用于处理从高温冶金炉流入废热锅炉的工艺气体的方法和装置发明领域
本发明涉及一种用于处理从高温冶金炉的炉空间流入废热锅炉的
工艺气体的方法，该废热锅炉在连接孔处与该高温冶金炉的炉空间流
体连通，如独立权利要求1的前序部分所限定。
本发明还涉及一种用于处理从高温冶金炉的炉空间流入废热锅炉
的工艺气体的装置，该废热炉在连接孔处与该高温冶金炉的炉空间流
体连通，如独立权利要求10的前序部分所限定。
高温冶金炉在本文上下文中表示例如高温冶金炉、悬浮熔炼炉、
顶浸没式喷枪炉即TSL炉或者电炉，但不排除其他类型。
为了从含有所述材料的硫化物原料中，例如从矿石或精矿中回收
金属例如铜、镍或铅，可以应用悬浮熔炼方法，其中利用了磨细的硫
化物原料中所含的热量。在这种悬浮熔炼方法中，将硫化物原料和含
氧气体例如空气、富含氧气的空气或氧气供入悬浮熔炼炉的反应轴中。
另外，例如将悬浮熔炼炉的工艺气体中回收和再循环的烟道尘，以及
冶金炉渣形成剂，焊剂另外供入悬浮熔炼炉的反应轴中。在悬浮熔炼
炉的反应轴中，固态和气态进料彼此反应，以使得在悬浮熔炼炉的底
部中，即在沉降器中，形成了至少两种熔融相：炉渣相和含有要回收
的金属的锍相。定期从悬浮熔炼炉中除去在悬浮熔炼炉底部中形成的
熔融相。将在悬浮熔炼炉的反应轴中产生的含二氧化硫的工艺气体经
由沉降器送到悬浮熔炼炉的吸入轴，并且从吸入轴进一步送到连接于
悬浮熔炼炉的废热锅炉中，在废热锅炉中，将来自于悬浮熔炼炉的工
艺气体冷却，同时除去气体中所含的固体，即烟道尘。
当悬浮熔炼炉工艺气体从悬浮熔炼炉的吸入轴转移到废热锅炉
时，气体的流动方向从基本上竖直的方向变为基本上水平的方向。此
外，因为吸入轴与废热锅炉之间的连接孔的流动区域制造得显著小于
吸入轴以减少悬浮熔炼炉的热损失，所以无法避免带有二氧化硫的工
艺气体与悬浮熔炼炉壁的接触。此外，因为工艺气体的温度朝着悬浮
熔炼炉吸入轴的顶部下降，所以工艺气体中所含的熔融颗粒开始凝固，
并且当接触吸入轴壁时，它们粘附到壁上，特别是在吸入轴与废热锅
炉之间的连接孔附近。因此，在连接孔附近，存在着聚集的灰尘堆积
物或积聚物，其阻碍了工艺气体的流动，因此必须破坏掉。除去这种
积聚物会是危险的，并且需要停机。
公开文献WO02/01131提出了一种设备，用于机械破坏和分离由
工艺气体产生，并且聚集在悬浮熔炼炉和/或永久连接到悬浮熔炼炉的
废热锅炉的内壁上的灰尘堆积物。在该已知解决方案中，在悬浮熔炼
炉和/或废热锅炉壁的外表面上，在悬浮熔炼炉与废热锅炉的连接点附
近，安装着至少一个撞击器装置，由此可以在该设备和至少一个灰尘
堆积物之间产生机械冲击效果和机械接触。
公开文献US6,228,144提出了一种在闪速熔炼炉中运行废热锅炉
的方法。在铜闪速熔炼工作中，防止了灰尘的强制氧化，减少了灰尘
到锅炉水管的粘附，并且改进了在线比和生产率指数。WHB辐射区
出口的温度显著降低，并且通过在铜闪速熔炼工作中将氮气和空气的
混合气从设置在壁中的进料孔吹入闪速熔炼炉的废热锅炉的锅炉辐射
区，来控制WHB辐射区内的气氛。
发明目的
本发明的目的是提供一种方法和装置，用于处理从高温冶金炉的
炉空间流入废热锅炉的工艺气体，该废热锅炉在开口处与高温冶金炉
的炉空间流体连通，目的是防止高温冶金炉炉空间与废热锅炉之间的
连接孔中积聚物的形成，或者至少使之最小化。
发明概述
本发明的方法特征在于独立权利要求1的限定。
该方法的优选实施方案在从属权利要求2-9中限定。
本发明的装置相应地特征在于独立权利要求10的限定。
该装置的优选实施方案在从属权利要求11-18中限定。
本发明基于在高温冶金炉的炉空间与废热锅炉之间的连接孔区域
提供吹气装置，用于将气体吹入从该高温冶金炉的炉空间流入废热锅
炉的工艺气体中，和基于用该吹气装置将气体吹入从该高温冶金炉的
炉空间流入废热锅炉的工艺气体中。
本发明提供了几个优点。特别是在悬浮熔炼炉中，防止了或者至
少减少了在悬浮熔炼炉的吸入轴与废热锅炉之间的连接孔中积聚物的
形成，因为该气体在该工艺气体中灰尘颗粒碰撞连接孔表面和开始形
成积聚物之前，快速冷却或熄灭了燃烧的灰尘颗粒。例如，精矿的不
均匀燃烧，悬浮熔炼方法中进料的进料扰动或者物理或化学性质的改
变会导致在穿过废热锅炉的全部路线中精矿的延迟燃烧。
特别是在悬浮熔炼炉中，气体还可以用于冲洗悬浮熔炼炉的吸入
轴与废热锅炉之间的连接孔的下部，并且将它保持洁净防止积聚，由
此改进了用于对悬浮熔炼炉的吸入轴与废热锅炉之间的连接孔进行临
时封闭的减震器的安装。
特别是在悬浮熔炼炉中，来自悬浮熔炼炉吸入轴废气的工艺气体
中的烟道尘必须硫酸盐化，以实现该灰尘良好的流动能力。供入连接
孔区域中的气体也可以用于通过将硫酸盐化气体与工艺气体混合，以
对工艺气体中的颗粒进行硫酸盐化。使用该装置，可以消除或减少废
热锅炉中硫酸盐化空气喷嘴的数量。氧化物或硫化物灰尘与来自于硫
酸盐化气体的SO3和/或与SO2和氧一起反应，并且形成金属硫酸盐。
附图列表
以下将参考附图来更详细地描述本发明，其中
图1是一个装置的示意性侧视图，其包括悬浮熔炼炉和废热锅炉，
该废热锅炉在悬浮熔炼炉的吸入轴与废热锅炉之间的开口处连接到悬
浮熔炼炉的吸入轴，并且其中开口区域具有吹气装置，
图2显示了根据一个实施方案的吹气装置，
图3是一个装置的示意性侧视图，其包括顶浸没式喷枪炉和废热
锅炉，该废热锅炉在顶浸没式喷枪炉与废热锅炉之间的开口处连接到
顶浸没式喷枪炉，并且其中开口区域具有吹气装置，和
图4是一个装置的示意性侧视图，其包括电炉和废热锅炉，该废
热锅炉在电炉与废热锅炉之间的开口处连接到该电炉，并且其中开口
区域具有吹气装置。
具体实施方式
本发明涉及一种方法和装置，用于处理从高温冶金炉1的炉空间
流入废热锅炉的工艺气体，该废热锅炉在连接孔处与高温冶金炉1的
炉空间(没有用附图标记标注)流体连通。
用于该方法或该装置的高温冶金炉1可以例如是以下的任一种：
悬浮熔炼炉1a例如闪速熔炼炉或闪速吹风氧化炉，顶浸没式喷枪炉
1b，和电炉1c。
图1显示了一种装置的例子，其包括悬浮熔炼炉1a形式的高温冶
金炉1，和废热锅炉2。悬浮熔炼炉1a包括限定了反应轴空间的反应
轴3，限定了下部炉空间的下部炉4，和限定了吸入轴空间的吸入轴5。
在图1中，高温冶金炉1的炉空间通过悬浮熔炼炉1a的吸入轴5的吸
入轴空间形成。悬浮熔炼炉1a的吸入轴5经由连接孔6与废热锅炉2
流体连接，以使在悬浮熔炼炉1a的悬浮熔炼方法中产生的工艺气体8
可以从悬浮熔炼炉1a的吸入轴5流入废热锅炉2。因为这种悬浮熔炼
炉1a的基本功能原理是现有技术中已知的，例如从公开文献
WO2007/113375，所以这里将不更详细地描述这种悬浮熔炼炉1a和悬
浮熔炼方法的功能原理。
图3显示了一种装置的例子，其包括顶浸没式喷枪炉1b形式的高
温冶金炉1，和废热锅炉2。在图5中，高温冶金炉1的炉空间通过顶
浸没式喷枪炉1b的炉空间(没有用附图标记标注)形成。顶浸没式喷枪
炉1b的炉空间经由连接孔6与废热锅炉2流体连接，以使在顶浸没式
喷枪炉1b的熔炼方法中产生的工艺气体8可以从顶浸没式喷枪炉1b
的炉空间流入废热锅炉2。
图4显示了一种装置的例子，其包括电炉1c形式的高温冶金炉1，
和废热锅炉2。在图6中，电炉1c的炉空间经由连接孔6与废热锅炉
2流体连接，以使在电炉1c的熔炼方法中产生的工艺气体8可以从电
炉1c的炉空间流入废热锅炉2。
首先，将更详细地描述该方法及其一些优选实施方案和变体。
该方法包括提供步骤，用于在高温冶金炉1的炉空间与废热锅炉
2之间的连接孔6的区域，优选连接孔6中，提供吹气装置7，用于将
气体吹入从高温冶金炉1的炉空间流入废热锅炉2的工艺气体8中。
该方法包括吹气步骤，用于使用吹气装置7将气体吹入从高温冶
金炉1的炉空间流入废热锅炉2的工艺气体8中。
该方法优选包括，但不必需，使用以下的至少一种作为吹气步骤
中的气体：空气，富含氮气的空气，富含氧气的空气，和惰性气体例
如氮气或氩气。
该方法的提供步骤优选包括，但不必需，在连接孔6的下部区域
中提供吹气装置7，并且该方法的吹气步骤优选包括，但不必需，将
气体以从工艺气体8下面进入的方式吹入从高温冶金炉1的炉空间流
入废热锅炉2的工艺气体8中。
该方法的提供步骤优选包括，但不必需，在连接孔6的至少一个
侧部区域中提供吹气装置7，并且该方法的吹气步骤优选包括，但不
必需，将气体以从工艺气体8侧面进入的方式吹入从高温冶金炉1的
炉空间流入废热锅炉2的工艺气体8中。
该方法的提供步骤优选包括，但不必需，在连接孔6的上部区域
中提供吹气装置7，并且该方法的吹气步骤优选包括，但不必需，将
气体以从工艺气体8上面进入的方式吹入从高温冶金炉1的炉空间流
入废热锅炉2的工艺气体8中。
该方法的提供步骤优选包括，但不必需，提供具有延伸构造的吹
气装置7和沿着该延伸构造提供几个排气口9，和排列该吹气装置7
以在从高温冶金炉1的炉空间流入废热锅炉2的工艺气体8流动的横
向上延伸。吹气装置7可以例如具有多个排气口9。
在该方法的高温冶金炉1是悬浮熔炼炉1a的情况中，该方法可以
包括基于计算的工艺气体8所需的硫酸盐化，来调整吹入从悬浮熔炼
炉1a的吸入轴5流入废热锅炉2的工艺气体8中的气体的量。
在该方法的高温冶金炉1是悬浮熔炼炉1a的情况中，该方法可以
包括基于测量的工艺气体8中残留的氧含量，来调整吹入从悬浮熔炼
炉1a的吸入轴5流入废热锅炉2的工艺气体8中的气体的量。
该方法的提供步骤优选包括，但不必需，至少部分地在高温冶金
炉1；1a；1b；1c的炉空间与废热锅炉2之间的连接孔6中提供吹气
装置7。
该方法的吹气步骤优选包括，但不必需，在吹气步骤中用吹气装
置7将气体吹入高温冶金炉1；1a；1b；1c的炉空间与废热锅炉2之
间的连接孔6中。
该方法的吹气步骤优选包括，但不必需，在高温冶金炉1；1a；
1b；1c的炉空间与废热锅炉2之间的连接孔6中，用吹气装置7将吹
气步骤气体吹入从高温冶金炉1；1a；1b；1c的炉空间流入废热锅炉
2的工艺气体8中。
该方法的吹气步骤优选包括，但不必需，在高温冶金炉1；1a；
1b；1c的炉空间与废热锅炉2之间的连接孔6中，用吹气装置7将吹
气步骤气体从下面吹入从高温冶金炉1；1a；1b；1c的炉空间流入废
热锅炉2的工艺气体8中。
以下将更详细地描述装置的一些优选实施方案和该装置的变体。
在该装置中，在高温冶金炉1的炉空间与废热锅炉2之间的连接
孔6区域具有吹气装置7，用于将气体吹入从高温冶金炉1的炉空间
流入废热锅炉2的工艺气体8中。
该吹气装置7优选但不必需，经配置来吹空气，富含氮气的空气，
富含氧气的空气，和惰性气体例如氮气或氩气中的至少一种。
吹气装置7优选但不必需，提供在连接孔6的下部区域中，并且
提供在连接孔6下部区域中的吹气装置7优选但不必需，经配置来将
气体以从工艺气体8下面进入的方式，吹入从高温冶金炉1的炉空间
流入废热锅炉2的工艺气体8中。
吹气装置7优选但不必需，提供在连接孔6的至少一个侧面区域
中，并且提供在连接孔6侧面区域中的吹气装置7优选但不必需，经
配置来将气体以从工艺气体8侧面进入的方式，吹入从高温冶金炉1
的炉空间流入废热锅炉2的工艺气体8中。
吹气装置7优选但不必需，提供在连接孔6的上部区域中，并且
提供在连接孔6上部区域中的吹气装置7优选但不必需，经配置来将
气体以从工艺气体8上部进入的方式，吹入从高温冶金炉1的炉空间
流入废热锅炉2的工艺气体8中。
如图2-4所示，吹气装置7可以具有延伸构造，并且沿着该延伸
构造提供了几个排气口，并且吹气装置7可以在从高温冶金炉1的炉
空间流入废热锅炉2的工艺气体8流动的横向上延伸。吹气装置7可
以例如具有多个排气口。
在该装置的高温冶金炉1是悬浮熔炼炉1a的情况中，该装置可以
经配置以基于计算的所需硫化，来调整吹入从高温冶金炉1的炉空间
流入废热锅炉2的工艺气体8中的气体的量。
在该装置的高温冶金炉1是悬浮熔炼炉1a的情况中，该装置可以
经配置以基于测量的工艺气体8中残留的氧含量，来调整吹入从高温
冶金炉1的炉空间流入废热锅炉2的工艺气体8中的气体的量。
吹气装置7优选但不必需，至少部分地提供在高温冶金炉1；1a；
1b；1c的炉空间与废热锅炉2之间的连接孔6中。
吹气装置7优选但不必需，经配置以将气体吹入高温冶金炉1；
1a；1b；1c的炉空间与废热锅炉2之间的连接孔6中。
吹气装置7优选但不必需，经配置以在高温冶金炉1；1a；1b；
1c的炉空间与废热锅炉2之间的连接孔6中，将气体吹入从高温冶金
炉1；1a；1b；1c的炉空间流入废热锅炉2的工艺气体8中。
吹气装置7优选但不必需，经配置以在高温冶金炉1；1a；1b；
1c的炉空间与废热锅炉2之间的连接孔6中，将气体从下面吹入从高
温冶金炉1；1a；1b；1c的炉空间流入废热锅炉2的工艺气体8中。
对本领域技术人员来说，很显然随着技术的进步，本发明的基本
理念可以通过不同的方式来执行。本发明和它的实施方案因此不限于
上面的实施例，而是它们可以在权利要求书的范围内变化。