關于鉬鐵冶煉工藝和技術的探討

李 永，周 震

（1.中陜核二二四大隊有限公司，陜西 西安 710000；2.中陜核鉬業有限公司，陜西 西安 710000）

最近幾年，在國際大環境的影響下，各冶煉廠都在環保節能上投入明顯增加，鉬鐵冶煉屬于爐外精煉，過程中也會產生粉塵及煙氣，所以技術革新對各個廠家來說都是必須攻關的題目。過程中對原料、輔料要求較高，特別是在原輔料如何配比中至今沒有絕對的統一，相同的原輔料在同一地方冶煉也會出現不同的結果，基于此，我們從鉬鐵冶煉的配料、混料、冶煉三個方面來探討鉬鐵冶煉最新工藝和技術。

1 鉬鐵冶煉對原輔料的要求及作用

鉬鐵冶煉對原料要求出品位高以外，對雜質也有嚴格的要求。一般成分為：Mo48%～58%，S≤0.1%，P≤0.023%,Cu≤0.30%，SiO28%～14%.粒度≤8mm。輔料主要有硅鐵粉、鋁粒、鐵鱗、鋼屑、氧化鈣、硝石、鎂條。其中硅鐵粉要求含Si≥75%，粒度要均勻，鋁粒要求純度在98%以上，粒度不能過大也不能有明顯的粉末，鐵鱗是氧化鐵皮，主要是冶煉過程中的溶劑和氧化劑，使用前必須干燥去掉水分和油分，鋼屑是合金中的鐵的主要來源，對成品鉬鐵的品味起關鍵作用，一般用碳素鋼鋼屑，要求純度≥98%，氧化鈣主要用來造渣，CaO含量≥85%，硝石是當冶煉含氧量較低時用來提供氧，主要是補熱劑。

2 PLC控制系統在鉬鐵冶煉中的應用

我廠鉬鐵冶煉系統主要有配料系統：包括儲料倉、稱重倉、稱重模塊、下料螺旋輸送機、匯總螺旋輸送機、斗式提升機、混料螺旋輸送機、除塵器等。輔料用行車分別送至儲料倉，儲料倉按照20噸氧化鉬為一混料批次設計。各儲料倉下部設置出料螺旋，將原料分別送入下部的各稱重料倉，進行各種原料計量，各稱重料倉下部設置加料螺旋，采用變頻控制。根據每爐的工藝設定原料重量均勻連續出料一次，出料量由各稱重料倉稱重差值計算控制。以確保每次出料量準確；各種原料從稱重料倉通過加料螺旋送入匯總混料螺旋輸送機進行均勻混合，由斗式提升機送至混料螺旋輸送機，最終送入冶煉爐，每一爐配料的開始和停止由人工控制，配料過程全自動化控制。配料過程主要由PLC控制系統通過稱重模塊讀數采用差值法控制出料量，每種原料按工藝設定的量準確均勻出料。為保證原料均勻混合，各稱重螺旋下部出料通過變頻調整，控制出料速率；由于各料倉間距造成料流到下一個料倉有時間差[2]，必須保證每一種配料在料層上均勻連續覆蓋，這要通過自動控制系統準確無誤的實現。各種原料按工藝設定比例連續混合后，輸送至冶煉爐加料位。混料工序每個揚塵點，都需要有除塵設施；以保證操作人員能夠有一個優良的作業環境。過程中稱重精準度可達±0.5kg，配料過程按工藝設定參數全自動控制，運行安全、平穩、準確、可靠。在實踐應用中取得了較好的應用成果，此法降低了成本，從根本上減輕了冶煉過程中的資金負擔。PLC控制系統設備運行過程流程如下圖1。

圖1 冶煉工藝流程圖

由于下料不在同一時間開始，所以下料間隔時間由PLC控制，也可人工控制，設定間隔時間，即利用時間差依次下料，使各種料最大程度上混合均勻。

3 冶煉過程技術改進

目前鉬鐵冶煉行業大都采用爐外精煉法，除了工藝上改進外，在技術設備上面有了極大的提升，設備上主要包括爐壁填砂設施、冶煉爐筒、軌道及平臺車、出渣設施等。設備改進主要首先在環形軌道上完成了加料、冶煉，出渣等環節，平行小車采用380V滑觸線供電，確保了小車在彎道處也能夠平穩運行，而且行走小車全部由遙控器控制，這一改進徹底減輕了車間人員的工作量，在實踐過程中也取得了較好的效果，運行安全、穩定，高效；其次在沙窩制作上也有了很大改進，增加了填沙斗和填砂砂芯內模桶，在保證功能的條件下，力求做到簡單、安全、可靠、經濟適用、操作方便；并有除塵設施。

4 環保設備上的改進

隨著國家環保要求的不斷提高，鉬鐵冶煉系統的尾氣處理也成為各大廠家最為關注的問題之一。環保設備主要在冶煉煙氣處理系統和有粉塵、煙灰的設備：包括煙氣捕集罩、系統管路、散熱器、袋式除塵器、引風機、煙囪等。使冶煉過程中產生的煙氣，經處理后達標排放。鉬鐵冶煉是固定的工位，因此煙塵捕集罩采用固定式頂部吸氣方式。由于冶煉煙氣溫度高，吸氣罩內襯80mm厚耐火材料，以保證其使用壽命不低于兩年。表冷散熱器由于冶煉煙氣溫度高，不利于直接進行粉塵收集和處理，因此需要設置散熱器將煙氣溫度降至110℃以下，散熱器的散熱管面積設計為1000m2。袋式除塵器冶煉煙氣粉塵粒度較小，采用脈沖氣箱反吹袋式除塵器，濾袋采用覆膜滌綸針刺氈，耐溫120℃以下，過濾效率不小于99.5%，有效過濾面積1850m2。 風機采用Y4-73-14D，280KW，風機性能參數按照100℃、1標準大氣壓核準。環保設備工作流程如圖2

圖2 環保設備流程

（1）配料過程為了優化整個工藝流程，提高原輔料的混合均勻度，主要對料倉進行改進，分為上下兩個料倉，都配有稱重模塊，即最上面為儲料倉，下邊為最終出料稱重倉。在最后出料部分設定時間差，依次按設定值出料，確保進入匯總螺旋的各種料都是均勻的下料，兩個料倉下料減少了粉塵的排放量，對整個作業環境有了很大的改進，同時降低了原輔料的損耗。

（2）在收塵設備上也做了很大改進，分體式收塵更加有利于粉塵的分類處理，從而有效地提高了回收率，降低了原輔料在配料、混料過程中的無形損失。在每個揚塵點都配備了單獨的脈沖式袋式除塵器，降低了能耗，節省了電力成本，收塵效果能達到99%以上，對環境污染將至最低，營造了良好的作業環境。

（3）螺旋輸料對主輔料要求較高，不能有明顯的、大的雜質，以免螺旋被堵影響整個配料過程，比如物料一定要干燥、不能有太大水分、油分。同時給每個螺旋都增加了檢修口，以防螺旋被堵可即使處理。

（4）PLC控制系統能夠實現高度自動化，利用時間差進行均勻下料，要求對整個系統的進料要嚴格按照要求下料，若主輔料過于粘結會對系統精度產生很大影響，利用傳感器控制能夠很好地解決這一問題，同時提高了混料的同步程度，主輔料無論在下料螺旋、匯總螺旋還是在滾筒混料機里都能夠事實攪拌控制提高精度。

（5）環形軌道、行走小車的加入使得鉬鐵冶煉在效率上得以提升，存在的問題是在起爐筒過程中要連沙窩托盤一塊起吊，整體來看，存在一定的不安全因素和穩定性，對人員操作要求較高。

（6）沙窩托盤全部焊接而成，在一定程度上影響壽命，建議有條件的話采用鑄鐵鑄造。

5 結束語

通過反復試驗和實際生產對比得出，鉬鐵冶煉在配料、混料階段若把握不準從一定程度上影響鉬鐵的品質和鉬鐵的回收率，對各種輔料的參數要求較高，尤其是硅鐵粉、鋁粒在配料之前必須要有準確的化驗結果。而PLC自動控制系統雖然節省了人力，但是在配料過程中精準度還會有偏差，混料過程也有混不均勻的情況。在各個揚塵點全部采用脈沖布袋除塵器有效的提高了冶煉過程的回收率。

鉬鐵冶煉從整體上來看，對工藝、設備技術進行改良，從根本上實現了鉬鐵冶煉的機械化、自動化程度，生產規模也大，成本降低，生產效率提高，環保效果顯著等特點。就從鉬鐵國內各生產廠家來看，中小心企業還是在冶煉工藝技術上存在很大問題，沒有進行優化改進，技術設備上的提高，而且工人勞動力并未減少，作業環境差，環境污染嚴重等問題。希望通過次文，能給鉬鐵冶煉的設備改進，工藝優化起到一定的作用，對鉬鐵冶煉行業的發展能起到一定的促進作用。