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有色金属熔池熔炼工艺的关键节能技术

发布时间:2016-09-08

来源:昆明理工大学

 

有色金属熔池熔炼适用于有色金属原料熔化、硫化、氧化、还原、造锍和烟化等冶金过程。目前熔池熔炼过程强化技术存在溶体搅拌不均匀导致炉渣中有价金属含量偏高,高温下强烈搅拌导致炉寿较短,强化过程控制缺乏理论指导及评价方法等问题。本课题组从上世纪九十年代至今的20余年来,持续深入研究了熔池熔炼炉窑内部复杂的燃烧、传热、动量传递与化学反应的强化过程,取得了以下主要创新成果:

1、率先提出了冶金炉窑最低燃耗供热法则和最低燃耗供热模型,以此为依据创造性地构建了基于最低燃耗供热法则的有色冶金炉窑供热过程强化理论模型,以及熔炼炉热过程计算模型,为有色金属熔池熔炼炉富氧旋流搅拌供热技术提供了理论支撑。

2、发明了熔池熔炼炉强化动量传递的富氧旋流搅拌供热技术,包括全氧顶吹熔池熔炼超音速旋转射流强化搅拌供热技术、富氧顶吹熔池熔炼旋流强化搅拌供热技术和富氧侧吹熔池熔炼泉涌强化搅拌供热技术。该技术的应用提高了熔炼炉生产效率和产能,使生产过程基本实现自热熔炼,节省了燃料。

3、率先建立了冶金炉窑多相体系混合效果评价理论,并发明了基于贝蒂数、混沌理论和图像处理方法的多相体系混合均匀性评价技术,包括熔池强化搅拌混合均匀性评价技术以及燃烧过程不稳定性评价技术。该技术的应用提高了熔池熔炼搅拌的均匀性及炉内燃烧效率,降低了渣中金属含量,提高了冶炼工序的金属回收率。

本成果获授权发明专利7项、实用新型专利2项,出版专著1部。培养博士后1人,博士11人,硕士35人。核心技术发明在熔炼炉上的应用实现了节能8%以上,延长炉寿120%以上,整体技术经济指标达到了国外同类技术的先进水平。

创新成果分别应用于云铜及金川公司,产业化实施三年(2012-2014年),仅节能减排累计取得直接经济效益1.2亿元,节能3.329万tce,SO2减排4.9万吨。

本项目符合我国冶金行业低碳可持续发展的需要,是有色金属熔池熔炼工艺的关键节能技术发明,对促进有色冶金行业的技术进步具有重要意义。


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