金昌提高轉(zhuǎn)爐送風(fēng)時率生產(chǎn)實踐

金澤志， 盛柏青

(金昌冶煉廠，安徽 銅陵 244000)

金昌提高轉(zhuǎn)爐送風(fēng)時率生產(chǎn)實踐

金澤志， 盛柏青

(金昌冶煉廠，安徽 銅陵 244000)

金昌冶煉廠在減少轉(zhuǎn)爐開動率的前提下大力挖潛轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率，通過持續(xù)的技術(shù)攻關(guān)改進(jìn)，加強(qiáng)內(nèi)部管理，創(chuàng)新生產(chǎn)模式，在環(huán)保達(dá)標(biāo)的條件下，將轉(zhuǎn)爐的送風(fēng)時率提高至85.5%。本文介紹了金昌轉(zhuǎn)爐提高轉(zhuǎn)爐送風(fēng)時率的生產(chǎn)實踐。

環(huán)保； 轉(zhuǎn)爐； 操作制度； 送風(fēng)時率

0 概述

金昌冶煉廠共有4臺P-S轉(zhuǎn)爐，爐體尺寸為Φ3.2 m×8.76 m,冰銅處理冰銅量為100 t/爐，自動化程度相對較低，所有物料均從爐口加入，無生產(chǎn)可視化在線監(jiān)控。主要處理澳爐產(chǎn)出的液態(tài)冰銅、陽極爐返回的精煉渣、煙灰塊、轉(zhuǎn)爐床下物、轉(zhuǎn)爐煲殼和固鈹，通過鼓入空氣并添加石英熔劑完成造渣，造銅期加入一定量殘極和冷雜銅，產(chǎn)出粗銅經(jīng)行車吊運至反射式陽極爐精煉，煙氣經(jīng)余熱鍋爐、電收塵、排風(fēng)機(jī)送制酸系統(tǒng)制酸。

1 送風(fēng)時率對轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率的影響

1.1 相關(guān)概念表述

送風(fēng)時率指轉(zhuǎn)爐一次作業(yè)實際送風(fēng)時間與一次作業(yè)周期之比，即轉(zhuǎn)爐在送風(fēng)狀態(tài)下吹煉的時間與整個吹煉過程所需總時間之比。

冰銅吹煉過程是間歇式周期性作業(yè)，即先裝入冰銅，鼓風(fēng)，加入熔劑和冷料，停止鼓風(fēng)，倒出爐渣，再裝入冰銅等。停風(fēng)期間，轉(zhuǎn)爐不進(jìn)行任何吹煉反應(yīng)，而且會使?fàn)t溫下降，以致影響下一步操作，故應(yīng)盡量縮短停風(fēng)時間。

1.2 送風(fēng)時率的影響

轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率是指每爐日產(chǎn)粗銅量(t/d)。

轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率與爐子尺寸、冰銅品位、單位時間內(nèi)鼓入爐內(nèi)的空氣量、送風(fēng)時率和操作條件等有關(guān)。吹煉高品位冰銅，由于造渣時間短，爐子生產(chǎn)率大。生產(chǎn)實踐證明，冰銅品位提高1%，產(chǎn)量可提高4%[1]。

冰銅吹煉過程是利用鼓入爐內(nèi)空氣中的氧，氧化冰銅中的硫和鐵的過程，因此鼓風(fēng)量大小和送風(fēng)時率直接影響轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率可用公式(1)表示[2]：

(1)

式中e—轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率；Q—鼓風(fēng)量，m3/h(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))；K—送風(fēng)時率，%；η—空氣利用率，%；q—吹煉一噸粗銅消耗空氣量，m3/h(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))。

從公式(1)中可看出，生產(chǎn)率與送風(fēng)時率成正比，即送風(fēng)時率愈大，生產(chǎn)率愈高。

2 生產(chǎn)現(xiàn)狀

金昌冶煉廠自2003年澳爐(設(shè)計礦產(chǎn)粗銅能力80 kt/a)投產(chǎn)以來，通過多年的技術(shù)創(chuàng)新與配套設(shè)備的升級改造后，產(chǎn)能已達(dá)礦產(chǎn)粗銅150 kt/a，陰極銅200 kt/a，硫酸550 kt/a，共有三套制酸系統(tǒng)，處理煙氣量為22 000 Nm3/h。因制酸Ⅱ系統(tǒng)工藝及設(shè)備陳舊，尾氣排放難以達(dá)標(biāo)，自2014年8月開始停產(chǎn)，目前剩下2套制酸系統(tǒng)的煙氣處理能力180 000 Nm3/h。澳爐熔煉產(chǎn)出的煙氣量為90 000 Nm3/h，為確保尾氣達(dá)標(biāo)排放，要求轉(zhuǎn)爐產(chǎn)出的煙氣總量必須控制在90 000 Nm3/h以內(nèi)，只能滿足2臺轉(zhuǎn)爐同時進(jìn)行吹煉(以前采取3臺轉(zhuǎn)爐連續(xù)作業(yè)方式)，即轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)模式由原來的4H3B改為3H2B。在新的生產(chǎn)模式下，為確保銅酸系統(tǒng)、粗煉與精煉系統(tǒng)的生產(chǎn)平衡，達(dá)到產(chǎn)能最大化，以降低生產(chǎn)成本，提高轉(zhuǎn)爐的送風(fēng)時率尤為重要。

3 生產(chǎn)實踐

3.1 創(chuàng)新轉(zhuǎn)爐作業(yè)方式

正常情況下轉(zhuǎn)爐采取3H2B作業(yè)方式，采取3臺高壓風(fēng)機(jī)分別對3臺轉(zhuǎn)爐送風(fēng)，2臺爐同時送風(fēng)，另1臺待出銅、進(jìn)料，3臺轉(zhuǎn)爐進(jìn)行爐交換與期交換相結(jié)合的作業(yè)方式，以確保吹煉的2臺爐子中，其中1臺處于S期，另1臺處于B期，(見圖1)即：1#爐S期，2#爐B期，3#爐熱備，在2#爐B期結(jié)束時進(jìn)行3#爐的S期吹煉，在1#爐B期結(jié)束時進(jìn)行2#的S期吹煉(爐交換作業(yè))，在2#爐S期結(jié)束時再切換至1#爐進(jìn)行S期吹煉(期交換作業(yè))，在交換作業(yè)期間可進(jìn)行除篩爐渣、修爐口、加第一批冷銅以及備料和出銅的時間，實現(xiàn)3臺轉(zhuǎn)爐之間無間隙交換作業(yè)，始終保持有2臺轉(zhuǎn)爐在吹煉狀態(tài)且分別區(qū)于S期和B期，確保出口煙氣總量、濃度、溫度相對穩(wěn)定，這種S期+B期組合的作業(yè)方式，送風(fēng)時率高，日作業(yè)爐次高。作業(yè)示意圖如圖1所示。

圖1 爐期雙交換作業(yè)圖

3.2 提高操作人員的技術(shù)水平

由于金昌冶煉廠轉(zhuǎn)爐工序的自動化程度低，轉(zhuǎn)爐長操作主要依靠個人技能和經(jīng)驗，通過觀察爐口火焰、噴濺物和爐溫變化來判斷爐內(nèi)物料反應(yīng)進(jìn)程[3]，單爐作業(yè)的進(jìn)度很大程度上取決于爐長操作水平的高低。為整體提高爐長的技術(shù)水平，金昌冶煉廠主要依托“有色金屬火法冶煉國家級技能大師工作室”為平臺開展導(dǎo)師帶徒與課題攻關(guān)，注重理論與實踐相結(jié)合，制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程效果顯著，轉(zhuǎn)爐操作進(jìn)度整體受控，極大的減少了非作業(yè)時間，送風(fēng)時率顯著提高。

3.3 加強(qiáng)生產(chǎn)組織，上下工序緊密配合

為了提高轉(zhuǎn)爐的送風(fēng)時率，生產(chǎn)管理人員在詳細(xì)了解熔煉、吹煉和精煉的生產(chǎn)規(guī)律的基礎(chǔ)上制定出轉(zhuǎn)爐作業(yè)進(jìn)度計劃表，作為澳爐、轉(zhuǎn)爐、陽極爐三道工序操作指南[4]，各崗位間密切配合，以維持轉(zhuǎn)爐穩(wěn)定生產(chǎn)及各系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)均衡。

3.3.1 澳爐與貧化電爐

澳爐與電爐按照作業(yè)時序放銅，保證及時供料而又不長時間等待進(jìn)料；與行車、轉(zhuǎn)爐保持緊密聯(lián)系，及時了解下道工序的作業(yè)進(jìn)度，協(xié)調(diào)進(jìn)料，調(diào)控好放銅頻度；嚴(yán)格控制放銅夾渣，做到連續(xù)穩(wěn)定地放銅、排渣，保持電爐熔體液面和渣口流量，穩(wěn)定減少轉(zhuǎn)爐停風(fēng)等料的時間，縮短轉(zhuǎn)爐非作業(yè)時間。

3.3.2 行車

行車按照作業(yè)時序吊運，合理安排不同物料的吊運順序，使主廠房內(nèi)物料吊運流程順暢，提高作業(yè)效率，確保轉(zhuǎn)爐不等料。

3.3.3 轉(zhuǎn)爐

轉(zhuǎn)爐嚴(yán)格按照作業(yè)時序進(jìn)行吹煉生產(chǎn)，發(fā)生突發(fā)狀況造成時序錯位時要及時采取糾正措施，適時調(diào)整整體作業(yè)時序，加強(qiáng)操作過程控制(吹煉時間，停風(fēng)時間)，合理安排物料的進(jìn)、出時機(jī)，減少停風(fēng)時間，提高送風(fēng)時率。

3.3.4 陽極爐

陽極爐按照作業(yè)時序進(jìn)銅，與轉(zhuǎn)爐、行車保持密切聯(lián)系，及時了解轉(zhuǎn)爐工序作業(yè)進(jìn)度，確保轉(zhuǎn)爐出銅能立即進(jìn)陽極爐，避免轉(zhuǎn)爐因等出銅而不能及時備料。

3.4 富氧吹煉

適當(dāng)提高送風(fēng)中氧氣濃度進(jìn)行富氧吹煉，制定轉(zhuǎn)爐富氧吹煉相關(guān)操作制度。富氧吹煉強(qiáng)化了爐內(nèi)氣- 液多相反應(yīng)，硫化物的氧化反應(yīng)速度加快，熱量同比釋放大大增加，隨煙氣帶走的熱量少，爐溫上升較快，反應(yīng)進(jìn)行迅速，進(jìn)一步縮短單爐周期和提高單爐產(chǎn)量(溫度高可以多處理含銅物料)，同時還能提高煙氣中二氧化硫濃度，減少了煙氣總量，維持銅、酸系統(tǒng)的生產(chǎn)平衡。見表1。

3.5 提高銅锍品位

理論計算和生產(chǎn)實踐都表明，在其它條件相同的情況下，銅锍品位愈高，吹煉周期愈短，則送風(fēng)時率越高[5]。結(jié)合生產(chǎn)實際，經(jīng)過實踐摸索在現(xiàn)澳爐精礦處理量75～80 t/h的情況下，通過調(diào)整氧- 料比將冰銅品位控制在50%～52%(前期為48%～50%)，正好能保證能及時給轉(zhuǎn)爐供料，同時轉(zhuǎn)爐單爐時間不會超過345 min，有效縮短了轉(zhuǎn)爐的非操作時間，提高了轉(zhuǎn)爐的送風(fēng)時率。

表1 轉(zhuǎn)爐富氧吹煉主要操作參數(shù)

4 效果分析

通過持續(xù)攻關(guān)和科學(xué)管理，目前轉(zhuǎn)爐的送風(fēng)時率已有前期的70%左右提高至85.5%,極大提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，同時更好地維持了銅酸系統(tǒng)的生產(chǎn)平衡，煙氣低空污染得到有效遏制。

5 結(jié)束語

在火法煉銅工藝中，轉(zhuǎn)爐起著承上啟下的作用，科學(xué)、合理的作業(yè)制度對整個工序的穩(wěn)定至關(guān)重要。金昌冶煉廠的“兩開三倒”爐、期雙交換作業(yè)制度，操作靈活、方便，充分挖掘了生產(chǎn)潛力，為企業(yè)的高效、清潔生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

[1] [美]W.G.達(dá)文波特，[美]M.金，[美]M.施萊辛格，A.K,比斯瓦斯.銅冶煉技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[2] 朱祖澤，賀家齊.現(xiàn)代銅冶金學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[3] 陳國發(fā).重金屬冶金學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

[4] 唐尊球.銅PS轉(zhuǎn)爐與閃速吹煉技術(shù)比較[J].有色金屬(冶煉部分)，2003，(1)：9-11.

[5] 李衛(wèi)民.銅吹煉技術(shù)的進(jìn)展[J].云南冶金，2008，37(5)：24-28.

Practice of Improving the Rate of Converter Blowing

JIN Ze-zhi， SHENG Bai-qing

The paper introduces how to raise the production efficiency of converter under the premise of reducing the operation rate in Jinchang smelter, through continuous technological research, strengthening internal management, innovative production mode, increases the rate of the converter to 85.5% in the condition of reaching environmental protection. The paper introduces practice of improving the rate of the converter blowing in Jinchang smelter.

environmental protection； converter； operating system； rate of air supply

2015-06-06

金澤志(1973-)，男，安徽桐城人，冶煉高級技師，大學(xué)專科，主要從事生產(chǎn)管理工作。

TF748

B

1003-8884(2015)05-0035-03