富氧側吹爐水冷梁的改造

曹殿慶

摘 要：新疆喀拉通克礦業有限責任公司冶煉廠于2010年引進了全新的熔煉工藝——富氧側吹爐，在生產過程中水冷梁漏水成為影響富氧側吹爐連續生產的難題。

關鍵詞：富氧側吹爐;水冷梁;小水室;銅水套

1 前言

富氧側吹熔池熔煉爐是一種強氧化反應熔煉，是從礦石中提取有價金屬，因其物料反應快，處理量大，使得爐內煙氣量大、煙氣溫度高，側吹爐的水冷梁，受煙氣的機械沖刷、磨損，高溫化學侵蝕及熱應力等的多層作用，發生漏水事故，漏水直接影響著側吹爐的連續生產。

2 水冷梁在應用中出現的問題

喀拉通克礦業有限責任公司冶煉系統富氧側吹爐水冷梁、爐頂水套及上升煙道內襯澆注料和耐火磚沖刷、侵蝕、剝落嚴重，首先是水冷粱下部澆注料沖刷剝落，隨后上部耐火磚沖刷塌落，基本使用兩個多月上升煙道端的內襯耐火材料全部脫落，水冷粱后部內襯耐火材料也不足60mm。造成水冷粱及煙道水套直接與高溫煙氣接觸，加劇了鋼板的金屬疲勞，同時也使設備水室里產生大量的水垢，致使煙道水套及水冷梁頻繁燒漏和開裂，基本是三、四天就會出現漏水，只能停風補焊處理。上升煙道端的水套和水冷梁前端經歷多次挖補焊接，已成為制約冶煉安全連續生產的突出問題。同樣側吹爐爐頂水套內襯澆注料也一樣被沖刷脫落。另外側吹爐虹吸池渣口內端兩側渣線墻體也沖刷嚴重，大約半年時間就沖刷掉三分之二。

水冷梁發生漏水后，平均月停風處理4-5次，2012年后期更是頻繁漏水。漏水使側吹爐內溫度持續下降;爐料熔池的冶金反應受到一定程度影響;直接表現是燃料焦炭、蘭碳的消耗量增加。針對漏水進行停爐焊補提高了維護成本，重要的是爐體開停頻繁引起正常生產時間減少、爐內耐火砌體壽命降低等一系列問題。

3 出現問題后采取的處理措施

因此有必要對冶煉系統側爐水冷梁及爐頂水套進行技術革新，改進側吹爐水冷梁結構，內部耐火磚體及爐頂水套澆注料固定方式的核算及技術改造，對上周期生產過程中存在的設備不足和設計不足進行完善。喀拉通克礦業公司根據現狀提出4套側吹爐水冷梁改造方案：

方案一：基本保持原設計不變，小水室改為銅水套，承重牛腿要下降。銅水套厚215mm，重400多公斤，整體改造小，工程量較少。

方案二：水冷梁換成鋼水套。鋼水套較大，其中銅水套較重。固定鋼水套要支千斤，造成上部局部緊湊，影響周圍管路布局，不利于施工檢修。

方案三：整體設計不變，增加L型銅水套，將小水室保護起來。在水冷梁上開孔，將銅水套掛上去，改造量小。

方案四：將水冷梁、小水室去掉，用磚代替水冷梁，結構簡單、保溫性能好、減少了水循環系統。在牛腿上架鋼梁承重，鋼梁上安裝銅水套保護，銅水套上砌磚代替水冷梁。本方案需要將承重體分布好。

經過分析討論，結合冶煉廠側吹爐結構，水冷梁改造傾向于方案4，確定方案4為側吹爐水冷梁改造方案，改造的目就是：好用、結實、壽命長、施工方便、利于維修。在原水冷梁設計基礎上，進行少量改造。方案：將水冷梁、小水室去掉，用磚代替水冷梁，結構簡單、保溫性能好、減少了水循環系統。在牛腿上架鋼梁承重，鋼梁上安裝銅水套保護，銅水套上砌磚代替水冷梁。本方案需要將承重體分布好。

4 改造后的使用效果

用磚替代水冷梁，不僅減少因設備事故引起的停風，而且磚體也便于檢修填補，有利于工藝的穩定連續生產。有效穩固內部砌筑體延長爐體壽命，降低水冷梁和上升煙道漏水對生產連續性的影響，極大減少因出爐水冷梁漏水而產生的費用和時間。可以減少循環水量，減少熱量損失，不僅爐體結構簡單，而且可以減少水套帶走的熱量，降低燃料率。

5 結束語

富氧側吹爐因富氧熔煉爐內反應劇烈，物料處理量大，使得爐內煙氣量大、煙氣溫度高，對爐體上部造成機械沖刷、磨損，高溫化學侵蝕及熱應力等的多層作用，上部受損可能引起整體大修。我廠水冷梁改造后，使用效果明顯，保障了富氧側吹爐生產的連續性，使運轉率大幅提高。

參考文獻

[1]長沙有色冶金設計研究院技術要求.

[2]李洪柱，稀有金屬冶金學，北京：冶金工業出版社，1990.