年产15万吨冰铜的转炉车间设计教材

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1、昆明冶金高等专科学校 毕业设计说明书 学 号：0900000350 姓 名：钟兴云 班 级：冶金0924班 指导教师：刘自力 设计时间：2011年11月28日至2012年1月6日昆明冶金高等专科学校毕业设计任务书冶金材料 学院 冶金技术 专业 冶金0924 班学生姓名 钟兴云 学号 0900000350 毕业设计题目：年产15万吨冰铜的转炉车间设计一、毕业设计内容 本设计是根据年产15万吨冰铜转炉吹炼车间设计要求出发，主要论述了铜冶金的基本情况，然后从厂址选择，转炉吹炼工艺，物料平衡计算，转炉设备操作与绘制，设备的连接与绘制的内容出发，进一步叙述了铜锍吹炼这个环节的整体过程。二、毕业设计的进程

2、安排序号设计各阶段名称所需时间（周）1文献资料的查询，收集，整理1周2设计说明书编写 1周3设计计算1周4 设备结构图绘制 1周三、主要参考文献重有色金属冶炼设计手册铜卷 冶金工业出版社现代铜冶金学 冶金工业出版社铜铅锌冶炼设计参考资料 冶金工业出版社有色冶金工厂设计基础 中南大学出版社有点冶金炉设计手册 冶金工业出版社有色冶金炉设计与计算 冶金工业出版社重有色冶金炉设计参考资料 冶金工业出版社完成时间：2011年11月28日至2012年01月06日指导教师：（签字）： 目 录 前言1 绪论1 1.1 铜的性质、用途.1 1.2 铜资源的概况2 1.3 铜冶金现状及发展3 1.4 铜在国民经济

3、中的地位42 铜锍转炉吹原料及辅助原材料5 2.1 冰铜5 2.2 冷料5 2.3 石英溶剂63 铜锍转炉吹炼7 3.1 概述7 3.2 吹炼的基本原理12 3.3 转炉吹炼产物13 3.4 其他铜锍吹炼方法144 铜锍转炉吹炼厂址选择与车间设计论证15 4.1 铜锍转炉吹炼厂址选择15 4.2 吹炼车间设计165 铜锍吹炼设备的选择与论证17 5.1 P-S转炉选择及介绍17 5.2 P-S转炉设备的操作19 5.3 其他吹炼炉216 冰铜转炉吹炼主要技术条件24 6.1 温度24 6.2 风压27 6.3 冰铜转炉吹炼主要技术经济指标287 铜锍转炉吹炼冶金计算29 7.1 铜锍转炉吹炼物

4、料平衡计算29 7.2 铜锍转炉吹炼热平衡计算31 7.3 铜锍转炉设备计算368 铜锍转炉吹炼车间环境保护37 8.1 铜锍转炉吹炼炉渣及处理37 8.2 铜锍吹炼烟尘和烟气机处理37 结论 总结与体会谢辞参考文献摘要铜锍是铜冶金生产的中间产物，是生产粗铜的原料，又名冰铜。铜锍吹炼过程是火法冶炼生产粗铜的最后一道工序。除了脱铁脱硫外，还通过造渣和挥发，进一步降低铜锍中的其他有害杂质，以防止减少这些杂质进入粗铜。再就是使贵金属（金、银及铂族元素）和镍等有价金属尽量富集于粗铜之中，以便在后来的电解精炼中国以回收。现在吹炼铜锍的方法很多，有卧式转炉、虹吸式（霍博肯）转炉、连续吹炼炉。当今世界铜冶金

5、是一个发展的趋势，随着国民经济的发展，対铜的需求量逐渐增加，本设计通过卧式转炉吹炼，从车间的布置、物料衡算、工艺选择与论证到转炉结构图的绘制的过程。关键词铜锍 转炉 吹炼 冶金前 言现代铜冶金是一个很热门的行业，我国的铜资源丰富，并拥有先进的技术。据统计，2010年中国铜消费量达到713万吨，环比增加11.7%，占全球消费的比重达38.6%，未来依然要重点关注。有色冶金是一个很大的行业，各种金属的冶炼有不同的方法。而对于铜冶金是一个很复杂的过程。有色冶金中，转炉用于吹炼铜锍成粗铜，采用的大多数是卧式转炉，有很高的处理量，反应速度快，氧利用率高，可自热熔炼，并处理大量冷料，是铜冶必不可少的关键设

6、备。本设计根据卧式转炉吹炼，从铜的概述，进一步论述了转炉工艺，转炉吹炼物料平衡与热平衡计算，厂址选择，车间布置，转炉设备的选择与论证，最后绘制转炉炉型图。并把各设备连接起来，组成一个整体。卧式转炉吹炼是利用硫化亚铁比硫化亚铜易于氧化的特点，在卧式转炉中，往熔融的冰铜中鼓入空气，使硫化亚铁氧化成氧化亚铁,并与加入的石英熔剂造渣除去,同时部分脱除其他杂质，而后继续鼓风，使硫化亚铜中的硫氧化进入烟气，得到含铜9899的粗铜，贵金属也进入粗铜中。本设计分作8章，依次叙述了铜的基本情况，铜锍吹炼，车间厂址选择设计，冶金计算，环境要求等。 1 绪论1.1 铜的性质和用途铜是重有色冶金中一个很常见的元素，有

7、着特殊的性质，这也决定了它广泛的用途。1.1.1 铜的性质 铜是紫红色金属，密度8.96克/厘米3,熔点1083.4。其导热性和导电性在所有金属中仅次于银。铜在干燥的空气中不易氧化，但在含有二氧化碳的潮湿空气中，表面易生成一层有毒的碱式碳酸铜（铜绿），这层薄膜能保护铜不再被腐蚀。铜在盐酸和稀硫酸中不易溶解，但能溶于有氧化作用的硝酸和含有氧化剂的盐酸中。铜还能溶于氨水。铜易加工可制成管、棒、线、带以及箔等型材。 铜易与许多元素组成合金，如青铜（铜锡合金）、黄铜（铜锌合金）、白铜（铜镍合金）等等。地壳中铜的含量仅占0.01%，但常形成富集的矿床，便于工作于开采和利用。铜的矿物常见有黄铜矿、斑铜矿和

8、孔雀石。前二者属于硫化铜矿，后者属于氧化铜矿。 铜的用途 铜是人类最早发现和使用的金属之一。铜的化学性质不活泼，在干燥空气和水中无反应；与含有二氧化碳湿空气接触时表面逐渐形成绿色的铜锈。铜在空气中加热时表面形成黑色氧化铜CuO；在氧气不足的情况下，形成红色氧化亚铜Cu2O。化合物中铜的主要氧化态是+1、+2，极少数是+3。在高温和干态时，一价铜化合物是稳定的。莫氏硬度：3 声音在其中的传播速率：（m/S）3810铜密度8.92克/立方厘米。熔点1083.4±0.2，沸点2567。导热和导电性能较好。1.1.2 铜的用途 铜是一种红色金属，同时也是一种绿色金属。说它是绿色金属，主要是因

9、为它耐用，容易再溶化、再冶炼，因而回收利用相当地便宜。 在二十世纪60年代， 铜最大的使用市场是电器和电子市场，约占总数的28%。1997年，这两个市场成为铜消耗的第二大终端用户，拥有25%的股份。在许多电器产品中，（例如：电线、母线、变压器绕组、重型马达、电话线和电话电缆）铜的使用寿命都相当地长，只有经过20到50年以后，里面的铜才可以进行回收利用。其他含铜的电器和电子产品（比如：小型电器和消费电子产品）使用寿命则比较短，一般是5-10年。商业性电子产品和大型电器产品通常要回收的，因为它们除含有铜以外，还有其他珍贵的金属。尽管如此，小型的电子消费产品的回收率还是相当低的，因为它们里面几乎没有

10、多少铜元素。 随着电子领域科学技术的快速发展，一些陈旧的含铜产品越来越过时了。比如，在二十世纪80年代， 电话转换站和中央营业所是铜和铜合金碎屑的主要来源，但是数字转换的出现使得这些笨重的、金属密集的东西变得越来越过时了。 交通设备是铜的第三大市场，约占总数的13%，与二十世纪60年代基本相同。尽管交通的重要性没有改变，但是铜的使用形式却发生了很大的变化。许多年来，自动散热器是这方面最重要的终端用户；然而，铜在自动电器和电子产品中的使用飞速增长，而在热交换器市场中的使用则有所下降。小轿车的平均使用寿命是10-15年，几乎所有的铜（包括散热器和配线）都是在它的整体拆卸和回收前来进行回收的。 工业

11、机器和设备是另外一个主要的应用市场，在当中铜往往有比较长的使用寿命。然而，铜在这一市场中的使用并没有增长，现在只占总使用量的12%，而60年代则是21%。消费产品和一般性产品的相对重要性也从60年代的13%降到70年代的9%。硬币和军火是这方面主要的终端用户。子弹很少回收，一些硬币可以熔化，而还有许多则由收藏者或储蓄者保存，不可以进行回收。1.2 铜资源概况 铜工业是国民经济中的重要行业。在我国现有124 个产业中，有113 个部门使用铜产品，占91%。铜工业和其他行业的关联程度也较高。 世界铜资源主要集中在智利、美国、赞比亚、俄罗斯和秘鲁等国。其中智利是世界上铜资源最丰富的国家，其铜金属储量