1、课 程 设 计 说 明 书题 目： 3万吨/年铜精炼天然气反射炉设计 学 院： 能源科学与工程学院 指导老师： 艾 元 方 专业班级： 热动0806 姓 名： 胡菁菁 学 号： 1003080606 2011年9月10日课程设计任务书课程设计题目：3万吨/年铜精炼天然气反射炉设计课程设计起止时间：2011.8.28-2011.9.10指导教师：艾元方 副教授学生姓名：胡菁菁课程设计要求：1. 设计参数年处理粗铜：3万吨，粗铜品位99.2%，全部为冷料燃料：天然气，成分为（%）：CH4 96.35，C2H4 0.41，CO 0.10，H2 0.47，CO2 0.21，N2 2.46，其中水分忽略
2、不计。2. 设计内容装料量计算；燃料燃烧计算；炉子初步热平衡计算及燃料消耗量；炉子主要尺寸；炉子砌体和工作门孔；最终热平衡及燃料消耗量核算；主要结构参数及工作指标验算；炉子主要结构参数及技术性能表设计说明书：25页（A4）左右3. 图纸要求铜精炼反射炉总图，1#，CAD4. 课程设计进度安排第一阶段调研收集资料第二阶段设计计算第三阶段数据整理与结果分析，绘制工程图纸第四阶段设计说明书第一稿第五阶段设计说明书第二稿第六阶段答辩准备、答辩、答辩成绩评定5. 参考文献1有色冶金炉设计手册编委会. 有色冶金炉设计手册 M. 北京: 冶金工业出版社, 20002 韩昭沧.燃料及燃烧（第二版）北京：冶金工
3、业出版社,2007iv目 录第1章 设计条件.1第2章 炉子结构22.1 反射炉的炉型22.2 炉膛基本尺寸的确定22.2.1 炉床面积F床22.2.2 炉膛长度L和宽度B32.2.3 炉膛高度H42.3 反射炉炉体结构82.3.1 炉基82.3.2 炉底92.3.3 炉墙102.3.4 炉顶102.3.5 其他装置112.4 筑炉要求122.4.1 砌砖方法122.4.2 砖缝122.4.3 膨胀缝122.4.4 砌筑尺寸允许误差122.5 烘炉曲线132.6 砌筑炉体耐火材料的估算14第3章 炉子供热163.1 反射炉使用的燃料163.1.1 反射炉使用燃料的种类163.1.2 反射炉燃料
4、消耗的确定163.1.3 反射炉对燃料的要求163.1.4 助燃空气173.2 燃料燃烧计算173.3.1 炉子装料量的计算183.3.2 燃料燃烧计算193.3.3 炉子初步热平衡计算及燃料消耗量21第4章 炉子送风和排烟234.1 送风系统234.1.1 风管直径234.1.2 风管的布置234.1.3 气流阻力234.1.4 风机的选择234.2 排烟系统243.2.1 排烟口的位置及断面尺寸243.2.2 烟道系统243.2.3 烟囱的设计计算25第5章 炉子性能核算275.1 最终热平衡及燃料消耗量核算275.2 主要结构参数及工作指标的验算295.3 炉子主要结构参数及技术性能表3
5、0参考文献31第1章 设计条件1、粗铜品位：99.2%，全部冷料。2、燃料为天然气，其成分（%）：CH4 96.35,C2H4 0.41，CO 0.10，H2 0.47，CO2 0.21，N2 2.46,(水分忽略不计)3、实回收率：98%。4、炉龄和修炉时间，根据工厂生产实践，确定如下参数：（1） 中修炉龄为300炉；（2） 一次大修期间的中修次数为8次；（3） 一次中修时间（拆炉、修炉、烤炉合计时间）为20d；（4） 一次大修时间（拆炉、修炉、烤炉合计时间）为45d；（5） 每炉作业时间为14.5h，各期分配如下：周期 加料 熔化 氧化 还原 浇铸 合计时间/h 4.5 4.0 0.83
6、1.0 4.17 14.5（6） 一年内临时停炉次数：101第2章 炉子结构反射炉在有色冶炼中应用十分广泛。铜、镍、锑精矿或焙烧矿的熔炼，铜、铅、锑等金属的精炼，以及金属的熔化铸锭等生产过程，一般都采用反射炉。生产工艺不同，反射炉分为连续作业的和周期作业的两类。2.1 反射炉的炉型炉型即炉膛内部的形状。反射炉的炉型为卧式长方形空间。确定反射炉的炉型时必须根据生产工艺过程、炉温制度及炉气、溶体运动等情况进行综合考虑。反射炉的纵断面形状及其特点和应用见表1。表1 反射炉不同纵断面形状、特点和应用纵断面形状特点应用炉顶平直，炉气对炉顶冲刷作用小。多用于铜精矿或熔砂的冰铜熔炼。炉尾炉顶倾斜下压，有利于
7、传热及炉压的分布。多用于炉气含尘量少及要求炉温分布均匀固体燃料供热，炉顶前端为驼峰。用于炼锑及处理铅浮渣。反射炉水平断面型式平面图如图1所示。a b图1 反射炉水平断面形状示意图根据设计要求，这里我们选择第二种纵断面形状和b类水平断面形状。2.2 炉膛基本尺寸的确定反射炉炉膛基本尺寸包括炉床面积、炉膛的长度、宽度和高度。这些尺寸，有的是根据生产实践经验数据选用的，有的是通过理论计算的。2.2.1 炉床面积F床粗铜反射炉炉床面积一般为200250m2，最大350m2。反射炉炉床面积F床按下式计算：F床 (1)式中：F床炉床面积，m2；A炉子日处理量，t/d；a炉子单位生产率，即床能力，t/(m2
8、d)。反射炉的床能力a与炉子结构、原料、燃料性质及操作技术水平有关。它可根据经验系数或工业实验结果而定。周期作业反射炉的单位生产率a见表2，铜熔炼反射炉的床能力见表3。表2 周期作业反射炉单位生产率a炉子用途炉料种类一般指标先进指标操作炉时/h炉-1床能力/ t( m2d) -1操作炉时/h炉-1床能力/ t( m2d) -1炼锡锡精矿8100.81.281.41.8炼铋铋精矿16181.01.5161.8炼锑粉状氧化锑721000.590.62720.62处理铅浮渣块状铅浮渣1418约412.756粗铜火冷铜锭121457129法精炼液体粗铜1112798101011表3 铜炼反射炉床能力炉
9、料种类床能力/ t( m2d) -1一般最高*熔炼铜精矿或铜镍精矿2.64.556.7熔炼铜及铜镍的焙烧矿4.579熔炼氧化铜离析矿（粗铜）1.11.3注：*采用富氧鼓风，若炉顶安装燃烧器分散供热，床能力可进一步提高。根据已知条件，此次设计按公式并参照有色冶金炉设计手册，取a=6 t/(m2d)：F床2.2.2 炉膛长度L和宽度B确定反射炉炉膛长度L应考虑炉子生产工艺特点、燃料的种类及其燃烧方法等因素，一般取经验数据。周期作业、固体燃料室供热的反射炉炉膛长度一般不超过8m，有料坡熔炼的反射炉炉长一般在2835m。反射炉炉膛宽度B可按下式计算：L= (2)式中：L炉膛长度，m；F床炉床面积，m2
10、n炉膛长宽比，一般为1.73.5，根据采用的燃料和燃烧方式确定；形状系数，实际面积与矩形面积的比值，一般为0.80.9m。目前，大型反射炉炉膛宽度趋向增大，使炉子热量集中，以提高炉子生产率，有料坡熔炼的反射炉炉膛宽度一般为711.5m。反射炉炉膛长宽比L/B可大体反映炉温分布、操作条件及炉体辅助设备的配备条件等方面的特点。固体燃料供热的反射炉长宽比L/B约为22.5左右，火矩式燃烧供热的反射炉长宽比为2.53.7左右。确定炉膛宽度还应满足安装燃烧器所需宽度，安装端烧咀需要的炉膛宽度可按下式计算。 B= （3）式中：B要求的炉膛宽度，m；F床炉床面积，m2；L炉膛长度，m；形状系数，实际面积与
11、矩形面积的比值，一般为0.80.9m表4为燃烧粉煤的冰铜反射炉炉膛宽度（根据安装燃烧器的需要）。表4 粉煤燃烧反射炉炉膛宽度厂别燃烧器外径/mm燃烧器中心距S/mm燃烧器个数n/个侧燃烧咀中心线离侧墙距离d/mm炉膛宽度B/mm16208706187581002720902.5520857800按公式，考虑到本路用机械加料，允许宽度较大，本次设计选取n=2.5（一般为2.23.0），并取=0.9：取L=7.8m则 B= 取B=3.2 m2.2.3 炉膛高度Hbh1h2 h3h4冰铜反射炉炉膛高度（有料坡的）的组成如图2所示。图2 冰铜反射炉高度组成H=h1+h2+h3+h4 m （4）式中 H
12、炉膛高，m，一般为3.54.5mh1炉顶拱顶高，m；炉顶中心角一般为5060，其拱高：B梯形吊挂炉顶h1=0.1B；h2料坡至拱脚高，m；熔炼精矿h2为0.20.4m，熔炼焙烧h2为0.30.5m；h3料坡高，m，可按正式计算： （5） 其中：B炉膛宽，m；b熔化裸露表面的宽度，一般为B的4050%；实际中b一般为34.5m；料坡角，一般为炉料的自然堆角，生精矿为4045；h4熔池的深度，m。一般为0.81.2m，大型冰铜反射炉为1.2m，生产粗铜的反射炉为0.50.6m。确定熔池深度时，应考虑以下问题：底层金属熔点高时，要求过热温度高，则熔池深度不能太厚，否则反之；对于精炼炉，若金属中含杂质
13、较多时，则溶池可浅些，以利氧化操作。一般铜阳极炉（粗铜火法精炼）的熔池深度，根据炉子容量的大小，一般为0.450.95m；锡、锑、铋反射炉熔池深度为0.30.5m。周期作业的反射炉炉膛的高度包括熔池深度和炉气空间的高度，它们可进行理论或选择经验数据。国内某些厂反射炉主要尺寸见表5、表6及表7。表5 国内连续作业熔炼反射的主要尺寸厂 名白银大冶石录炉子用途造冰铜造冰铜炼粗铜炉床面积/m221021753外形尺寸/mm长(L)313153131515400宽(B)395092505160高(H)585060674317炉 膛 尺 寸 /mm长(L)295902993514020宽(B)780081
14、004000高(H)427041003354净 高307029002754炉项拱高h18501140斜坡至拱脚h2405200400料坡高h313001600130015001000最大熔池深h412001200500600炉顶中心角4910623062排烟断面493025004500291016302134表6 国内铜精矿反射炉的主要尺寸厂 名白银上冶株冶武冶广州扎延厂炉膛面积/m22019.4137.56装入量/t13514090553020外形/mm：LBH100156060389090604000480075903590355080003000580024802800炉膛/mm：LB7
15、600307072703000560025004600190044501500净高/mm133011401015990熔池深/mm950680600500640炉顶中心角4536525036炉顶拱高/mm320250315210120反拱中心角2930181245504932反拱拱高/mm250180250210240排烟口断面/mm10001350550120060010008001000800600表7 国内周期作业熔炼反射炉主要尺寸厂 名云锡广冶株冶锡矿山炉子用途炼锡炼锡炼铋处理铅浮渣炼锑炉床面积/m23518109.611外形尺寸/mm长(L)150001122081808548840
16、0宽(B)47003670330029843210高(H)27002320136021901695炉膛尺寸/mm长(L)127208000489042004540宽(B)34702750284022802400高(H)1490138011371830846净空高800548346炉项拱高400300240318140拱顶中心角48192455226反拱中心角333860476熔池深300400400410600500排烟口断面10001200120527501001001201403孔1401402孔还有一种算法，本设计采取此种方法，按公式得：（1） 熔池深度（）熔池平均深度（），按照公式并取
17、产渣率为1.5%：=0.47取炉底反拱平均中心角=27.5，最大熔池深度为：=0.5152取=0.6 m实际上，炉底各横截面积反拱中心角不同，深度不一，并考虑到全部加冷料及加料机操作方便，宜将熔池适当加深。（2）炉膛净空高度（）按公式计算如下：其中 （m/h）炉内气体平均温度： =1316取炉气平均流速=8m/s，炉拱顶中心角=45，则：=1.032故h=0.6+1.032=1.632 m，取h=1.7 m2.3 反射炉炉体结构反射炉炉体包括炉基、炉底、炉墙、炉顶及附属设备等。2.3.1 炉基炉基承受炉体的重量15003000t，炉料的重量1000t左右，因此要求炉基能承受一定的压力，并防止受
18、力不均产生裂纹。炉基的长和宽，应大于炉子外形的长和宽，并留有发展的余地。一般炉基的长和宽比炉子外形长和宽大11.5mm。炉基的厚度一般为23m。建筑炉基的材料，应根据炉子大小和炉子工作条件不同确定。常用的材料有混凝土的、钢筋耐热混凝土的、炉渣的和石块的等。炉基内留有孔道和装有下部拉杆及测温装置。2.3.2 炉底反射炉炉底有架空炉底和实炉底两种。架空炉底是在炉基上用钢结构将炉底架空，高度0.35mm，常用于精炼炉等。实底炉是在炉基上直接砌筑炉底，常用于连续作业的炉子，例如粗铜反射炉。炉底的厚度一般为0.61.2m。炉底结构有砖砌的和烧结的两种。砖砌炉底一般采用反拱砌筑，反拱角为2045，铅精炼炉
19、为180，以防止熔体渗透而使砖块上浮。砖砌炉底的材料，由下至上：铸铁板或钢板1050mm（用于架空炉低），石棉板1020mm，粘土砖230或340mm，捣打层60150mm，镁砖或镁铝砖380或460mm。烧结炉底使炉底上部烧结成一个整体。它具有坚固性好、耐侵蚀、使用寿命长等优点。炉底烧结材料有石英的和镁铁的。石英烧结炉底是用石英砂烧结而成，使用时由于耐侵蚀性差，使用寿命短，现已不采用了。镁铁烧结炉底的结构由下至上一般为：铸铁板或钢板1030mm（用于架空炉底），石棉板10mm，石英砂40mm，轻质粘土砖115mm，粘土砖345mm或460mm，镁砖或镁铝砖380mm，镁铁烧结200350mm
20、大型冰铜反射炉可达500mm）。镁铁烧结层各种材料的配比及要求分别见表8和表9。烧结温度为15001600，烧结时间3648小时。表8 镁铁烧结炉底所用材料的配比材 料配 比（%）上层中层下层料坡镁 砂54546852氧化铁粉40402842卤 水6676表9 对镁铁烧结材料的要求原料成 份/%粒 度/mm备 注冶金镁砂MgO78，CaO3.5，H2O0.5粗砂36，中砂13，细砂01使用前烘干120150氧化铁粉FeO+Fe2O395，Fe2O4少，SiO24100150网目烘干，熔点1400卤水密度：130014000kg/LMgCl55%本次设计采用砖墩架空式炉底，架空高度为300mm
21、炉底各层厚度自上而下如下：镁铝砖反拱层 380mm镁砂捣固层 60mm粘土砖层 465mm钢板 15mm2.3.3 炉墙炉墙直接砌在炉基上砌筑炉墙的材料，内衬用镁砖或镁铝（铬）砖，外部用粘土砖。对于本次设计的粗铜反射炉，炉墙内壁采用镁砖，其厚度为350mm；外壁采用粘土砖，厚230mm。炉墙外侧设40mm厚的铸铁护板。2.3.4 炉顶炉顶的形式有拱形炉顶和吊挂炉顶两种。拱形炉顶用于炉膛宽度小于68m的炉子。拱形炉顶使用的耐火材料有硅砖、高铝砖或镁铝砖，其厚度，高温区为480或510mm，低温区为380mm（厚度为一块砖长）。拱顶的曲率半径为炉膛宽度的1.21.3倍。拱形炉顶的结构如图3所示。
22、拱脚梁3焊接在立柱上，炉顶的重力及热应力通过拱脚砖和顶脚梁作用于立柱上。B炉膛宽度；B炉顶跨度；拱顶角；h拱 高；1拱顶；2拱脚砖；3拱脚梁；4炉子侧墙内衬；5绝热层；6绝热散料；7立柱；8上部拉杆图3 拱形炉顶的结构为了提高炉子炉顶的寿命，本设计采用拱形炉底，选用厚300mm的镁铝砖。2.3.5 其他装置（1）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1500mm900mm，人工加料口一般为1200mm600mm。反射炉炉顶加料口示意图1加料装置；2炉顶；3拱脚梁；4炉墙；5窥视孔图4 冰铜反射炉
23、加料装置 （2）出料口 出料口的形式有虹吸式和洞眼式的；正常生产出料口多采用虹吸式，其结构如图6所示。出料口一般设在炉尾的侧墙。生产实践表明，虹吸式出料口易于操作，劳动强度小。洞眼式的出料口如图7所示，洞口尺寸为5565mm），用于停炉时排放炉底的残留物。1炉墙；2铁护板；3独立砖组；4活动铸铁压板；5出铜口；6压板；7楔子；8立柱图5 护板洞眼放侧口结构示意图（3）渣口 渣口一般设在跨炉尾端墙3m左右的侧墙处，距炉底0.61.2m，其断面尺寸为0.40.70.9m。为了抵抗炉渣的侵蚀，渣口周围用镁铬砖砌筑。（4）加固支架 反射炉的加固支架由立柱和上、下拉杆组成，拱形炉顶还有拱脚梁。炉子的加固
24、支架可通过炉体受力计算确定。大型反射炉立柱用45#工字钢，拉杆用30mm园钢，拱脚梁可用大型槽钢，立柱间的中心距为1.21.8m。总结以上，本次设计：1. 炉门：设两个炉门，考虑采用机械从炉门加料，取炉门宽1400mm，高800mm。2. 扒渣口：设两个扒渣口，均位于与炉门相对的侧墙上，其尺寸为400mmx400mm，为便于扒渣，取扒渣口下沿低于加料口下沿132mm，周围均砌镁砖。3. 采用普通铜眼式放铜，其位置设在炉尾端墙中部，洞眼尺寸为30mm。放铜口砖组材质为镁铝砖。2.4 筑炉要求对砌筑炉子的基本要求包括砌砖方法、砖缝、膨胀缝和尺寸允许的误差等。2.4.1 砌砖方法按耐火砖在砌体中的位
25、置不同，砌砖方法分为平砌、侧砌和立砌。炉墙和炉底下部一般采用平砌，炉底上部和跨度较小的炉顶可采用侧砌；熔炼炉炉底上部和跨度较大的炉顶采用立砌。立砌时，同一层砖之间接面积最大，炉体较坚固。根据耐火泥的调制不同，砌砖方法分为干砌和湿砌。镁质耐火砖应采用干砌，其他耐火砖采用湿砌。镁砖干砌时用镁质耐火粉或铁片填充砖缝，或用卤水与镁质耐火粉调制砌筑。2.4.2 砖缝对砖缝大小的要求主要取决于砌体工作条件，在有液态炉渣和金属的地方，砖缝应小，一般要求在12mm以下，炉墙、炉顶要求不超过2mm。2.4.3 膨胀缝为了防止炉体受热膨胀的破坏作用，砌砖时应留有一定的膨胀缝。膨胀缝的大小取决于耐火砖的种类和炉膛的
26、温度。高温炉每米长砌体应留的膨胀缝为：粘土砖的56mm，硅砖的为12mm，镁砖的1214mm。膨胀缝的位置在有炉渣和金属的地方，膨胀缝应均匀分散，即每隔23块砖夹易燃物纸片或木片；炉顶每隔23m集中设置，并用石棉绳填充。2.4.4 砌筑尺寸允许误差砌筑炉体时，其尺寸误差不应超过以下规定值：（1）垂直误差墙每米高 3mm墙全高 15mm基础砖墩每米高 3mm基础砖墩全高 10mm（2）表面平整误差（用2米长的水平靠尺检查）墙面 5mm挂砖墙面 7mm拱脚砖下炉墙上表面 5mm底部 5mm（3）线性尺寸误差矩形或方形炉膛长度、宽度 10mm矩形或方形炉膛对角线长度 15mm圆形炉膛内半径误差：内半
27、径2m 15mm内半径2m 10mm拱和拱跨顶跨度 10mm烟道的高度和宽度 14mm2.5 烘炉曲线冶金炉砌筑好后，在投入生产前，应进行烘烤和加热，使砌体中的水分蒸发，并达到一定的温度后才能正式投入生产。炉子在烘烤和加热前，应制订烘炉和加热曲线，它包括烘炉时间、加热最高温度、升温速度和保温时间等。若烘烤后需要降温的炉子，还要注明降温度的速度和时间。制订烘炉曲线时，应根据炉子的大小和用途、耐火材料的种类和性能、炉子砌筑的质量和砌砖方法、以及筑炉的季节等因素综合考虑。烘烤加热的最高温度为炉子正常工作时的温度。烘炉开始时，在150以下，由于炉体含有大量的水分，故升温速度应慢，应小于1015/h。炉
28、体较厚时，还应进行保温。超过150以后，应根据砌体耐火砖热膨胀性的大小确定升温速度，在150600范围内的升温速度，粘土砖砌体为25100/h，硅砖砌体为2040/h，镁砖砌体为1520/h。超过600以后的升温速度，粘土砖砌体为100250/h，硅砖砌体为50100/h，镁砖砌体为1525/h。图6 精炼反射炉（硅砖炉顶）升温曲线烘炉注意事项：.烘炉以前，对炉子设备进行全面检查，试车合格后方可烘炉。.绘制实际烘炉曲线，对出现的总是应做记录。.根据拉杆受力情况，随时调整漯母。2.6 砌筑炉体耐火材料的估算砌筑炉体火材料的数量，可根据炉子设计所确定砌体的尺寸计算其体积，然后换算为重量。表10为1
29、m3砌体耐火材料的消耗量。表10 每1m3砌体耐火材料的消耗量（包括损耗）砌体部位轻质粘土砖砌体粘土砖砌体高铝砖砌体硅砖砌体镁砖砌体砖量/t火泥/kg砖量/t火泥/kg砖量/t火泥/kg砖量/t火泥/kg砖量/t火泥/kg直墙及炉底0.9511902.061502.3041801.8641502.711140圆弧状砌体0.9551902.061502.341701.8511502.711140砌筑各种耐火砖使用泥耐泥浆的配制见表11。表11 砌筑耐火砖使用的泥浆耐火砖名称泥浆名称泥浆浆成分备 注粘土砖、轻质粘土砖粘土质泥浆粘土质火泥：100%，水400600L/m3干料硅砖硅质泥浆硅质火泥：1
30、00%，水：400600L/m3干料高铝砖高铝质泥浆高铝质火泥：100%，水400600L/m3干料镁砖湿砌；镁质泥浆干砌：镁质火泥镁质火泥：100%，卤水适量干镁质火泥：100%卤水比重1.25或加适量氧化铁粉炭砖炭缝糊冶金焦粉：4951%，沥青油：5149%重量比31第3章 炉子供热3.1 反射炉使用的燃料3.1.1 反射炉使用燃料的种类反射炉使用的燃料有粉煤、重油和煤气，有的小型反射炉还用块煤。制造粉煤是用烟煤或烟煤与无烟煤按一定比例配合。我国目前提出以煤代油，即用粉煤代替重油作为冶金燃料。重油发热量高，便于燃烧，是理想的冶金燃料，但重油用作冶金燃料，综合效益低，冶金生产成本高，应尽量少
31、用或不用。煤气使用方便，燃烧过程便于控制，亦是理想的冶金燃料。但在有色冶金厂缺少高炉煤气和焦炉煤气，天然气亦受地区的限制，所以在必要时才采用发生炉煤气。制造发生炉煤气需要增加设备和投资。本次设计已规定使用天然气。3.1.2 反射炉燃料消耗的确定冶金炉燃料的消耗，可通过炉子热平衡进行计算，但在炉子设计中，在往往采用经验数据。炉子燃料的消耗量与燃料的性质和燃烧过程的组织、冶金工艺过程的特点、炉子结构、炉子生产操作技术水平等因素有关。在炉子设计时，应采取有效措施，提高炉内热能的利用，降低燃料的消耗。生产实践总结，冰铜反射炉燃料的消耗量；熔炼铜精矿为4659105kJ/t料，即粉煤消耗率为1422%，
32、或重油消耗率1015%；熔炼铜焙烧砂为46、3338105kJ/t料，即粉煤消耗率为1214%，或重油消耗率为712%。3.1.3 反射炉对燃料的要求反射炉对燃料的基本要求是满足炉内冶金工艺所需的热量、温度及火焰长度等。使用重油时，重油需加热、过滤和加压。重油达到烧嘴前要求的粘度见表12。表12 重油达到喷咀前的粘度要求烧咀类型喷咀前重油达到的粘度（0E）常用值最大允许值机械喷咀2.53.57高压喷咀4.55.315低压喷咀3.04.08反射炉对使用粉煤的要求包括：制造粉煤的煤种（烟煤），粉煤的粒度（0.050.1mm以下，通过200网目的为8095%），粉煤的成分（挥发物2528%以上，灰分
33、应小于812%，且熔点高，水分小于1.5%等），发热量高（Q低25103kJ/kg）。3.1.4 助燃空气助燃空气的确定包括空气消耗系数n，一次空气和二次空气的比例，空气预热的温度，以及富氧燃烧等。燃料燃烧空气消耗系数的大小与燃料和种类、燃烧方法和燃烧设备有关，其大小可以参考表13确定。表13 燃料燃烧合理的空气消耗系数燃料种类合理的空气消耗系数人工操作自动控制烟 煤1.501.701.201.40无烟煤、焦炭1.401.45褐 煤1.501.701.201.40粉 煤1.201.251.15重 油1.201.251.15煤气有焰燃烧1.101.201.051.10无焰燃烧1.051.151.
34、031.05 粉煤燃烧一次空气和二次空气的比例与煤的种类、粉煤的粒度及要求的火焰长度等因素有关。一次空气的比例，可根据煤的种类确定，贫烟、无烟煤为1015%，烟煤为2030%，褐煤为3035%。助燃空气预热可提高燃烧温度，降低炉子燃料的消耗量，回收烟气中的热量，应积极采用。粉煤燃烧时，一次空气因喷吹粉煤，一般不进行预热。二次空气可进行预热，其预热温度一般不超过400500。富氧燃烧，不仅减少燃烧产物的生成量，提高燃烧温度，强化冶金生产过程，提高炉子生产率，而且对冰铜反射炉还可提高烟气中的SO2的含量，有利制酸、空气燃料燃烧富氧可在30%以上。3.2 燃料燃烧计算燃料的燃烧的计算，包括：（1）燃
35、料的发热量和炉子容积热强度；（2）燃料燃烧实际空气需要量和炉子小时空气需要量；（3）燃料燃烧实际产物生成量和小时产物生成总量；（4）燃烧产物的成分和密度；（5）燃料实际燃烧温度。燃料燃烧计算的方法，参考教材的有关内容。但是，在计算炉子小时需要的空气量时，应考虑炉料反应需要的空气；炉子小时产生的烟气总量，应包括炉料反应生成的气体。3.2.1 炉子装料量的计算1. 炉子平均年工作日数平均年工作日数=一年中修平均次数=1.72（次）平均年工作日数=，取310d2. 炉子实际年处理量火法精炼返回品（炉前废品、炉底铜、碎铜）率 0.35%点解精炼残极率 20%则返回品： 残极：实际年处理量为：取为400
36、00t。 3日处理量 A=4.根据生产实践取日作业率 5.装料量 G=6.全年生产总炉数全年生产总炉数=3.2.2 燃料燃烧计算1. 天然气燃烧计算：（1）天然气低发热量 Q低=4.187（3046CO%+2580H2%+8550CH4%+5520 H2S%） =126.40.10+1080.47+35896.35+5910.41 =34799kJ/m3（2）理论干空气量 L0，O2=（0.50.10+0.50.47+296.35+30.41） =1.94 m3/m3 L0干=4.761.94 =9.23m3/m3（3）理论湿空气量 L0湿=10.28m3/m3（按供风温度50、相对湿度70%
37、计算）（4）实际湿空气量 取空气系数n=1.1，即： Ln湿=nL0湿=1.1m3/m3（5）实际炉气量Vn= CO+ H2 +2H2S+ CO2 + N2 + H2O +(n-) L0 +0.00124gLnVn=13.19 m3/m3（6）实际炉气成分（%）： VCO2=(CO + CO2) =(0.10+96.35+20.41+0.21) =0.98 m3/m3VH2O=( H2 +H2S+ H2O) +0.00124gLn=(0.47+293.95+20.41) +0.001247811.31=3.03 m3/m3 VN2=N2+Ln =2.46+11.31 =8.96 m3/m3VO
38、2=(Ln- L0) =(11.31-10.28)=0.22 m3/m3所以 CO2 =7.43，H2O=22.97，O2 =1.67，N2 =67.93。（7） 实际炉气密度 =1.204kg/m3 2. 燃烧温度计算（1）燃烧产物理论含热量： =（kJ/m3） 式中 =11.311.37250=750.42kJ/ m3 则 = =2695.18 kJ/ m3 （2）燃烧产物中过剩空气含量（VL） VL=7.8% （3）理论燃烧温度 查得： =1625 （4）实际燃烧温度t 取高温=0.85 则 t=0.851625=13813.2.3 炉子初步热平衡计算及燃料消耗量按热负荷最大的加料熔化阶段考虑，设此阶段内平均小时燃料消耗量为x kg/h。1. 热收入（1） 天然气燃烧热 =34799x kJ/h（2） 空气物理热x=750x kJ/h（3） 铜料氧化热Q氧化=12981001030.024=366494 kJ/h（假定加料熔化阶段有2.4%的铜被氧化成CuO，其生成热为1298kJ/m3，8.5为加料/熔化周期）总的热收入：Q收入=34779x+750x+366494x=35549x+366494 kJ/h2. 热支出（1） 炉料吸收热=8527103 kJ/h （2）不完全燃烧热损失（Q不完） 机械性不完全燃烧热损失为1%。 Q机=KxQ低=348x kJ/h
