穩(wěn)定蒸汽干燥機運行狀況的攻關(guān)

易瑞強

（江西銅業(yè)集團有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

閃速煉銅因其獨特的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用在全世界的銅冶煉中，對入爐物料的含水率有著嚴(yán)格的要求，干燥過程成為了閃速煉銅工藝中必不可少的一環(huán)節(jié)［1-2］。我們常說的干燥一般就是指加熱干燥法，它利用熱能加熱物料氣化物料中的水分，水分變成水蒸汽并隨空氣帶出干燥器。物料經(jīng)過加熱干燥，能夠除去物料中的非結(jié)合水和結(jié)合水，達到產(chǎn)品或原料所要求的含水率［3］。固體含水物料即為被干燥物料，氣體稱為干燥介質(zhì)。在干燥過程中，水分要從固體內(nèi)部擴散到表面，從表面借熱能氣化而至氣相中，因此干燥屬于傳質(zhì)過程。按照熱能傳給濕物料的方式，干燥過程可分為對流干燥、傳導(dǎo)干燥、輻射干燥和介電加熱干燥等。為了節(jié)能減排，降本增效，2013 年貴溪冶煉廠實施工藝優(yōu)化，淘汰了高耗能、尾氣超標(biāo)的三段式氣流干燥系統(tǒng)，新建了一套干燥精礦能力為220t/h 的蒸汽干燥系統(tǒng)。蒸汽干燥機作為擔(dān)負(fù)閃速爐日常生產(chǎn)的唯一一套干燥系統(tǒng)，從2013 年5 月啟用至今，其運行狀況對閃速爐的作業(yè)率有很大影響。

2 工藝簡介

貴溪冶煉廠使用的庫邁拉蒸汽干燥機屬于回轉(zhuǎn)式蒸汽干燥機，如圖1 所示，其傾斜角度為2 度（進料端高，出料端低，類似回轉(zhuǎn)窯），干燥機由一臺大功率馬達驅(qū)動干燥機殼體和蒸汽盤管同速轉(zhuǎn)動［4-6］。干燥機的一端是進料口，濕的混合礦通過皮帶加入干燥機內(nèi)；另一端是出料斗和蒸汽進、出口的連接器，蒸汽從轉(zhuǎn)子的中心管進入，穿過輻射狀聯(lián)箱，分配給盤管所有的環(huán)路，加熱盤管后再通過盤管將熱量傳給不斷在轉(zhuǎn)子盤管間隙中運動的銅精礦，使精礦升溫后逐漸蒸發(fā)脫除所含的水分。蒸汽中的冷凝水在轉(zhuǎn)子離心力的作用下，匯集進入中心管，在蒸汽壓力的作用下，冷凝水從中心管通過虹吸管排出干燥機返回到動力純水箱，回收純水。

在蒸汽干燥過程中，精礦干燥分為升溫、蒸發(fā)、再升溫三個階段［7-8］，在升溫階段，常溫的濕精礦進干燥機后與加熱了的盤管接觸，隨著精礦向前推進溫度迅速上升，當(dāng)精礦溫度至90℃后水分開始大量蒸發(fā)，在精礦水分大量蒸發(fā)階段溫度無明顯變化。當(dāng)精礦中水分已蒸發(fā)完畢，隨著精礦的進一步加熱溫度隨之上升，因此控制出料口干礦的溫度，就可以控制干礦中的水份，從而為閃速爐提供合格的原料。

圖1 貴溪冶煉廠庫邁拉蒸汽干燥機結(jié)構(gòu)簡圖

3 存在的問題及改進措施

蒸汽干燥機系統(tǒng)自投產(chǎn)以來，雖有處理精礦量大、物料溫度容易控制等優(yōu)點，但在運行過程中也出現(xiàn)了一些問題，影響著干燥機的正常運行，以下將這些問題進行探討。

（1）蒸汽干燥機入料端容易堵料，造成頻繁停開機現(xiàn)象。

配制好的精礦通過皮帶輸送至干燥機頭部內(nèi)1.8 米左右的位置，由于蒸汽干燥機處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，初入的精礦容易粘附在盤管上，隨著干燥機旋轉(zhuǎn)至最高點，礦物在重力作用下倒塌下來落在給料皮帶上，容易造成皮帶壓死，中止帶料。

（2）干燥機頭部螺旋線粘結(jié)，給料不順暢。

干燥機為了減少揚塵及加大濕氣的排出，保證現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境，在干燥機出料口上方增設(shè)了收塵裝置。在長期干燥的過程中，干燥機頭部會吸入大量冷空氣，將精礦粘結(jié)在螺旋線上，隨著生產(chǎn)的進行，螺旋線上的精礦越積越多，造成帶料皮帶磨損，甚至擠死，導(dǎo)致干燥停止。

（3）精礦除雜力度不足，造成干燥機盤管磨損嚴(yán)重。

精礦在前端的處理和運輸?shù)倪^程中還含有一小部分鐵絲及大顆粒砂石等質(zhì)地較硬的物品，隨著皮帶運輸帶入干燥機內(nèi)部，在干燥機旋轉(zhuǎn)作用下不斷對干燥機內(nèi)的盤管磨損，在排出干燥機的過程中還容易卡死出料倉回轉(zhuǎn)閥，導(dǎo)致設(shè)備故障，影響干燥系統(tǒng)運行。

（4）干燥機疏水效果不佳，導(dǎo)致蒸汽含水現(xiàn)象。

蒸汽干燥機的熱源來自余熱鍋爐的蒸汽，通過動力車間降壓處理后輸送至干燥機，在干燥機內(nèi)因蒸汽與物料的熱交換產(chǎn)出部分冷凝水，干燥機盤管在水量大的情況下無法及時排出，導(dǎo)致干燥能力下降。

（5）干燥機盤管使用壽命無法滿足長周期生產(chǎn)。

干燥機盤管內(nèi)部有鐵絲、粗顆粒石英砂等雜物在長周期的磨損消耗下，部分區(qū)域已經(jīng)變薄，甚至干燥機盤管經(jīng)常會出現(xiàn)漏氣，嚴(yán)重影響和制約著長周期生產(chǎn)。

圖2 入料端堵料

圖3 干燥機頭部安裝振打球

圖4 安裝保護套

4 改進措施

針對以上幾個問題，技術(shù)員們通過不斷地摸索，試驗，得到了改進措施。

（1）在可移動皮帶尾部兩側(cè)加裝護板及固定式連桿。

改造前，可移動皮帶時常因頭部返料至可移動皮帶內(nèi)側(cè)，導(dǎo)致皮帶跑偏，甚至造成壓死皮帶而堵料現(xiàn)象。針對此癥結(jié)，在可移動皮帶尾部兩側(cè)加裝護板及固定式連桿，保護皮帶尾部，減少返料掉到可移動皮帶內(nèi)側(cè)。

（2）在干燥機入口螺旋線區(qū)域增加振打球。

由于干燥機在長期干燥的過程中，其頭部容易吸入冷空氣而形成粘結(jié)。小組為解決此疑難點，在干燥機頭部安裝振打球，通過振打球重力沉降連續(xù)敲打干燥機頭部內(nèi)側(cè)，減少粘結(jié)現(xiàn)象，同時加裝氮氣管道，通過鼓氮氣來減少冷空氣的吸入。

（3）增加電磁鐵，優(yōu)化精礦振動篩篩網(wǎng)，提升干燥機進料品質(zhì)。

從源頭抓起，在輸送皮帶出料口增加多臺大功率電磁鐵，徹底清除精礦中夾雜的鐵器，加大對電磁鐵的停送電管理；并改進精礦振動篩篩網(wǎng)孔徑，除去大顆粒精礦和石英石。對入口盤管拉桿、主管與支管安裝保護套，避免拉桿脫落，防止盤管支撐點移位；主管與支管磨損，減少盤管磨損漏氣。

（4）改進干燥機疏水系統(tǒng)。

通過將機械式閥組改造為浮球式與倒吊桶式組合疏水閥組，防止蒸汽流失，及時排除不凝氣體，保證疏水暢通。提升蒸汽的品質(zhì)。蒸汽品質(zhì)越好，干燥效果越好。從表1 可以看出，自改造以來，噸礦耗汽量持續(xù)下降。

表1 2015-2018 年噸礦耗蒸汽統(tǒng)計表 t

表2 2015-2018 年蒸汽干燥機作業(yè)率統(tǒng)計表 %

（5）利用超聲波測厚儀對易磨損區(qū)域進行排查，及時檢測提前修復(fù)。

干燥機盤管在長周期的磨損消耗下，部分已經(jīng)變薄，為防止在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)盤管泄漏，影響閃速爐投料量，利用超聲波測厚儀對易磨損區(qū)域進行排查，提前在磨損區(qū)加裝耐磨堵頭，有力的保證了閃速爐的滿負(fù)荷作業(yè)率。

5 產(chǎn)生的效果

表2 是2015 年至2018 年近四年的作業(yè)率統(tǒng)計，從表中可以得知隨著這幾年的不斷創(chuàng)新改進，作業(yè)率有了穩(wěn)步上升，2018 年的作業(yè)率可達到98.07%，為提高閃速爐作業(yè)率提供了良好的條件。

6 結(jié)論

當(dāng)前工廠都在不斷提高閃速爐作業(yè)率，通過對干燥機結(jié)構(gòu)和工藝的改進，解決了干燥機進料不暢、盤管磨損嚴(yán)重等幾個生產(chǎn)中影響干燥機運行的問題，使得干燥機作業(yè)率可以達到98.07%，很好的為閃速爐提高作業(yè)率提供了良好條件，在經(jīng)濟方面也產(chǎn)生了不小的效益。