В области цветных металлургических печей Институт цветных металлов Чанша успешно разработал серию металлургических печей с независимыми правами интеллектуальной собственности и основной конкурентоспособностью, таких как свинцовая вспышка, боковая печь, обогащенная кислородом, медная верхняя печь, псевдоожиженная печь, дымовая печь, печь непрерывной переработки, многоступенчатая печь для обжига, печь непрерывной переработки, печь ISF, свинцово-цинковый дождевой конденсатор, дистилляционная башня, электрическая печь, вращающаяся боковая печь, анодная печь и т. д.эти основные технологии и оборудование широко используются в таких отраслях и областях, как медь, свинец, цинк, олово, никель, сурьма, шлак выщелачивания цинка и медсодержащие твердые отходы.Был построен ряд высококачественных проектов, которые ведут развитие цветной металлургической печи и внесли важный вклад в повышение технологического уровня оборудования в цветной промышленности.

Металлургические печи Института цветных металлов Чанша развиваются уже 70 лет. Его технологии охватывают все регионы страны, построено более 1000 цветных металлургических печей.

Оборудование сверхкрупных металлургических печей, разработанное и спроектированным Институтом цветных металлов Чанша:

★ Самая большая в мире боковая печь для плавки меди, обогащенная кислородом (70㎡)

★ Крупнейшая в мире конвертерная печь с верхней продувкой для плавки меди. (120㎡)

★ Крупнейшая в мире боковая печь для обработки цинкового шлака, обогащенная кислородом (45㎡)

★ Самая большая в мире дымовая печь (48㎡)

★ Крупнейшая в мире печь кипящего слоя для обжига сырья (198㎡)

Металлургические печи Института цветных металлов Чанша ведут развитие отрасли:

★ В 1999 году была создана первая в Китае опытная линия с печью с боковой продувкой обогащенным кислородом (полная установка).

★ В 2002 году в Китае впервые был опубликован сборник научных трудов, посвященный печам с боковой продувкой обогащенным кислородом.

★ В 2008 году была введена в эксплуатацию первая в Китае печь с боковой продувкой обогащенным кислородом площадью 20 м² для переработки медно-никелевых руд (полная установка).

★ В 2013 году была введена в эксплуатацию первая в Китае полная установка с двухзонной печью с боковой продувкой обогащенным кислородом для переработки цинковых кеков (цинкового кека).

★ В 2014 году была Введена в эксплуатацию первая в Китае полная установка для переработки сложных свинецсодержащих высокомышьяковистых материалов, включающая окислительную печь с боковой продувкой обогащенным кислородом площадью 9,5 м² и восстановительную печь с боковой продувкой обогащенным кислородом площадью 7,5 м².

★ В 2016 году была введена в эксплуатацию первая в Китае полная установка для переработки сульфоантимонитовых свинцовых руд (руд типа джемсонит), включающая окислительную печь с боковой продувкой обогащенным кислородом площадью 26,5 м², восстановительную печь с боковой продувкой обогащенным кислородом площадью 21,5 м² и фьюминг-печь с боковой продувкой обогащенным кислородом площадью 17 м².

★ В 2017 году была введена в эксплуатацию первая в Китае полная установка - печь для непрерывного рафинирования чернового свинца, созданная на основе собственных интеллектуальных прав (с собственной IP).

★ В 2019 году была введена в эксплуатацию первая в Китае полная установка для переработки свинцового штейна - печь с комбинированной боковой и верхней продувкой обогащенным кислородом.

★ Первая в 2021 году введена в эксплуатацию первая в Китае полная установка - станция вдувания свинцовых концентратов (свинцовая плавка во взвешенном состоянии) с обогащенным кислородом дутьем, созданная на основе собственных интеллектуальных прав (с собственной IP).

1.Печь с боковой продувкой обогащенным кислородом

Печь с боковой продувкой обогащенным кислородом- это современная плавильная печь с расплавленным пулом для цветной металлургии, инновационно разработанная Институтом цветной металлургии Чанша. Она успешно применяется в области переработки цветных металлов и шлаков, таких как медь, свинец, сурьма, олово, никель, медные отходы, отходы печатных плат, свинцово - висмутовый шлак, цинкосодержащие отходы, анодный шлам и др. Было построено несколько демонстрационных проектов, которые дали выдающиеся результаты.Обогатленные кислородом боковые дутьевые печи имеют размеры от 1 м² до 70 м², что составляет различные серии. Они получили более 30 патентов и обладают полной независимой интеллектуальной собственностью. В частности, "новая технология плавки в расплавленном пуле с обогащенным кислородом боковым дутьем" получила приз за инновации на китайской конференции по патентам.

Благодаря постоянным инновациям и модернизации печи с боковой продувкой обогащенным кислородом, превратились в зрелые типы печи с несколькими сериями и спецификациями, в том числе:
★ Печь с боковой продувкой обогащенным кислородом для плавки меди / никеля

★ Окислительная / Восстановительная печь с боковой продувкой обогащенным кислородом для переработки свинца

★ Печь с боковой продувкой обогащенным кислородом для плавки сурьмы / олова

★ Печь с боковой продувкой обогащенным кислородом для плавки латеритных никелевых руд

★ Печь с боковой продувкой обогащенным кислородом для плавки анодных шламов

★ Печь с боковой продувкой обогащенным кислородом для плавки цинковых кеков (цинкового кека)

★ Печь с боковой продувкой обогащенным кислородом для утилизации/переработки твёрдых промышленных отходов и шламов
Продвижение и применение печи с боковой продувкой обогащенным кислородом:

1. Проект расширения плавки медно-никелевого рудника Синьцзян Калатонгке

Первый в мире проект низкосортной медно-никелевой руды с боковой продувкой

2. Проект комплексного восстановления полиметаллических материалов с высоким содержанием мышьяка в Чэньчжоу фэнюэ

Первый проект комплексной переработки полиметаллических материалов на свинцовой основе с двусторонней обработкой продувки

Получил вторую премию Министерской награды за научно-технический прогресс 2019 года

3.Проект комплексного восстановления и модернизации полиметаллов цветной сурьмы и серебра в Southern Nonferrous

Первая производственная линия прямого свинцового производства из сложных свинцово - металлических материалов с использованием технологии "трех боковых дутьев" (боковое окисление + боковое восстановление + боковое фумарование)

Получил первую премию министерского научно-технического прогресса 2019 года

4. Демонстрационный проект комплексного использования медьсодержащих шлаков и ила в Гринми (Цзиньмен)

Первый проект по обработке медьсодержащего шлама и твердых отходов с использованием бокового дутья

5. Проект безвредной обработки шлаков из производства цинка и комплексного извлечения ценных металлов в Сянхэ (Цинхай)
Первый проект по обработке шлаков кислородного автоклавного выщелачивания цинка с использованием бокового дутья

6. Проект модернизации системы обработки шлаков выщелачивания в Southern Nonferrous

Самый крупный в мире проект по обработке шлаков выщелачивания с использованием бокового дутья

7. Проект оптимизации технологии и улучшения оборудования для производства меди объемом 400 тыс. тонн в год в Nanguo Copper

Самый крупный в мире проект по производству меди с использованием бокового дутья

8. Проект по производству никелевого матового в Компании Jiaman New Energy Co., Ltd. (проект запустится в Индонезии в 2025 году)

Первый в мире проект по получению никелевого матового из никелевого латерита с использованием бокового дутья

2.Свинцовая флэш - плавильная печь

Свинцовая флэш - плавильная печь представляет собой металлургическую печь для прямого получения чернового свинца из свинцового концентрата и свинцосодержащих материалов, разработанную Институтом цветной металлургии Чанша на основе внедрения, усвоения и дальнейшего инновационного развития. Она имеет более 20 ключевых патентов и обладает полной независимой интеллектуальной собственностью. Особенность свинцовой флэш - печи заключается в том, что процессы окисления и восстановления осуществляются в одной металлургической печи, что делает ее истинно короткоцикловым плавильным оборудованием. Для окислительного обессеривания используется флэш - плавка, а для восстановительной плавки - слой коксовой фильтрации. Шлак осветляется и разделяется в электродной зоне, при этом происходит фумарование и испарение части летучих металлических оксидов. Это крупная и сложная металлургическая печь, объединяющая три металлургические химические процесса: окисление, восстановление и фумарование. Свинцовая флэш - плавильная печь может одновременно обрабатывать шлаки выщелачивания из предприятий по производству цинка и другие свинцосодержащие материалы. В настоящее время это передовая и экологически чистая металлургическая печь в отрасли свинца и цинка для развития циклической экономики и использования перерабатываемых ресурсов.

Проект экологического обновления производства цинка на заводе CICC Lingnan Danxia Smelting Plant был запущен в июне 2022 года. С использованием флэш - плавильной печи для свинца совместно обрабатывается около 300 тысяч тонн в год шлаков производства цинка, опасных отходов из общественных источников и других материалов. В результате комплексно извлекаются ценные элементы, такие как цинк, свинец, медь, серебро, кадмий, кобальт и сера, обеспечивая безвредную обработку металлургических шлаков и комплексное использование ресурсов.

3.Флюидоразрядная обжиговая печь

Флюидоразрядная обжиговая печь (также известная как кипящая обжиговая печь) является одним из ключевых устройств в производстве цинка. Обожженный материал, полученный в ней, является основным сырьем для большинства способов производства цинка в мире. Обжиговые печи, разработанные Институтом цветной металлургии Чанша, прошли путь от 4 м², 5,4 м², 8 м², 16 м², 18 м², 38 м², 42 м², 60 м², 80 м², 110 м², 119 м², 153 м² до 198 м², что отражает процесс развития технологии обжиговых печей в Китае.

В последние годы Институт цветной металлургии Чанша успешно выполнил проектные работы по кипящим обжиговым печам площадью 110 м², 119 м² и 153 м² и разработал и спроектировал сверхбольшую кипящую обжиговую печь с самой большой в мире площадью hearths - 198 м² (уже запущена в эксплуатацию).

Кипящая обжиговая печь площадью 119 м² на предприятии Southern Nonferrous

С увеличением площади камеры печи становится все сложнее контролировать стабильность конструкции печи. Институт цветной металлургии Чанша провел тщательное исследование системы подачи сырья, системы подачи воздуха, системы дымоходов, конструкции печи и огнеупорных материалов для сверхбольших флюидоразрядных обжиговых печей. Он преодолел ключевые проблемы, связанные с увеличением размеров оборудования, такие как неравномерное распределение сырья, сложности с распределением воздуха и сильное расширение огнеупорных материалов. С помощью комплексного исследования многофакторного взаимодействия параметров, таких как механические свойства, воздушный поток и температура в рабочем состоянии печи, был разработан сверхбольшой флюидоразрядный обжиговый печь площадью 198 м² и соответствующее оборудование. Это позволило решить ключевые проблемы, связанные с прочностью и стабильностью сверхбольших флюидоразрядных обжиговых печей и достичь существенных инноваций в обеспечении безопасности конструкции таких печей.

Сверхбольшая кипящая обжиговая печь площадью 198 м² может удовлетворить требования производства 200 тысяч тонн цинка в год, что повышает уровень технологии производства цинка и способности по производству оборудования в Китае до нового уровня и делает ее ведущим оборудованием в области металлургии на международном уровне.

Установка крупнейшей в мире кипящей обжиговой печи площадью 198 м² на предприятии " Southern Nonferrous "

С увеличением площади отдельной флюидоразрядной обжиговой печи для цинка повышается адаптивность к различным видам сырья, снижаются затраты на единицу производительности и общие производственные издержки, что позволяет проявить эффект масштаба. Увеличение размеров флюидоразрядных обжиговых печей станет неизбежным выбором для крупных предприятий по производству цинка в будущем, чтобы повысить уровень оборудования и конкурентоспособность на рынке.

4. Фьюминговая печь

Фьюминговая печь представляет собой пирометаллургическое устройство для извлечения летучих металлов, таких как свинец, цинк, олово, германий и индий, из шлаков цветной металлургии или труднообогащаемых руд (например, низкосортных оловянных оксидных концентратов, низкосортных свинцово - цинковых оксидных руд и др.). Она обладает такими преимуществами, как высокая степень летучести металлов, большая производительность, относительно высокая степень механизации и низкий энергопотребление. В настоящее время это одно из предпочтительных металлургических печей для предприятий любого масштаба, стремящихся к развитию циклической экономики.

Площади камеры Фьюминговых печей, спроектированных Институтом цветной металлургии Чанша, составляют 3,9 м², 5 м², 7 м², 8 м², 12 м², 18 м², 48 м² и др. Они широко применяются для фумарования различных шлаков, полученных при производстве свинца, цинка, олова и др.

С момента запуска первой Фьюминговой печи площадью 7 м², спроектированной для Цжучжоуского металлургического завода в 1986 году, прошло около тридцати лет разработки и распространения данной технологии. В настоящее время в эксплуатации более тридцати Фьюминговых печей, получено более двадцати патентов. Постоянно проводится модернизация самой Фьюминговой печи, системы охлаждения и оборудования для утилизации остаточного тепла, что способствует инновациям и развитию Фьюминговой технологии и, в свою очередь, стимулирует модернизацию всего металлургического процесса.

В 1997 году был самостоятельно разработан первый в Китае комплекс Фьюминговой печи и утилизационного котла, который получил государственный патент. В 1998 году он был успешно применен в проекте модернизации первого этапа Шаоюанского металлургического завода. Это позволило решить техническую проблему непрерывного подачи остаточного пара из - за периодического режима работы Фьюминговой печи и обеспечило полную утилизацию остаточного тепла Фьюминговой печи. Затем этот комплекс был успешно применен в строительстве и модернизации многих крупных и средних металлургических предприятий, таких как Yuguang Golg&Lead, HULUDAO Zinc Industry Co.,Ltd., BAIYIN NONFERROUS GROUP CO.,LTD, ИСП в Dongling Group co.,ltd, Jiangxi Cooper Co.,Ltd, Zhuzhou Smelter Group Co.,Ltd, Southern Nonferrous и др.

В 2010 году в рамках проекта по производству 100 тысяч тонн свинца в год в Цзянси Кооппер был запущен в эксплуатацию крупнейший в то время в Китае комплекс Фьюминговой печи площадью 18 м² и утилизационного котла. На основе обеспечения нормального производства был достигнут первоначальный успех в непрерывном режиме фумарования. В 2014 году в рамках проекта по производству свинца на трех печах в Southern Nonferrous был разработан и спроектирован непрерывно работающий фумарователь с обогащенным кислородом боковым дутьем, что позволило повысить технологический уровень оборудования и производства Фьюминговых печей и имеет важное значение для развития всей отрасли.

В 2015 году была запущена в эксплуатацию Фьюминговая печь площадью 12 м² в Компании по рециклингу ресурсов " Jiangxi Zili Resource Recycling Co., Ltd.", которая стала первой в производстве олова Фьюминговой печью с неподвижным дном без водяного охлаждения. Это предоставило ценный опыт в области разнообразования оборудования для фумарования.

В 2018 году при проектировании проекта комплексного использования шлаков кислородно - гидрометаллургического выщелачивания в " Hulunbuir Chihong Mining Co., Ltd." были применены последние патентные разработки Института цветной металлургии Чанша по модернизации пирометаллургических печей. В результате был спроектирован и построен фумарователь с жидким расплавом и полными медными рубашками охлаждения площадью 18 м², который показал хорошие экономические и экологические результаты и получил высокую оценку заказчика.

В 2021 году, с учетом потребностей масштабного развития проектов по производству свинца и цинка, в рамках проекта модернизации системы обработки шлаков выщелачивания в " Nandan County Nanfang Nonferrous Metals Co., Ltd. " был спроектирован и запущен в эксплуатацию крупнейший в мире фумарователь площадью 48 м². При проектировании были тщательно учтены вопросы стабильности и безопасности при увеличении размеров печи, что обеспечило предприятиям по производству свинца и цинка ключевое оборудование для достижения эффекта масштаба. 

Фьюминговой печи площадью 48 м² на предприятии " Southern Nonferrous "

5.Непрерывно работающая печь для очистки чернового свинца

Непрерывно работающая печь для очистки чернового свинца представляет собой экологически чистый тип металлургической печи, разработанный самостоятельно с целью непрерывной очистки чернового свинца. Технология непрерывной очистки чернового свинца является уникальной для Института цветной металлургии Чанша в Китае. Она основана на принципах фузионного и сульфидного обезмеднения и достигает непрерывной очистки чернового свинца от меди путем изменения способа массо - и теплообмена в традиционном пирометаллургическом процессе очистки чернового свинца. В расплавленном слое в печи создается температурный градиент сверху вниз, и серу непрерывно добавляют в расплав чернового свинца. Эта технология получила первую премию за достижения в области науки и техники от Ассоциации цветной металлургии Китая.

Технология и печь для непрерывной очистки чернового свинца позволили перейти от высокозагрязняющего и трудоемкого процесса пирометаллургической очистки чернового свинца к экологически чистому и автоматизированному производству.

Непрерывно работающая печь для очистки чернового свинца имеет следующие характеристики: 

1)Одна стадия работы непрерывно работающей печи для очистки чернового свинца заменяет две стадии традиционного процесса: обезмеднение в плавильной котле и обработка медного шлама в ревербераторной печи. Это сокращает технологический процесс и экономит энергию.

2)Высокая степень обезмеднения при непрерывной очистке чернового свинца обеспечивает высокое качество свинцовых анодных пластин.

3)Реализация непрерывного режима пирометаллургической очистки чернового свинца. Маточный медь и шлак находятся в расплавленном состоянии в печи и могут автоматически стечь, не требуя ручного удаления шлака. Это уменьшает потребность в рабочей силе, снижает интенсивность труда и существенно улучшает условия труда.

4)Низкое содержание свинца в продукте маточного меди при непрерывной очистке чернового свинца, а также высокое содержание меди обеспечивают высокую стоимость маточного меди.

5)Горячий черновой свинец напрямую подается в непрерывно работающую печь для очистки, что позволяет полноценно использовать скрытую теплоемкость свинцового расплава и экономить топливо.

В последние годы Институт цветной металлургии Чанша предоставил технологию и печь для непрерывной очистки чернового свинца для таких предприятий, как Southern Nonferrous Metals, Yuguang Gold and Lead и завод Danxia smelters.

Непрерывно работающая печь для очистки чернового свинца площадью 20 м² в Yuguang gold and lead 

Непрерывно работающая печь для очистки чернового свинца площадью 13 м² на заводе CICC Lingnan Danxia Smelter.

6. Многоступенчатая обжиговая печь

Многоступенчатая обжиговая печь, способная адаптироваться к материалам различной природы, состоит из корпуса печи, приводного устройства, центрального вала, лопаток печи, системы контроля температуры и др. Она может обеспечивать непрерывный обжиг материалов при температуре до 1000 °C, точно контролировать время и температуру обжига материалов и адаптироваться к обжигу слеживающихся материалов. Может быть использована в таких областях, как обжиг материалов для удаления примесей (например, обжиг оксида цинка для удаления фтора и хлора).

10-й этаж 220㎡ многоступенчатая обжиговая печь на заводе CICC Lingnan Danxia Smelting Plant