该炉集硫化铅的氧化与氧化铅的还原于一体,通过投入硫化铅精矿而直接产出粗铅,具有熔炼效果好、能充分利用化学反应热、有利于控制环境污染等优点。炉体为卧式圆筒形结构(见图),分为氧化段和还原段,氧化段直径较还原段直径大,从出渣口至虹吸出铅口向下倾斜0.5%。为防止两区炉渣混合以及氧化物生料流进还原段,在两段之间设置隔墙。隔墙有两种,一种隔墙上部有烟气流通孔,使还原的烟气进入氧化段,再从其端部出烟孔排出;另一种隔墙是不设流通孔,两段烟气分别从反应器两端的出烟孔排出,以利于控制两个区段的氧势。隔墙下部有熔体通道,使炉渣和粗铅通过。炉体设有驱动装置,可沿长轴线旋转近90°,以便于停止吹炼操作时能将喷枪转至水平位置处理事故或更换喷枪。
在氧化及还原段底部均设有喷枪(氧枪和还原枪)供给氧化剂和还原剂。氧化段的氧枪由两个同心管组成,内管为氧化通道,两管间的环道为氮气通道。还原段的还原枪由3个同心管组成,空气和粉煤混合物通过中心管喷出,氧气通过内环喷出,氮气通过外环喷出,这样氮气就包住了喷射粉煤、空气和氧气的套管,从而起到了冷却还原喷枪的作用。喷吹粉煤的中心管易被粉煤磨损,需随时更换。氧枪成对安装,每对之间距离为1200毫米;还原枪间距一般为渣层厚度的8~10倍,还原段最后一对还原枪至渣口的距离约为3.5米,以给渣铅分离提供一段平静区。反应器虹吸口可设在炉子端部,与反应器轴线平行;也可设在某一侧面,与反应器轴线垂直。出渣口设置在还原段末端,采用铜水套结构。
反应器两端设有主燃烧器,在炉体顶部还设有若干辅助燃烧器,供烘炉和生产中为炉体保温。还原段炉气中含有过剩的CO、H2、未裂解的碳氢化合物以及挥发性的铅锌蒸气等可燃物,通过还原段炉顶设置的喷嘴喷入富氧空气使其二次燃烧,以确保离开反应器的烟气彻底氧化。
反应器内衬采用含25%Cr2O3的电熔烧结铬镁砖,总厚约350毫米,采用300毫米及50毫米两层砖砌筑,50毫米厚的砖与壳体接触之间无隔热层,使内衬得到冷却以延长其使用寿命。壳体用锅炉钢板焊制。
熔炼时,将铅精矿、含铅二次物料与熔剂、烟尘和必要时加入的固体燃料等按一定比例混合均匀和制粒后,从氧化段顶部的加料口直接加入,混合炉料落入由炉渣和液铅组成的熔池内。氧气通过氧枪由反应器下部喷入,激烈搅动熔池并在1050~1100℃和较高氧势[]下进行氧化脱硫和熔炼反应,生成含硫较低的一次粗铅、含铅25%~30%的初渣及二氧化硫烟气。初渣经隔墙下部的开孔进入还原段,通过还原枪将还原剂喷入熔池,使初渣中氧化铅和硅酸铅等在1150~1250℃和较低氧势[
]下还原成金属铅(二次铅)。二次铅沉降到炉底并回流至氧化段与一次粗铅汇合后经虹吸口放出。炉渣从排渣口连续或间断排出。