“你們實現(xiàn)了一代人的夢想”
——記豫光金鉛首家工業(yè)化應(yīng)用雙底吹連續(xù)煉銅技術(shù)創(chuàng)新實踐之路

“你們實現(xiàn)了一代人的夢想”
——記豫光金鉛首家工業(yè)化應(yīng)用雙底吹連續(xù)煉銅技術(shù)創(chuàng)新實踐之路

趙體茂｜文

一直以來，我們國家的有色冶煉技術(shù)人員都有一個夢想，那就是實現(xiàn)銅冶煉的連續(xù)冶煉。今天，這個夢想終于在豫光開花結(jié)果。2014年2月，豫光世界首家將“雙底吹”連續(xù)煉銅技術(shù)成功產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用到生產(chǎn)實踐。2016年，經(jīng)過兩年的生產(chǎn)實踐，吹煉爐一期爐齡達到16個月，陰極銅產(chǎn)能突破11.5萬噸。同時，也摸索出一套陽極爐適合所產(chǎn)粗銅的操作方式等。2016年12月28日，“YG”牌A級銅在上海期貨交易所（SHFE）成功注冊。2017年4月27日，該產(chǎn)品再次成為倫敦金屬交易所（LME）注冊品牌，成功走向國際高端市場。

2012年7月，懷著偉大的夢想，豫光人在660畝熱土上揮灑汗水，開始了雙底吹連續(xù)煉銅項目建設(shè)。2014年2月，伴隨著響亮的鞭炮聲，該項目順利投料試產(chǎn)。如今，歷經(jīng)三年的生產(chǎn)實踐，攔路虎逐步攻破，昔日的難題變成了控制的訣竅，系統(tǒng)產(chǎn)能得到充分釋放，年產(chǎn)高純陰極銅12萬噸，超過設(shè)計產(chǎn)能。氧氣底吹連續(xù)吹煉爐首爐壽命為16個月，是現(xiàn)有P-S轉(zhuǎn)爐吹煉的爐襯壽命的5倍，大幅度降低粗銅單位耐材消耗，使產(chǎn)業(yè)化經(jīng)濟運行得到了保證。

2016年10月10日，雙底吹連續(xù)煉銅技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)與應(yīng)用科技成果評價會在濟源舉行。會上，評價委員會組長、中國工程院院士邱定蕃激動地說：“你們實現(xiàn)了一代人的夢想！”

2017年4月27日，“YG”牌A級銅正式成為倫敦金屬交易所（LME）注冊品牌，成功走向國際高端市場。這是繼2016年12月28日，“YG”牌A級銅在上海期貨交易所（SHFE）成功注冊后的又一大喜訊！

技術(shù)創(chuàng)新

從目前世界煉銅技術(shù)來看，銅锍吹煉90%以上的產(chǎn)能仍沿用已有百年歷史的P-S轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)，但該技術(shù)存在低空污染、間斷作業(yè)、爐襯壽命短、耐火材料單耗高等嚴重缺點。為加快銅冶煉技術(shù)升級，豫光積極創(chuàng)新，2008年開始嘗試富氧雙底吹連續(xù)煉銅新技術(shù)。實踐證明，該技術(shù)在投資、運行成本等方面都較閃速熔煉和其他熔池熔煉要少。“如果能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，絕對處于世界煉銅技術(shù)的領(lǐng)先地位！”董事長楊安國高瞻遠矚道。

技術(shù)上一般遵循的是“先立后破”的規(guī)律，只有下大力氣，“破”字當頭，才能為有色金屬行業(yè)的技術(shù)升級推波助瀾。2012年5月，豫光結(jié)合設(shè)計方，進行了為期26天的冷態(tài)銅锍富氧底吹連續(xù)吹煉半工業(yè)試驗，進一步驗證了銅锍底吹連續(xù)吹煉工藝完全可行。

短短的26天時間，歷史不會忘記，豫光為銅冶煉工藝書寫了濃墨重彩的一筆，試驗爐為雙底吹連續(xù)煉銅開創(chuàng)了嶄新的時代！全國工程勘察設(shè)計大師蔣繼穆在接受采訪時指出：該試驗的成功，是具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的底吹連續(xù)煉銅產(chǎn)業(yè)化成功應(yīng)用邁出的寶貴一步，而這一步已經(jīng)足以和雙閃煉銅工藝相媲美。

冷銅锍底吹連續(xù)吹煉試驗成功后，豫光迅速著手建設(shè)冶煉渣處理技術(shù)改造工程，成為行業(yè)第一家將銅锍底吹連續(xù)吹煉工藝應(yīng)用于綜合回收銅及有價金屬的冶煉企業(yè)。

2014年2月28日，豫光首創(chuàng)、國內(nèi)第一條雙底吹連續(xù)煉銅技術(shù)順利進入工業(yè)化生產(chǎn)。4月23日，生產(chǎn)線順利拉通，產(chǎn)出了濟源工業(yè)史上第一塊A級銅。

豫光金鉛股份公司副總經(jīng)理王擁軍自豪地說：“全國最先進的底吹技術(shù)在豫光，最廣泛的底吹技術(shù)仍在豫光，我們有試驗爐做平臺，又有各種專業(yè)人才做基礎(chǔ)，所有的底吹技術(shù)在豫光都將成功突破。”

這個新技術(shù)至為重要的是，成功實現(xiàn)了銅冶煉行業(yè)連續(xù)吹煉爐內(nèi)粗銅、白鈹、銅锍、吹煉渣等各物相對穩(wěn)定，實現(xiàn)了連續(xù)進料、連續(xù)吹煉，完全解決了低空污染問題，對世界銅冶煉技術(shù)的發(fā)展具有重要的引領(lǐng)作用。

裝備創(chuàng)新

在創(chuàng)新的道路上，豫光一直是個實踐者，是讓夢想落地的開拓者。

針對雙底吹連續(xù)煉銅新工藝，豫光研發(fā)了適用于熱態(tài)銅锍底吹連續(xù)吹煉工藝條件的吹煉裝置，開發(fā)了吹煉爐爐體技術(shù)、長壽命耐火材料內(nèi)襯技術(shù)、長壽命氧槍技術(shù)以及粗銅口快速修補技術(shù)，實現(xiàn)了吹煉爐長爐期、高作業(yè)率運行。

2014年，吹煉爐試產(chǎn)期間銅口、氧槍壽命短，氧槍運行壓力低容易堵塞等成為持續(xù)生產(chǎn)的障礙。“為解決堵塞問題，光氧槍就改了18次，后來改用了高壓氧氣加氮氣，氧槍的壽命才得到了一定的提高。”玉川冶煉廠設(shè)備負責(zé)人張紅星說。

2016年春節(jié)，為了陰極銅年任務(wù)突破11萬噸，玉川冶煉廠再次吹響了提產(chǎn)的號角。但真正進入提產(chǎn)狀態(tài)后才發(fā)現(xiàn)，由于工程設(shè)計限制，氧槍堵塞現(xiàn)象再次出現(xiàn)。張紅星說：“這次我們又對氧槍進行了12次的改進試驗，并對槍座、供氣管路進行了改造，熔煉爐處理量同比增加18%，吹煉爐有效處理量穩(wěn)定在20噸/小時以上，年產(chǎn)合格陰極銅11.5萬噸。”

曾經(jīng)，銅口磚因銅液的高溫沖刷及燒氧操作，造成內(nèi)層銅口磚的損傷，常規(guī)方法是更換全套銅口磚，耗時需要近6個小時，且高溫條件下勞動強度大。于是，豫光自主創(chuàng)新銅口修補，利用一定配比的熱補料和黏合劑，穩(wěn)定自動流入銅口磚內(nèi)部并凝固成型，不到1小時，便可修復(fù)好銅口磚，更換周期從12天增至30天，節(jié)省了材料成本，提高了吹煉爐的作業(yè)率。

操作創(chuàng)新

實踐最能檢驗真理。雙底吹連續(xù)煉銅技術(shù)在生產(chǎn)中不斷得到創(chuàng)新，豫光人摸索出了一套適合自己的、獨具特色的操作方式。

提起造熔池技術(shù)，主管工藝的劉素紅甚是自豪。底吹爐常規(guī)造熔池的方法熔化速度比較慢，一般需要1～2天。而豫光自主研發(fā)的快速造熔池技術(shù)利用底部氧槍快速熔化銅锍，僅僅7個小時就造好了熔池，時間縮短了80%。

還有，本是行業(yè)常規(guī)的回轉(zhuǎn)式陽極爐，但因為豫光所產(chǎn)粗銅含硫是行業(yè)的10倍，這對陽極爐的生產(chǎn)提出了非常苛刻的要求，試產(chǎn)期間，氧化還原時間持續(xù)在10～12小時之間。由于精煉時間長，爐次不能保證，經(jīng)常造成吹煉爐憋爐，影響產(chǎn)量。面對這種無前車之鑒的難題，技術(shù)人員繼續(xù)發(fā)揚自主創(chuàng)新的精神，硬是摸索了半年的時間，將氧化還原時間縮短為3小時，陽極板品位、合格率分別穩(wěn)定在99%以上，成為行業(yè)里的一個奇跡。中國恩菲的專家贊賞道：豫光這套陽極爐的操作方法足以申請專利。

在之后的生產(chǎn)中，面對電解液含砷嚴重超標，導(dǎo)致陰極銅品質(zhì)不能得到很好提升的問題，試產(chǎn)人員再次皺緊了眉頭。為了有效降低電解液含砷，他們從源頭抓起，控制陽極爐高砷銅加入量，對脫銅槽進行改造，降低脫銅功能加大脫砷效率等。最終，電解液砷含量由2015年年初的38克/升降低至目前的10克/升以內(nèi)，脫砷效率達到80%。

隨著電解液成分的不斷優(yōu)化，再加上鍥而不舍地進行了沉砷劑試驗、和瓦試驗、阿維酮試驗等。如今，陰極銅銷售合格率大幅提升。

生產(chǎn)穩(wěn)定后，利用吹煉爐使用高氧濃和全熱態(tài)銅锍生產(chǎn)時的過剩熱量，處理大于60%品位的再生銅，在不增加煤及其他燃料的基礎(chǔ)上，可使再生銅與原生銅比例達1∶1，使雙底吹連續(xù)煉銅技術(shù)成為世界上“原生銅與再生銅相結(jié)合的連續(xù)煉銅新技術(shù)”。

（本文作者系豫光玉川冶煉廠廠長）