反射炉

反射炉

1、概述

反射炉是传统的火法冶炼设备之一。按作业性质分为周期性作业和连续性作业反射炉；按冶炼性质分为熔炼、熔化、精练和焙烧反射炉。

反射炉具有结构简单、操作方便、容易控制、对原料及燃料的适应性较强、生产中耗水量较少等优点。因此，反射炉在熔炼铜、锡、铋精矿和处理铅浮渣以及金属的熔化和精炼等方面都得到广泛的应用。

反射炉生产的主要缺点是燃料消耗量较大、热效率较低（一般只有

15~30%），造硫熔炼反射还存在脱硫率及烟气中二氧化硫浓度低、占地面积大、消耗大量耐火材料等缺点。

近年来，我司在改造旧式反射炉方面获得较好的成绩，如大型熔炼反射炉采用止推式吊挂炉顶、虹吸式放冰铜及镁铁整体烧结炉底；精炼反射炉采用打眼放铜；加料口及拱脚梁用水冷却、加料系统自动控制以及逐步推广余热锅炉等。

为进一步强化铜熔炼反射炉熔炼过程，并提高原料中化学热及硫的利用率，减少对环境的污染，我公司已开始采用向熔池鼓入热风的无料坡池熔炼反射炉，为大型反射炉开辟了新的发展前景。目前反射炉总的发展趋势是加大炉子尺寸（主要是扩大宽度）；采用多点分散供热以增加炉子热负荷；采用富秧热风助燃以提高炉温；采用优质耐火材料并增设强制冷却部件以延长炉体寿命。

2、反射炉炉体结构设计

2.1 炉底

周期作业的精炼反射炉与熔炼反射炉多采用砖砌反拱炉底，一般厚为700~900

毫米。由下而上依次为：炉底铸铁板或钢板、石棉板（10~20毫米）、粘土砖（230~345毫米）、捣打料层（50~100毫米）以及最上层砌的镁砖或镁铝砖反拱（230~380毫米）。炉底反拱中心角视熔体比重和深度而定。熔体比重和深度大时，反拱中心角宜较大，如对熔池深1.3~1.4米的粗铅连续精炼炉，一般采用180°的反拱中心角。其他情况下多用20°~45°。

2.1.3 烧结整体炉

底

烧结炉底一般由

如下各层组成（由下而

上），其总厚度一般为

1100~1400毫米。

石棉板和石英砂

（约50毫米）；

保温砖层（厚115

毫米）；

粘土砖层（厚

345~460毫米）；

镁铝砖层（厚380毫米）；

烧结层（厚200~350毫米）。镁铁烧结层的特点是致密坚实不易渗漏，使用寿命长。国内连续作业铜熔炼反射炉均采用此种材质。采用镁铁烧结层的炉底在生产中易产生炉结，使炉底上涨，需定期加铁块洗炉。

2.2 炉墙

熔炼反射炉的内墙多采用镁砖、镁铝砖砌筑。有些重要部位如铜熔炼反射炉的粉煤燃烧器附近及转炉渣口等，为了延长使用寿命均采用铬镁砖砌筑。熔点较低的金属的溶化炉可用黏土砖砌筑。外墙一般采用粘土砖。

铜熔炼反射炉熔池上部炉墙的厚度一般为460~690毫米。为延长炉墙寿命，熔池下部逐渐错台加厚（见图2-1之b），最厚处可达900~1290毫米，端墙下部厚达1000~1400毫米。熔池部分的炉墙外面一般设有炉墙护板。

对周期作业的炉子因炉温波动较大，为增加炉墙结构的稳定性，往往砌成弧形，避免炉墙向炉膛内倒塌。

为延长炉墙的使用寿命，可在熔池渣线一带的炉墙外面设置水套。

2.3 炉顶

反射炉炉顶从结构形式上分为砖砌拱顶和吊挂炉顶。吊挂炉顶又可分成：

简易型吊顶（见图2-2）、

压梁式止推吊顶（见图2-3）和立杆式止推吊顶（见图2-4）。

2.1.1 炉底的结构形式

按照炉底与炉基的关系分为架空炉底和实炉底；按照炉底结构分为砖砌反拱炉底和烧结整体炉底。

大多数精炼反射炉和少数周期作业熔炼反射炉采用架空，以防止金属向炉底及炉基渗漏。炉底铺垫30毫米厚的铸铁板或10~20毫米的钢板，用砖墩或型钢支撑。架空高度通常在0.35米以下。

连续作业铜熔炼反射炉炉底直接砌筑在耐热混凝土的基础上。耐热混凝土基础要求耐温850℃以上。

2.1.2 砖砌反拱炉底

砖砌反拱炉底结构见图2-1。

国内周期作业的反射炉及炉子宽度较小的反射炉，通常采用砖砌拱顶。大型铜熔炼反射炉多采用立杆式止推吊顶或压梁式止推吊顶结构。

各种类型炉顶的比较见表2-1。

表2-1 炉顶类型比较表

应用范围一般炉宽小于5米的反

射炉多采用

炉子宽度较大

或要求炉顶中

心角较小（即炉

顶较平）的反射

炉或斜坡烟道

顶采用

炉内工作温度较高，炉子

跨度较大时采用

同左

2.4 加料口及转炉渣注入口

2.4.1.周期作业熔炼反射炉炉顶加料口

炼锡、炼铋和处理铅浮渣等几种周期作业的熔炼反射炉，其加料口一般均设在炉顶。加料口的大小视炉料的条件而定。炉顶加料口一般是做成水套式的，如图2-5是某厂铅浮渣反射炉炉顶加料口水套。炼锡反射炉采用多点加料，炉顶加料口通常沿炉长分布，其间距为1~2米。加料口的工厂实践数据见表2-2。

2.4.2.粗铜精炼反射炉加料口

粗铜精炼反射炉一般从操作门加料，也有少数在炉顶加料的。加料口的尺寸按加入铜块的外形大小及加料方式来确定。采用机械加料时，加料口一般为1500×900毫米，人工加料口一般为1200×600毫米。

2.4.

3.连续作业有料坡熔炼反射炉炉顶加料口

目前国内铜熔炼反射炉均采用料坡熔炼，其加料口均对称设在炉顶两侧沿炉长方向排列，加料口的中心距一般为9~1.2米。加料口尺寸一般为（150~250）×（200~300）毫米，按加料量及料中水分不同而定，也可将位于高温区的加料口设计大些。目前国内大型铜熔炼反射炉炉顶加料口数量多达56个。加料口的中心线至炉侧墙内沿的距离一般为200~300毫米，加料口中心线与水平线的夹角一般不小于60°。

加料口周围的砖体较易被侵蚀，为延长拱顶寿命，一般采用加厚砌体的方法（如炉顶厚为380毫米时，在加料口将砖体加厚为460毫米）。加料口砖体上设加料管底座和套筒。加料管底座有铸铁底座和水套式底座两种。水套加料管底座起保护加料口的砖体、延长使用寿命、减少粘结和便于清理等作用。生产中对水套加料口应加强维护和管理，防止漏水。加料管底座材质一般有铸铁、耐热铸铁或普通钢板等。

国外铜熔炼反射炉也有在侧墙设加料口的。加料口开在侧墙，增加了炉顶的结构强度，减轻了细料飞损，因而也减轻了对炉顶的侵蚀。但此种加料系统较复杂，主要适用于处理焙熔烧矿的无料坡熔池熔炼。

2.4.4.转炉渣注入口

需在铜熔炼反射炉中处理转炉渣时，其注入口宜设在前端使渣流方向尽量与侧墙平行，以避免冲击和破坏料坡。考虑到转炉渣对炉砌体的侵蚀和冲刷，注入口附近的砌砖一般应（大于700毫米），或设水冷装置。

2.5.产品放出口

2.5. 1．洞眼式产品放出口

（1）普通洞眼式金属放出口铜精炼反射炉，国内大多数采用普通洞眼式放铜口，见图2-7。

普通洞眼放铜口一般为φ15~30毫米，其位置可在后端墙、侧墙中部或尾部炉底的最低处。