Медеплавильщик

КОНВЕРТИРОВАНИЕ МЕДНЫХ ШТЕЙНОВ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В современной «пирометаллургии меди единственным спосо­ бом 'получения черновой меди является конвертирование штей­ нов. Способ этот заключается в том, что жидкий штейн проду­ вают сжатым воздухом, предварительно добавив «кварцевый флюс. В результате железо и часть примесей переходят в шла«к, сера и оставшиеся примеси удаляются с газами, а в «конвертере образуется черновая медь.

Черновую медь затем подвергают огневому и электролитиче­ скому рафинированию.

Продувку штейна осуществляют в специальных агрегатах — конвертерах, имеющих грушевидную (вертикальный) и цилин­ дрическую (горизонтальный) форму. Кожух конвертера склепы­ вают или сваривают из котельного железа и изнутри футеруют огнеупорным кирпичом. По ряду причин (ограниченные разме­ ры, неравномерное погружение фурм в расплав, «пониженный коэффициент использования воздуха, меньшее зеркало ванны и др.) вертикальные «конвертеры сохранились в небольшом «ко­ личестве и переработку штейна в основном производят в гори­ зонтальных «конвертерах (рис. 59).

Конвертер установлен на опорных роликах и с помощью при­ водного механизма его можно поворачивать для загрузки штей­ на, кварца, других материалов и для слива шлака и меди. Воздух в конвертер подается через фурмы, расположенные по образую­ щей цилиндра.

Процесс конвертирования подразделяется на два периода. В первом периоде происходит ошлакование железа и обогаще­ ние штейна до так называемого «белого матта», содержащего около 80% Си.

Во втором периоде в конвертер ничего не загружают (кроме медного скрапа) и проводят окисление серы и получение черно­ вой меди.

Конвертерные шлаки в основном представляют собой сили­ каты закиси железа. В зависимости от стадии процесса состав шлаков, меняется, %:

Состав конвертерного шлака зависит от: 1) стадии процес­ са; 2) температуры в конвертере; 3) содержания меди в штей­ не; 4) качества флюса и сцособа введения его в конвертер;

5)способа работы на конвертерах.

Практические пределы содержания Si02 в шлаках 18—27%,

требуют расхода воздуха 320—350 м3/мин, а размером 3,96Х Х9,14 м — 650 м3/мин.

Для определения состава штейна «можно пользоваться диаг­ раммой, представленной на рис. 62. Если, например, содержа­

Поведение отдельных примесей в процессе конвертирования следующее:

1)сульфид никеля окис­ ляется до NiO и в основном переходит в шлак во втором периоде; в черновой меди никеля остается до 0,7%;

2)'сульфид цинка окис­ ляется до ZnO, которая час­

тично (переходит в шлак, ча­ стично улетучивается с газа­ ми; «содержание цинка в тонких конвертерных пылях достигает 50%;

3) сульфид свинца окис­ ляется до РЬО и в основном улетучивается с газами;

4)большая часть мышь­ яка и сурьмы улетучивается,

ив черновой меди содержа­ ние ш не превышает 0,1%;

5)золото и серебро практически полностью пе­

реходят в черновую медь.

КОНСТРУКЦИЯ КОНВЕРТЕРОВ

Основные данные об ус­ тановленных на медепла­ вильных заводах конверте­ рах приведены в табл. 27.

Кожух конвертера (бочка) делают из листав котельного железа толщиной 25—32 мм, торцы — из листов железа толщи­ ной 19—25 мм. Торцы телескопически вставляются в бочку и удерживаются двутавровыми балками на болтах. На кожух на­ деты два стальных бандажа, опирающихся на четыре пары ро-

8* И7

ликов. Ролики закреплены в рамах, установленных на салазках. Конвертер стоит на двух железобетонных фундаментах. Рас­ стояние от пола цеха до бочки конвертера позволяет устанав­

ливать ПОД НИМ 'КОВШ.

Привод конвертера состоит из большой венцовой шестерни, надеваемой на кожух, малой цилиндрической шестерни, редук­ тора, мотора переменного тока с электромагнитным тормозом и мотора постоянного тока на случай аварийного поворота кон­ вертера при внезапном отключении электроэнергии или прекра­ щении подачи воздуха (включается автоматически). Скорость вращения конвертера 0,39—0,635 об/мин, т. е. он может быть повернут на полную окружность за 1,5—2,5 мин.

В середине кожуха, под небольшим углом к вертикальной оси конвертера, прорезано отверстие, над которым устанавлива­ ется горловина. Через горловину производят загрузку конверте­ ра, слив шлака и меди, отвод газов. Горловину отливают из чу-

Рис. 63. Водоохлаждаемый нашыльник:

1 — боковые кессоны напыльника; 2 — колонна цеха; 3 — конвертер; 4 — стойка

гуна и она состоит из нескольких частей, скрепляемых болтами. К кожуху горловина крепится также болтами.

Сверху над конвертером подвешивается напильник, перекры­ вающий горловину. Конструкция напыльника должна обеспечи­ вать полное удаление газов и минимальное попадание их в цех. В то же время напыльник должен обладать повышенной стой­ костью, так как он работает в условиях воздействия высокой тем­ пературы и агрессивных газов. В этих условиях хорошо оправ­ дывает себя конструкция герметичного напыльника с водяным охлаждением (рис. 63).

Такой напыльник собирают из отдельных секций— кессонов и подвешивают к несущим конструкциям цеха. Между передней •стенкой на(пыльника и горловиной устанавливают подвижную охлаждаемую заслонку. Кессоны имеют толщину внутренней стенки 10 мм, наружной 5 мм, внутреннее сечение 50' X 600 мм с разбивкой на три канала сечением 50 X 200 мм каждый. Ско­ рость воды в кессонах 0,2 м/сек, избыточное давление около 1 ат, разница температур .поступающей и выходящей воды 4—10 град,

Рис. 64. Фурма конвертера конструкции инж. С. М. Попова:

1 — кольцевой клапан со спиральной пружиной; 2 — втулка; 3 — шарик; 4 — кор­ пус фурмы; 5 — стакан

Более простая конструкция герметичного напыльника пред­ ставляет собой обычный напыльник из неохлаждаемых чугун­ ных плит, передняя стенка которого в нижней части выполнена в виде катучей дверки. Эта дверка при загрузке конвертера по специальным направляющим отводится вверх, в рабочем поло­ жении дверка полностью и достаточно плотно перекрывает гор­ ловину конвертера.

Одна из ответственных деталей конвертера-фуриш, через ко­ торые подводится воздух. Фурмы установлены в ряд по обра­ зующей кожуха и снабжены шариковым и кольцевым клапа­ нами (рис. 64). Шариковый клапан препятствует выходу возду­ ха из фурмы в рабочем положении, кольцевой — в момент про­ чистки фурмы. Фурмы соединяются с воздушным коллектором гибкими рукавами. Для более равномерного распределения воздуха по фурмам воздушный коллектор сделан из двух труб, соединенных {/-образным коленом.