.1反射炉结构
反射炉是传统的火法精炼设备，是一种表面的膛式炉，结构简单，操作方便。这种反射炉与造锍熔炼反射炉在结构与尺寸上都有所不同，因为火法精炼过程是周期性的，过程要求的温度较熔炼炉低，但熔体温度应保持均匀一致，炉内物料与熔炼炉的物料也完全不同。为了在精炼时使各部分熔体的温度保持均匀，从而使熔体各部分的杂质(特别是气体)含量及浇铸温度均匀，炉子作业空间不能太长以免发生温度降，为使熔池温度趋于一致，精炼炉特别设有l.5～2m的燃烧前室，而且把炉顶做成下垂式，保证炉尾温度与炉子中央的温度相近。云铜已将传统的燃烧前室取消，炉子容积由设计时的160t扩至200t。 由于精炼产出的渣量不多，且铜与渣的密度差别大，故精炼炉不需要澄清分离区。现代精炼反射炉的作业空间长度一般为10～15m，宽度4～5m，炉长与炉宽之比为1.7～3.5，其容量为5～400t，精炼炉的熔池深为0.6～1.2m，以便在炉内维持一定的热量储备，可在一定程度内补偿炉内作业空间温度的波动。我国一些精炼反射炉的主要尺寸见表5-4。
表5-4我国一些精炼反射炉的主要结构尺寸
名 称 | 工 厂 |
| | 沥青透水混凝土 | 四 | 五 | 六 |
炉子容量/t | 160 | 100 | 120 | 90 | 40 | 30 |
熔池面积/m2 | 27 | 19.42 | 20.7 | 19.4 | 9.5 | 10.坡度板34 |
熔池深度/太阳能灶m | 1.1 | 0.74 | 0.95 | 0.51 | 0.6 | 0.47 |
炉膛宽度/m | 3.19 | 2.6 | 3.07 | 3.0 | 2.6 | 1.68 |
炉膛长度/m | 10.O6 | 7.83 | 7.65 | 7.24 | 4.35 | 5.31 |
炉膛高度/m | 2.44 | 1.86 | 2,29 | 1.8 | 1.3 | 1.13 |
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图5-4给出了精炼反射炉的的垂直和水平剖面。
精炼反射炉的炉墙用镁砖、铝镁砖或铬镁质砌筑，炉顶用铝镁或铬镁砖砌筑。传统的大型炉子采用固定在炉体立柱上端的吊挂炉顶，采用此种吊挂系统，炉子安装复杂，且备件费用高。云铜经过长期的生产实践，通过改变炉顶砖的结构形式及材质，已成功地取消了传统炉顶吊挂系统。
反射炉是一种对燃料适应性较强的炉子，固体、液体和气体燃料都可以使用，对燃料的要求是：含硫小于2％，而以小于l％较为理想，因为含硫的燃料燃烧时，在炉内生成大量的S02易被铜液吸收，致使铜液内残硫过高，影响铜的质量，煤的灰分含量小于15％，发热值要高。
无论采用固体、液体或气体燃料，燃烧过程的好坏是决定反射炉供热状况的首要条件。燃烧过程与烧嘴构造、烧嘴性能、燃烧条件以及操作等因素有关。诸如燃料与空气混合均匀、燃料入炉的扩散角适当、入炉后能尽快着火、及合理的火焰长度和温度等，都是保证燃料有效燃烧的重要条件。
采用预热空气燃烧，可以使燃料预热，提前着火，促进燃料充分燃烧，特别是对着火点较高的粉煤尤有好处。预热空气带进的物理热，可提高燃料燃烧温度，降低燃料消耗。空气在烟道中预热至300～500℃，燃烧温度可提高l00～200℃，燃料消耗可降低10～20％。
图5-4 120t精炼反射炉
1-排烟口；2-扒渣口；3-操作炉门；4-燃烧器口；5-出铜口；6-加料炉门
.2反射炉精炼作业实践
精炼作业包括加料、熔化、氧化，还原和浇铸等操作，各操作过程的总时间，依炉料成分、处理方法及炉子大小的不同而变化，且与操作技术的好坏有关。 液态粗铜从特设的溜槽倒入炉内。有些大型反射炉为缩短作业时间，将液态铜料分两次加入，两次铜料加入之间相隔1～2h，可在此时间内提前进行氧化作业。
进入精炼炉的冷料有电解返回的残极、废阴极、紫杂铜及其他废铜返回品等。冷料一般用加料机加入，某些小冶炼厂仍采用人工加料方式。先装细料，后装粗料，炉头多加、炉尾少加。加冷料时要使铜料距炉顶及烟道口有一定距离，以保证燃料燃烧和炉气流动的顺畅。加冷料的批次各厂根据自己的作业特点及原料构成而变化。加料时要保证炉膛有足够高的温度，一般应达到1300℃以上，炉内应保证零压或微负压。
熔化作业系在氧化气氛下进行，一般炉膛温度保持在1300～1400℃以加速冷铜料的熔化，在熔化过程中定期向炉内已熔化的铜液中插入一根风管，鼓入压缩空气剧烈地搅动熔体以加速熔化过程，这时也会有部分杂质氧化，形成炉渣浮于熔体表面，待熔体大部分熔化完并扒出炉渣后，即可进行氧化操作。
反射炉精炼的氧化操作要点是增大烟道抽力(-80～-lOOPa)，提高空气过剩系数(α=1.2～1.4)，使炉内成氧化性气氛，并用直径为φ18～50mm的钢管2～3根向熔体内鼓入0．3
～0.5MPa的压缩空气进行氧化。为增加氧的利用率，钢管应尽可能深插，插入角度为45～60O，插入深度为铜熔体深度的2/3。氧化期的炉膛温度在1250℃左右，以保证铜液温度为1150～1180℃，此时熔体中已饱和氧化亚铜(Cu2O 8～l0％)，有利于杂质的氧化。
粗铜杂质含量低时，火法精炼的主要任务是脱硫。扒渣后取样观察铜水含氧量及含硫量，含氧量在0.4％左右时可以结束氧化。断面有硫孔、硫丝，应排除S02。采用停火作业，能有效地脱除S02，通入0.3～0.5MPa的压缩风，在激烈的搅拌下能达到迅速脱硫的目的。排硫结束时，铜水温度为1150～1180℃，炉内压力为零压或微负压。
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粗铜杂质含量高时，需加熔剂除杂质。砷、锑、镍高时，加碱性熔剂(苏打和石灰)；铅、锡高时，加酸性熔剂(石英砂)；两者都高时，先加碱性熔剂，后加酸性熔剂。
移动语音短信 加入熔剂的方法有两种：加在熔池表面和用喷吹媒介喷人熔体内部。喷射入熔体内部的熔剂，能够与杂质充分接触，反应强烈，可提高熔剂的利用率。表面加入时，熔剂与杂质的接触几率小，反应不强烈，且一部分熔剂被炉气所带走，熔剂利用率低。
在杂质含量过高时，采用多次造渣、多次扒渣。第一次造渣加入熔剂总量的40～50％，第二次造渣加入熔剂总量的30～40％，第三次加入余量。多次造渣的目的，是降低渣中杂质浓度，改变杂质在渣与铜之间的平衡关系，以达到降低铜液中杂质含量，提高降杂的效果。
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多次造渣耗费时间较长，铜液容易过度氧化。含氧过高时，在两次造渣之间应适当还原1～2次，以将铜液含氧量降到0.5％以下，减少Cu20的造渣损失。
氧化初期炉渣主要是杂质氧化物，呈黑，随着过程不断进行，氧化亚铜进入炉渣，逐渐变为棕褐与红，氧化一直进行到炉渣停止生成，并在熔体表面生成Cu20油光薄层为止。
在氧化阶段，应多取样以便准确判断氧化终点，铜氧化后的试样断面为柱状结晶，略呈砖红时表示氧化程度已够。处理含杂质高的铜料时应加深氧化程度，应氧化至试样断面呈方块状结晶，深砖红，这种判断方法需有一定的经验。现代工厂已使用固体电解质(Zr02+Ca0/MgO)浓差电池定氧法来判断氧化程度。
氧化结束后，铜熔体中已饱和溶解有多量的Cu20，为了将它还原成金属铜。目前国内外普遍采用重油、液化石油气、氨或其他还原性物质(如天然气、丙烷等)作还原剂。采用重油还原，用铁管向熔池内导入(1.5～2)×105Pa大气压的重油(含硫量应小于0.5％)，并用2×103Pa的压缩空气(或3～5×105Pa的过热蒸汽)雾化，铜液温度应控制在1150～1180℃，以减少氧、氢及S02等气体在铜中的溶解度。炉内必须维持还原气氛，可将烟道闸门减小，使炉内液面为零压，烟道抽力为10～30Pa，并加一层木炭或不含硫的碎焦覆盖铜液。为了充分利用还原剂和加快还原速度，铁管应深插入熔池，并不断地移动位置，还原时间约0．5～3h。
还原剂的还原效率，除与使用方式、操作技术、还原剂种类有关外，还与铜液含氧量有关。还原终点的含氧量，对还原剂的消耗影响较大。还原终点一般控制铜液含氧量为0.05～0.2％。
还原后期应经常取样判断其进行程度。随着Cu2O的不断还原，试样断面开始是丝状粗粒结晶结构，逐渐转变为细粒放射状，最后变为细粒致密结晶。还原初期试样断面呈砖红，后来转为玫瑰；从无光泽变为最后的丝绸光泽，金属亮最初集中最后散开。试样表面开始时中心带有凹槽，到还原结束时成为微带皱纹的平整表面，此时，铜液中的残氧量约为0.03～0.05％(有高达0.1～0.2％的)。
