熱風熔煉(blast preheat smelting)是指將預熱空氣或預熱富氧空氣鼓入冶金爐內以強化冶金過程的熔煉方法，預熱鼓風用於高爐煉鐵已經有一個多世紀的歷史，但直到20世紀40年代末才開始用於有色金屬冶金。這種方法主要用於奧托昆普(Outokumpu )型閃速護的銅(鎳)造硫熔煉和鼓風爐煉鋅。在有廢熱作為鼓風預熱熱源的情況下、煉鉛鼓風爐和煉銅反射爐等冶金設備也可採用熱風熔煉。
基本介紹
- 中文名：熱風熔煉
- 外文名：blast preheat smelting
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：一種冶金的專業術語
- 目的：強化冶金過程
簡介,原理,熱風熔煉的主要特點,套用,熱風製備,
簡介
熱風熔煉(blast preheat smelting)是指將預熱空氣或預熱富氧空氣鼓入冶金爐內以強化冶金過程的熔煉方法，預熱鼓風用於高爐煉鐵已經有一個多世紀的歷史，但直到20世紀40年代末才開始用於有色金屬冶金。這種方法主要用於奧托昆普(Outokumpu )型閃速護的銅(鎳)造硫熔煉和鼓風爐煉鋅。在有廢熱作為鼓風預熱熱源的情況下、煉鉛鼓風爐和煉銅反射爐等冶金設備也可採用熱風熔煉。
原理
在有色金屬冶金原料的熔煉過程中，大多依賴於燃料燃燒和(或)硫化物氧化反應提供熱量。以維持一定的高溫，使爐料達到熔融狀態，完成預定的氧化或還原反應，從而實現金屬或金屬富集物〔如鋶)與脈石分離。因此，凡採取增加熱量來源和減少熱量消耗的措施，都能加速熔煉過程的進行。
預熱鼓風能強化熔煉過程的原理是：
(1)熱風顯熱可代替部分燃料燃燒所產生的熱量，使燃料消耗下降、並使助燃的風量減少，也降低了單位金屬的煙氣量和煙氣帶走的熱損失，起提高熱利用率和降低燃料的作用；
(2）熱風使燃料和反應物的活性提高。有利於提高燃料燃燒溫度和完全程度，也有利於提高硫化物氧化或氧化物還原的反應速度和還原程度，起強化冶煉過程和提高金屬回收率的作用；
(3)熱風能使熔煉爐的高溫區集中，加快了爐料熔化速度，提高爐渣的過熱程度。
熱風熔煉的主要特點
熱風熔煉的主要特點是：在現有的鉛鼓風爐內設定風套結構，利用熔煉過程的餘熱，讓通常鼓入煉鉛爐內的冷風流經該風套而變為熱風，再把熱風吹入爐內，從而起到降低焦耗，提高生產效率的作用。同時，這種技術與專設熱風換熱設備相比，不僅投資少、見效快，而且又節省能源、廠房和專用操作、維護人員。
套用
在有色金屬冶金中，熱風熔煉最早套用於閃速煉銅。1949年，芬蘭哈賈瓦爾塔(Harjavalta )煉銅廠用預熱空氣鼓風，奧托昆普閃速煉銅法用於工業生產。世界上有30多台這類銅(鎳)閃速爐在運轉，除個別外，幾乎全部用熱風熔煉，且大多採用預熱富氧鼓風。熱風溫度為473~1323K。為熔煉過程提供了一部分熱量。從而減少了閃速爐在規定溫度下操作所需的空氣(或富氧空氣)用量和(或)燃料用量。熱風還加熱了閃速爐反應塔頂，以確保入爐的硫化物精礦迅速著火燃燒。芬蘭哈賈瓦爾塔煉銅廠閃速爐採用473K溫度和含氧38%~40%的富氧鼓風，煉出含銅65%的銅毓，就能完全實現自熱熔煉。
最早採用熱風還原熔煉的工藝是鼓風爐煉鋅。1950年英國阿旺茅斯（Avonmouth)工廠開始用密閉鼓風爐煉鋅。在鼓風爐還原熔煉中，作為發熱劑需要消耗的碳量比作為還原劑需要消耗的碳量多。如果不用預熱鼓風代替一部分焦炭發熱，不僅燃料消耗大，而且不能解決爐料中氧化鐵被還原成金屬鐵的問題。因此，預熱鼓風是使鼓風護煉鋅能順利進行的重要條件。煉鋅鼓風爐利用從鋅蒸氣冷凝器出來的低熱值煤氣預熱空氣，使鼓風溫度達到1073~1433K。
日本直島、細倉等六家鼓風爐煉鉛廠採用預熱溫度為523~6T3K的熱風熔煉，爐子熔煉量提高30%左右，焦率也下降30%。並由於高溫區集中，爐料過熱程度高，金屬在爐渣中的損失減少，出爐煙氣溫度降低.前蘇聯的契姆肯特煉鉛廠是世界上第一個同時採用富氧與熱風的鉛鼓風爐熔煉廠，取得了比單一採用富氧或熱風熔煉更好的效果。
熱風製備
熱風製備簡單。低溫(低於873K)熱風預熱採用熱交換器，高溫（873~1373K)熱風預熱採用蓄熱式熱風爐。預熱空氣的熱源可利用高溫廢氣、餘熱鍋護低壓蒸汽，也可用含碳氫可燃成分的其他冶金廢氣和天然氣、重油、劣質煤等燃料燃燒預熱。鼓風爐煉鋅都採用高溫熱風熔煉，煉鉛鼓風爐和煉銅閃速爐多採用中、低溫熱風，並同時採用富氧，因為提高鼓風中氧濃度比提高熱風溫度更有利於強化熔煉，而且預熱低溫鼓風的設備投資要比預熱高溫鼓風少得多。
