉渣的和石块的等。炉基内留有孔道和装有下部拉杆及测 温装置。 炉底 反射炉炉底有架空炉底和实炉底两种。架空炉底是在炉基上用钢结构将炉底架空， 高度＞ ，常用于精炼炉等。实底炉是在炉基上直接砌筑炉底，常用于连续作 业的炉子，例如冰铜反射炉。 炉底的厚度一般为 。炉底结构有砖砌的和结的两种。砖砌炉底一般采用反砌筑，反为 °，精炼炉为 °，防止体砖块上。砖砌炉底的材料，下上钢板 用于架空炉，石板 ，土砖 或，层 ，砖砖 或。结炉底炉底上部结一整体。它具有坚固性好、耐侵蚀、用寿命长等 优点。炉底结材料有石英的和的。石英结炉底是用石英砂于耐侵蚀性差，用寿命短，现已不结炉底的结构上一般为：钢板 用于架空炉底，石板，石英砂 ，轻质土砖 ，土砖 或，砖砖 ，结 大型冰铜反射炉可达 。结各种材料的配比及要求分别见表 和表 。结温度为 ℃，结时间 小时。表 结炉底所用材料的配比配比）材 料 上层 中层 下层 料砂氧化卤 水原料砂

表 对结材料的要求 份粒度份粒度备注＞，＜，粗砂，中砂，

用前烘干 ℃氧化粉 ＞ ， 网目 烘干，点＜ 少， ＜卤水 密度： ＞铺 为 为到 左于 或为的 ’’α—； ′—跨； α—角； —； —； —；—； —侧； —绝层； —绝散； —； —拉杆护般采多多或很多是某厂压止推墙 为 （ 为气破坏作用有进行冷却如所示。示意—； —； —拱脚； —； 孔断× ～°注入周围用镁铬砌筑。放出放出形有虹吸和洞眼；正常生产放出多采用虹吸如所示放出尾生产实践表明，× ）用停炉时排炉底残留物。

所示尺图—炉墙； —铁护板； —独立砖组； —活铸铁压板； —； —压板； —楔子； —立柱护板侧结构示意图（）炉渣反射炉炉渣一般设在跨炉尾端墙 左右侧墙处距炉底 其断面尺× 了抵抗炉渣侵蚀渣周用镁铬砖砌筑。（）工炉门 反射炉在炉子侧墙上设有备用工炉门在炉子正常生产时炉门用耐火砖砌死只是在处理事故和修炉时打开炉门数量为 个断面宽×高× 或 × （某厂× ）。（）加固支架 反射炉加固支架由立柱和上、下拉杆组成拱形炉顶还有拱脚梁炉子加固支架可通过炉体受力计算确定。大型反射炉立柱用 工字钢拉杆用Φ 园钢拱脚梁可用大型槽钢立柱为 。× Ф 对仪表应出——量范围量精是否记录或实现自动控制冰铜反射顶后部还设加铁球其为× 。筑对砌筑基本包括砌砖方法砖缝膨胀缝和允许误差砌砖方法位置不同砌砖方法平砌侧砌和立砌墙和底下部一般采用平砌底部和跨较小顶可采用侧砌；熔炼底部和跨较大顶采用立砌立砌时同一层砖之接大较。耐火制不同砌砖方法砌和砌耐火砖应采用砌其耐火砖采用砌砖砌时用耐火或铁砖缝或用耐火制砌筑。砖缝对砖缝大小砌在和方砖缝应小一般在 下墙顶不超过 。膨胀缝膨胀用砌砖时应一膨胀缝膨胀缝大小耐火砖和砌应膨胀缝砖的硅砖为砖的 膨胀缝位置在和方，膨胀缝应均匀散即每隔 块砖夹易燃物纸或木；顶每隔 集设置并用石棉绳。砌筑时其误差不应超过下规值： 垂直墙每米高 墙全高 基础砖墩每米高 基础砖墩全高 整用 米长靠查）墙面度 对角圆内半径：内半径 ≥2 ±内半径＜ ±和跨顶跨度 ±烟道的高和度 ±烘曲线冶金砌筑好后，在投入生产前，应进行烘烤和加热，使砌体中的水分蒸发，并达到一定的温后才能正式投入生产。子在烘烤和加热前，应制订烘和加热曲，它包括烘时间加热最高温升温速和保温时间等。若烘烤后需要降温的子，还要注明降温的速和时间。制订烘曲时，应根据子的大小和用途耐火材料的种类和能的质量和砌法以及筑的季节等因素综合。烘烤加热的最高温子正时的温。烘时，在 以，体大量的水分，升温速应，应小于。体时，还应进行保温。以后，应根据砌体耐火热的大小定升温速，在 内的升温速，砌体为，砌体为，砌体为。以后的升温速，砌体为，砌体为，砌体为。射的烘升温曲。射顶升温曲线以前，对子设备进行全面检查，试车合格后方可。曲线，对出现的总是应做记录。③根据拉杆受力情况，随时调整漯母。砌筑体耐火材料的估算（例如《筑手册》等）。计所确定砌体的尺寸计算其体积，然后换算为重量。表 为 砌体耐火材料的消耗量。表 每 砌体耐火材料的消耗量（包括损耗）砌体部位

轻质粘土砖砌体 粘土砖砌体 高铝砖砌体 硅砖砌体 镁砖砌砖量 火泥 砖量 火泥 砖量 火泥 量 火泥 砖量 火泥直墙状砌体砌筑耐火砖泥耐泥的制表 。表 砌筑耐火砖的泥浆耐火砖称 泥称 泥分 备 注粘土砖、轻质粘土砖

粘土质泥浆 粘土质火泥： ，硅砖 硅质泥浆 硅质火泥： ，：高铝砖 高铝质泥浆 高铝质火泥： ，砌镁质泥浆 镁质火泥： ，量 重 或镁砖砌镁质火泥 镁质火泥： 量砖 糊 金焦： ，沥青油： 重量比第 章 炉子供热 反射炉使用的燃料 反射炉使用燃料的种类 反射炉使用的燃料有粉煤、重油和煤气，有的小型反射炉还用块煤。制造粉煤是用 烟煤或烟煤与无烟煤按一定比例配合。我国目前提出以煤代油，即用粉煤代替重油作为冶 金燃料。重油发热量高，便于燃烧，是理想的冶金燃料，但重油用作冶金燃料，综合效益 低，冶金生产成本高，应尽量少用或不用。煤气使用方便，燃烧过程便于控制，亦是理想 的冶金燃料。但在有色冶金厂缺少高炉煤气和焦炉煤气，天然气亦受地区的限制，所以在 必要时才采用发生炉煤气。制造发生炉煤气需要增加设备和投资。 反射炉燃料消耗的确定 冶金炉燃料的消耗，可通过炉子热平衡进行计算，但在炉子设计中，在往往采用 经验数据。 炉子燃料的消耗量与燃料的性质和燃烧过程的组织、冶金过程的、炉子 、炉子生产作平有。在炉子设计时，应采有效，提高炉 热的用，低燃料的消耗。 为煤消耗为 ，或重油消耗率 烧即粉煤消耗为 ，或重油消耗为 。

× 料 ， 即 粉、 × 料，反射炉对燃料的要求反射炉对燃料的基本要求是满足炉冶金所需的热量、温度及火焰长度。使用重油时，重油需加热、过滤和加压。重油达到烧嘴前要求的粘度见表 。表 重油达到喷咀前的粘度要求喷咀前重油达到的粘度（ ）咀类型压喷咀

常用值 最大允许值反射炉使用粉煤的要制造粉煤的煤种烟煤，粉煤的以下，通过 网目的为 ），粉煤的成分（挥发物 以上，灰分应小于 ，且高，分小于 ），发热量高（ 低 ＞ × ）。助燃空气

作 烟煤煤油为 为 为 。过 ℃。仅减少产物生成强化冶金生产程生产率而且对冰铜反射还的 含利酸在 上。计算计算：（）发容强；（）实际需需；（）实际产物生成产物生成总；（）产物成分密；（）实际计算教材内容但是在计算需虑反需；产生总反生成体。；° °底直①出内径

： 杆直径 ：阀 杆阀、截面积阀阀阀 阀阀阀

杆导

α。导图 烧嘴基本尺寸、环形面积的流量 可按下式计算煤式中： 烧嘴的能力。 ；燃烧实际需要量，的比例， 。 种有关， ， ；取 ；ρ的密度， 煤

般为 。煤烧火焰时， 可取 ～ 。１外δ为壁厚度，可取 。

导杆导 导杆 杆为 。

导导 导为 。′′δδ

导 导和′导导为 。导 导入阀混合物大炉子可取 小炉子可取 。径 和′° °。（）烧嘴的阻力 按正计算：——阻力系数一般为 μ——粉煤的浓度。二次空气μ ；；ρ——空气的密度。粉煤着火时间τ粉煤燃烧时间τ δδ火焰长度（ ）（ ）——粉煤喷出口直径（即 ）；——；——粉煤与空气混合物的喷出速度（即 ）某厂使用的涡流烧嘴的性能见表 。表 涡流双管粉煤烧咀性能××厂 ××厂项目燃烧能力总风量·一次风量一次风出口速度二次风出口速度混合物出口速度二次风压柱烧嘴重量 ·个柱注风量及风速均为标准状态的物理量烧嘴布置

设计值 实际值 实际值约约 约粉煤烧嘴一般装置在炉头的端墙烧嘴底边距炉底 或距渣面 。两侧烧嘴距侧墙 并向心倾斜 °。烧嘴向下倾斜° °。第三章 炉子送风和排烟 送风系统 风管直径 风管直径按正式计算： 风管的布置 在设计风管时应遵循以下原则 （ ）确定合理的气体流速。由阻力计算式可知，气体流动所受阻力与气体流动速 度的平方成正比，这表明气流所受阻力随速度的增加而显著增加。 （ ）尽可能缩短管道的长度，减少管道拐弯及管道直径的变化等。 （ ）当有支管时，支管应对称布置，以保证各分支管道内的气体流量均匀分配。 在布置管路时，还要注意以下问题 （ ）管道架空时，应不妨碍交通运输为原则。 管道横过铁路应高出轨面 米， 横过公路应高出路面 米。根据管道大小，确定支架间的。管道布置在下时，应设。烟道设在下，在下道以下，应。（ ）气管道内应有 的排度， 应小， 可大 ，设排。（ ）根据不输气管路的要，在管道应设排气缩设及通道等。 （ ）输气管道管管，为 。当输送气体高，管道内管内度时，可管。气流阻力 气体流动所受阻力有阻力布阻力和阻力。根据所设计的管路系统， 分气流所受阻力的式，分计算。 阻力系λ可根据不的管道确定，光滑的金属管道 λ ，粗糙的金属道 λ ，砖砌管道 λ 。不情况的布阻力系可查教材冶金炉设计参考手册。风机的选择选择机即机型号性参反射常使心机鼓机。选择风机应注意：风机铭牌所标注的压风量及功率是指风机在最高效率时的性能，而风在设计定， 度为 ，力为 ，对度 ，为 。°左右按下出积：出流速流料生成体料熔炼生体速。出积出出重收等于抽出温经锅收后温降低然后囱入图 是某厂示意图地以架囱抽反射 锅炉 收尘炉图 某厂示意图 ×—— 示冷阀）采°拱顶其积选流速连续方流动所受阻阻公№

特点 力＜ 柱 ～力＞ 柱 ～力＜ 柱 ～力＜ 柱 ～力＞ 柱 ～～不预热 ～预热 ～不预热 ～预热 ～～平管～循环管～直吹管＞烟～气烟～排机排烟～～及时～水力回一般却水自回水～～产、活、消防管道～

主管 ～支管 ～主管 ～支管 ～～～大～气力～力油回收 ～第 章 炉子的热效率 炉子的热效率是炉子热工的重要技术经