國外某閃速爐冷修改造實踐

桂云輝（江銅集團貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424）

國外某閃速爐冷修改造實踐

桂云輝
（江銅集團貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424）

簡要介紹了國外某廠冷修改造的原因和內容，對部分設備的優劣進行了總結，結果表明改造取得了預期效果，并對其試生產期間遇到的問題進行了分析。

閃速爐；改造；問題

國外某閃速煉銅冶煉廠投料于二十世紀80年代初期，經歷次改造，精礦處理能力為720 000 t／a（干基）。此次改造，精礦處理量將提升到1 335 190 t／a（干基）。為達到此目標，需要對閃速爐系統的一系列設施進行改造。

1 原生產流程及存在的問題

1.1 原生產流程

貨輪將銅精礦運至碼頭，經貨車運至堆式配料廠房內。該廠的堆式配料共兩堆，每堆的容量是4 000 t，輪換進行配料、上料作業。配好的精礦通過膠帶運輸機送入氣流干燥系統。該廠的氣流干燥為熱風爐、回轉窯、鼠籠三段式干燥系統。干燥后的銅精礦進入干礦倉，經埋刮板帶入閃速爐內。冰銅經石墨溜槽排出送PS轉爐吹煉，閃速爐渣水淬后外售。閃速爐煙氣經閃速爐鍋爐、沉降室、一次旋風、二次旋風后進入球形煙道，再到電收塵收塵后經閃速爐排風機送硫酸制酸。

1.2 存在的問題

1.2.1 精礦配料系統需改造

現有的精礦配料系統為堆式配料。該種配料方式存在配料不準確，不易實現自動化，化驗礦樣取樣代表性不好等缺點。

1.2.2 氣流干燥能力不足

現有干燥方式為氣流干燥，能力為110 t／h。該氣流干燥系統不能滿足改造后精礦處理量1 335 190 t／a的要求。另外氣流干燥需要重油提供熱量，出口煙氣含塵高、污染環境，且精礦與熱源接觸，有著火風險。

1.2.3 原閃速爐冷卻強度達不到新產能的要求

閃速爐精礦處理能力達到1 335 190 t／a（干基）時，此時反應塔熱負荷強度為1 722 MJ／m3h。該廠閃速爐本體水套有銅管水套、H梁水套、水平水套等，經多年生產，漏水、燒損水套較多。爐底因水套漏水，已局部發生變形。

1.2.4 閃速爐鍋爐達不到新產能下的要求

現有的閃速爐鍋爐始建于二十世紀八十年代初，由日本川崎公司設計，期間經歷了1993年第一次改造（奧圖泰），2002年第二次改造（FW公司），2012年第三次改造（FW公司），本次改造已經是第四次。由于原鍋爐設計缺陷，特別是輻射部前墻下部，造成爆管和變形，該廠已用鋼板和耐火混凝土覆蓋這部分受熱面。

1.2.5 原電收塵達不到要求

原電收塵為魯奇設計，經多年使用，殼體破損，系統漏風嚴重，多區送不上電，收塵效率差。

2 主要改造內容

2.1 堆式配料改為倉式配料

新建一倉式配料廠房。廠房內配有16臺容量為200 t的配料倉，分別貯存銅精礦、石英砂、渣精礦。其中用于貯存銅精礦的配料倉有13臺；貯存渣精礦的有1臺；貯存石英砂的有2臺。為保證配料精度采用了計算機在線控制的自動稱重配料系統，配有16臺定計量膠帶運輸機。銅精礦、石英砂、渣精礦按閃速爐入爐混合精礦成分的要求自動配比［1］。增加一臺振動篩，用以清除分離混合銅精礦中的各種雜物。新建一系列皮帶運輸機，用于將從配料倉給出的銅精礦均衡穩定地運輸至精礦干燥系統內。

2.2 氣流干燥改為蒸汽干燥

蒸汽干燥機由庫邁拉供貨，最大干燥能力為Q＝240 t／h（濕基），筒體尺寸Φ4.44×14 m，傾斜角度為2°。該廠的蒸汽干燥機的進料方式為振動溜槽給料，采用布置在筒體兩側的雙電機驅動。相比于傳統的蒸汽干燥機，其優缺點見表1。

表1 兩種干燥機優缺點對比

試生產的兩個多月時間里，達到了設計值，取得了預期效果。

2.3 增加爐體水套，提高冷卻強度

2.3.1 反應塔

該廠反應塔砌磚后尺寸為Φ6.5×6.9 m。本次改造在保證反應塔高度不變情況下，將反應塔頂由拱頂改為平頂吊掛耐火磚結構。中央噴射型精礦噴嘴安裝在反應塔正中心，精礦噴嘴架在一方型水套上，方型水套四周有8個清理孔，主要用于清理精礦噴嘴粘結。反應塔最上層增加一層立面水套，筒體增加兩層水平水套。增加了三層水套后，反應塔共有水套12層，這有利于在反應塔側壁形成掛渣，能更好地保護反應塔側壁，從而延長反應塔的壽命。

2.3.2 沉淀池

改造前，沉淀池頂部采用水冷梁架楔形磚的結構形式，這種結構不利于耐火磚的檢修和更換，而且存在銅管漏水的可能，因此將沉淀池頂改成吊掛耐火磚的結構。取消水冷梁，將H型梁水套改為條形吊掛水套。水套之間吊掛耐火磚，以保持沉淀池頂較好的密封性。受煙氣沖刷的影響，反應塔與沉淀池連接處的三角區熱負荷較大，因此在此處設置一圈BIC水套。沉淀池側墻在原有一層立面水套和水平水套的基礎上，增加一層水平水套。這樣可以最大限度地保護沉淀池的耐火磚，延長閃速爐的爐壽命。

2.3.3 上升煙道

該廠的上升煙道為鋼制水冷圓筒結構，MESCO設計供貨。本次改造擴大了圓筒的直徑，與鍋爐連接處接口也相應擴大，將上升煙道內筒的結渣清理方式由吹灰器改為液壓助推器。改造的優點：擴大了煙氣通過截面積，減少了鍋爐的冷風漏入量，提高系統安全穩定運行性能。

2.4 閃速爐鍋爐改造內容

增加了鍋爐掛屏的數量，延長對流部長度10m，以提高其冷卻強度。因該廠無法提供完整的鍋爐資料，在鍋爐改造擴產后無法校核原鍋爐受熱面各循環回路的安全性。為了工況需要，采用建立新的水循環系統，即新增一個鍋筒、兩臺循環泵和一套循環管與新增受熱面和部分原鍋爐的受熱面組成一個新的水循環系統。將輻射前墻、輻射前部頂棚等原有鍋爐受熱面納入新的循環系統中，這樣可以有效地降低原有鍋爐水循環系統負荷，減小原有鍋爐受熱面的運行風險。

2.5 新建電收塵

受該廠場地的影響，新建的電收塵采用臥式、水平流、雙室三電場布置。外殼為6mm厚不銹鋼焊接而成。內部采用“C”480型陽極板，改進型RS芒刺線等。這些都是國內比較成熟的技術，優點有很多，如密封性好、收塵效率高等。缺點是吊掛瓷瓶和傳動瓷瓶易爬電、破裂，陰陽極容易搭橋等［2］。該廠在恢復生產的兩個多月時間里，電收塵系統運行穩定，送電狀況良好，達到了預期的效果。

3 生產后遇到的問題

該廠從4月16日開始閃速爐停爐檢修，7月16日恢復生產。從試生產兩個月的情況看，改造基本達到了預期效果，最大投料量達到175 t／h。但系統還存在一些問題：

3.1 精礦運輸皮帶揚塵大

該廠蒸汽干燥機噸礦耗蒸汽值為0.1左右，精礦水分低。皮帶運輸系統無環境收塵，現場揚塵大，操作環境惡劣。該廠采取向精礦灑水的辦法，但效果不佳。

3.2 煙塵性質不佳，鍋爐粘接大塊

該廠在試生產期間，煙塵性質不佳，鍋爐頻繁粘接大塊。又由于原設計不合理，導致煙灰塊不能及時由刮板排出，導致大塊在鍋爐內堆積。其后增加了硫酸鹽化風用量，使煙灰由堅硬的亞硫酸鹽轉變為松脆的硫酸鹽化合物［3］，狀況有所好轉。

3.3 閃速爐升溫速度過快，爐體不規則膨脹

該廠7月7日21∶30開始升溫。烘爐時，該廠聘請專業升溫公司對閃速爐進行升溫。閃速爐體從常溫升至投料溫度花費7 d?？焖俚纳郎厮俣葞聿灰巹t膨脹，閃速爐密封被破壞，投料次日下午發生沉淀池側墻熔體泄漏事故。升溫期間沉淀池側墻各膨脹點膨脹尺寸見表2。

日期測量時間沉淀池北墻／mm沉淀池西墻／mm沉淀池南墻／mm沉淀池東墻／mm A D E F G J K L 7月7日22∶00 0 0 0 0 0 0 0 0 7月8日15∶00 0 0 0 0 0 0 0 0 7月9日15∶00 0 0 0 0 0 3 15 20 7月10日15∶00 0 0 0 0 0 5 25 30 7月11日15∶00 0 0 0 0 0 8 30 35 7月12日15∶00 20 3 13 14 8 15 38 40 7月13日15∶00 20 3 15 14 5 15 38 41 7月14日15∶00 22 3 20 18 8 15 45 50 7月15日15∶00 22 2 22 20 10 18 47 50

從表2可以看出，東墻（反應塔下方端墻）膨脹最大，達到50 mm。該廠采取加筋板固定，防止進一步發生膨脹位移的可能。膨脹縫處做密封盒，其內注滿澆筑料。

3.4 閃速爐鍋爐前墻頻繁漏水

因該廠鍋爐前墻未準備好足夠的備件，冷修時未更換，此處又為鍋爐最容易沖刷的部位之一。試生產的前兩個月，共發生六次鍋爐漏水，而且發生漏水的部位全部集中在此處。從泄漏點來看，大多數為爐管腐蝕變薄而產生泄漏。

4 結 語

該廠經過此次改造，自動化程度有所提高。但其員工對新設備的操作水平未相應提升，員工責任心不強。提高管理水平，強化員工的操作技能是該廠的當務之急。

［1］ 余齊漢，涂建華.銅精礦干燥及輸送系統的改造和生產實踐［J］.有色冶金設計與研究，2015，36（1）：19-21.

［2］ 昂正同.金隆閃速爐系統冷修改造實踐［J］.有色金屬（冶煉部分），2013，（2）：24-30.

［3］ 付強.貴冶閃速爐工藝裝備及控制技術的創新及發展［J］.有色金屬（冶煉部分），2015，（9）：6-8.

Plant Practice of Cold Repair of FSF System in Foreign-country

GUIYun-hui
（Guixi Smelter，Jiangxi Copper Corporation，Guixi335424，China）

This paper briefly introduces the reasons and contents of the foreign plant cold repair transformation，advantages and disadvantage of some devices are summarized，and the results show that the transform a chieve the desired effect.The trouble during its trial production are analyzed.

FSF；transform；trouble

TF806

A

1003-5540（2016）01-0050-03

2015-11-10

桂云輝（1983-），男，助理工程師，主要從事閃速爐技術管理工作。