冰銅水淬系統優化改造實踐

某銅業公司是世界上第三家采用閃速熔煉加閃速吹煉工藝的銅冶煉廠，雙閃工藝煉銅的一個顯著優點在于熔煉爐排放的冰銅經過水淬粒化后，被膠帶機運輸至冰銅堆場內儲存，由于冰銅堆場具有較大的庫容緩沖能力，因此閃速熔、閃速吹煉工序在生產過程中具有相對獨立性，為更加合理化安排上下游工序生產及應對突發事件提供了有利條件。但在生產初期，出現因濃密池底流泵管道被砂漿堵死導致兩臺閃速爐停爐5天清理管道；冰銅水淬/吹煉渣水淬在熔體水淬過程中現場放炮聲音過大，甚至溜槽掛的半熔融狀態的冰銅/吹煉渣掉入粒化池出現大放炮造成混凝土開裂；以及濃密池溢流的水淬水含細目泥漿比較多，造成熱水泵管道、冷水泵管道頻繁的被磨通，對閃速熔煉爐、吹煉爐生產存在一定的安全隱患等等。為此，在生產中不斷摸索并改造水淬系統，系統運行也逐步成熟穩定，不再影響閃速爐作業率。

1 工藝流程介紹

閃速熔煉爐的高溫熔融冰銅經溜槽進入粒化池內被一定壓力和流量的水，粒化成粒度小于5mm的固體冰銅砂顆粒，冰銅砂和水的混合物經撈冰銅機撈出，濾水至10%～15%，濕冰銅經下料溜管至81#膠帶運輸機，送至冰銅堆場進一步濾水和儲存。水淬池內的水通過管道溢流至濃密池，在濃密池加液堿調節池內pH，同時加入絮凝劑對濃密池混有大量的細目冰銅進行粘接并沉底，濃密池濃縮的泥漿底流通過渣漿泵送至撈冰銅機斗，上清液溢流液進入熱水池，經冷卻塔進冷水池，采用加壓泵送至冰銅水淬粒化頭供熔體粒化。

2 運行中出現的問題

2.1 冰銅水淬粒化期間放炮嚴重

某銅業公司冰銅溫度正常控制在1280±10℃左右，初期冰銅口排放流量在100～150t/h之間，較高的冰銅溫度及流量，加劇了熔融冰銅在粒化池內遇水急速汽化膨脹，且熔融冰銅與水之間也存在一系列增容的化學反應，在相對封閉的粒化池內得不到有效釋放，達到一定程度則會瞬間以放炮的形式釋放能量。另外，某銅業公司冰銅溜槽尾部與粒化頭在空間上留有較大空隙，導致冰銅在溜槽尾部容易冷卻掛胡須，隨著胡須不斷增大到脫落進入粒化內，往往因胡須內部存在半熔融冰銅，在快速冷卻時伴隨著強烈的炮聲。2014年水淬系統出現一次因為爐況不好，溜槽尾部掛了一個很大的胡須脫落掉入粒化池產生嚴重放炮，粒化池鋼筋混泥土結構被炸裂的事故。頻繁的放炮對生產埋藏了很大的安全隱患。

2.2 冰銅粒化后細目冰銅比率高，底流泵管道易堵塞、撈冰銅機濾水能力差

某銅業公司冰銅水淬受冰銅溫度、流量，水淬水流量、壓力，粒化頭結構及水淬過程產生的放炮等因素影響，粒化后的細目顆粒比率高。細目冰銅量大，其一增加粒化池溢流水含泥漿量，濃密池處于高負荷運行，2013年5月水淬系統因濃密池底流管道渣漿濃度高導致管道堵塞，清理疏通管道造成閃速熔煉爐和閃速吹煉爐同時停爐五天的嚴重事故。另外，同年10月開始，水淬泵房冷熱水泵以及濃密池溢流管頻繁出現管道漏水，處理漏水時要求閃速爐降料或者停爐，其主要原因是濃密池無法有效沉降進入濃密池的含泥漿的水淬水，導致濃密池溢流水混有大量泥漿進入冷、熱水池系統，加劇了對系統管道、設備的磨損腐蝕速度；其二增加冰銅砂含水量，冰銅砂粒度整體過細直接降低了撈冰銅機濾水能力，冰銅在冰銅堆場不能及時濾水（含水量在8%～12%）至生產控制要求，最終導致冰銅磨因冰銅砂水分過高頻繁跳車，直接影響閃速吹煉爐高負荷作業率。

2.3 水淬水易結晶，系統管道和循環水冷卻塔噴淋頭被堵塞

由于冰銅以及吹煉渣熔體都含有硫，在冰銅水淬以及渣水淬過程中，熔體中的硫與水以及空氣接觸產生化學反應，生產二氧化硫部分進入水淬產生的煙氣系統，另外一部分進入水淬循環水系統，導致水淬水在水淬后呈現弱酸性。因此，為保護系統管道、設備等不被稀酸腐蝕，在水淬期間不停的往系統加入片堿（氫氧化鈉），日積月累的片堿加入，水淬水不斷富集大量的鈉鹽。濃度過高后鈉鹽在管道、設備上不斷的析出結晶，對閥門的密封性、管道的有效面積以及冷卻塔的噴頭孔眼影響較大，管道和冷卻塔的噴頭堵塞冷卻塔的降溫效果嚴重夏季，尤其是在夏季時水淬水溫度長期居高不下；而粒化池水淬水排出管道也因結晶管道面積減少，排水不通暢出現水從粒化頭處溢流到應急底坑。

2.4 水淬煙氣含塵高

某銅業公司水淬產生的含塵含硫煙氣經濕式脫硫除塵器凈化后排空。隨著國家對環境保護日益嚴格，以及公司倡導綠色循環冶煉，水淬煙氣凈化系統僅依靠一套簡單的濕式脫硫除塵器，已無法滿足現有環保要求。

3 水淬系統優化改造

3.1 濃密池底流泵管道優化改造

水淬循環系統的90%以上的能耗都集中在水淬泵房。霧化動量熔體粒化裝置應用投用后，水淬循環用水量大幅度降低，冰銅砂粒度整體的提升等綜合作用使得濃密池水質也得到清澈。為此，在化驗此時的濃密池溢流水質含固量滿足使用清水泵運行條件后，于2017年冷修時，將水淬泵房的冷、熱水泵由原來的2用2備、2用1備的渣漿泵改造優化為1用1備的清水泵即能滿足正常生產需求。不僅停運一臺630Kw及280Kw的冷、熱水泵，而且清水泵的效率比渣漿泵效率要高得多，其直接年節約電費478.5萬元，降低水淬系統近50%的能耗。

某銅業公司原有的濕式脫硫除塵器雖能滿足生產需求，但該設備收塵效率低，也利用各種檢修，對脫硫塔進行增加噴淋水量和物化效果，但因粒化煙氣中的塵粒級細小，收塵效率仍不理想。在綜合考慮各種設備收塵效率及結合水淬煙氣自身特點后，2017年3月兩爐大修期間，在脫硫塔后新增了一套處理40000Nm

/h風量的高效動力波洗滌器并在其頂部配置一級電除霧器進一步處理水淬煙氣。高效動力波洗滌器+電除霧設備使用后，水淬水煙囪出口含塵滿足了國家對環保要求，也踐行某銅業公司綠色發展的理念。

新型霧化動量熔體粒化裝置對粒化后的冰銅砂粒度可隨生產要求調控。提高粒化后的冰銅砂粒度后，一方面增加冰銅砂在撈冰銅機料斗濾水性，冰銅堆場的冰銅目前含水量基本在4%～6%，對冰銅磨熱風爐天然氣單耗有所降低且冰銅磨未有因冰銅砂水分問題而跳車；另一方面粒化池溢流水含泥漿量大幅度降低，且水淬系統循環水用量降低約55.5%，濃密池溢流至熱水池的水質清澈。另外，系統也因渣漿濃度降低及溢流水質的清澈，故障率減少了81.82%。新型霧化動量熔體粒化裝置運用后濃密池溢流水質見圖5，冰銅砂粒度變化見表1。

3.2 熔體粒化頭改造 （一種新型霧化動量熔體粒化裝置研發及運用）

新型霧化動量熔體粒化裝置徹底解決了水淬粒化過程中的放炮現象，其一是提高了熔體粒化生產的安全；其二是降低了粒化過程中煙氣中的含塵量；其三是改善了熔體排放現場的工作環境。

新型霧化動量熔體粒化裝置其粒化技術為先打散熔體后冷卻固化細小半熔體原理。原水粒化頭則為冷卻固化作用，已將單個水粒化頭用水量從1350t/h調整降低至600t/h，也即水渣比從13.5降低至6左右。考慮到粒化池的結構，必須要有一定水量將粒化后的冰銅砂沖到撈冰銅機工作區域，否則被粒化的冰銅砂沉淀在粒化頭設備附近區域，會產生安全隱患，故沒有繼續下調粒化頭水量，但從理論上可繼續降低循環水用量。

學生管理工作需要與時俱進，綜合考慮時代特征與大學生特點，分類施策，勇于探索創新。互聯網時代，提升完善大學生管理信息化質量成為趨勢所向，管理信息化是各高校創新完善學生管理工作的重要抓手。經過一段時間的建設，大學生管理信息化較快發展，但也存在諸多問題。

要徹底解決某銅業公司冰銅水淬放炮嚴重及粒化后冰銅砂粒度細小的問題，就要在水淬過程中降低熔融冰銅與常溫水接觸產生急速氣體膨脹及減少熔融冰銅與水之間的增容化學反應。某銅業公司在不斷探索試驗總結的基礎上上，成功研發并運用新型霧化動量粒化熔體裝置，該裝置上部利用高壓蒸汽與高壓水（蒸汽壓力＞水壓）同心射流的共同噴射動量將熔體冰銅打散到合適的粒徑范圍，下部采用帶壓水流實現對已細化后熔體顆粒進行冷卻固化，并有效捕集細小的顆粒與液滴。該技術徹底改變了原來熔融冰銅流柱與水直接接觸粒化工藝，將熔融冰銅流柱先打散后采取冷卻固化，成功杜絕了水淬過程中產生的劇烈放炮現象，由于蒸汽壓力可調節，故也根據生產需求隨時調整粒化后冰銅粒度及含水量。新型霧化動量熔體粒化裝置結構見圖4。

水淬系統優化改造總結如下：

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3.3 水淬泵房的優化改造

考慮到2013年5月份因底流泵管道堵塞導致閃速熔煉和閃速吹煉爐共同停爐5天，對生產的穩定性帶來了極大的影響。為徹底解決濃密池底流系統對生產的影響，以及結合分析濃密池底流泵雖然有兩臺起到一用一備的狀態，但兩臺底流泵進出口管道都是共用一套，泥漿將泵進出口管道堵塞后卻沒有備用；另外進口管道為DN300的管道，管道過大泥漿在管道的流速較慢易沉降。為此，單獨給每臺底流泵各自配備DN250進出口管道，起到互補作用，進口管道各自對應兩個濃密池底流出口。另外，考慮到濃密池底流管道到環形管道只有一道球閥，一旦球閥關閉不嚴實，泥漿就會沉淀將管道堵塞，為此在濃密池4個出口管道上各安裝1只閘閥，以備在管道堵塞時疏通管道。

1.2.1 調查對象抽取方法:向當地40歲以上所有高血壓患者宣傳、解釋后,采取自愿參加,隨機抽樣方法獲得樣本。

3.4 系統管道、閥門以及冷卻塔噴淋管道結晶等改造優化

系統生產需要不斷加入堿才能保持酸堿度平衡，導致水淬循環水不斷富集鈉鹽，并在設備以及管道上不斷的析出結晶，厚度甚至高達近20公分，對生產和設備運行產生了很多影響，但后來從幾次系統檢修清理過程中發現，結晶的部分都是碳鋼，但是在不銹鋼管道以及設備表面卻非常光滑未結晶，而且襯膠的閥門表面不也結晶。為此，在系統檢修過程中，一是將水淬循環水泵進出口閥門全部換成了襯膠蝶閥并在蝶閥前后更換了部分管道，防止影響襯膠蝶閥開關行程，更換后每次都能將閥門關嚴實，為泵體檢修提供了有利條件。二是將冷卻塔噴淋支管更換成DN150的不銹鋼管，并根據冷卻量合理分布DN25的三濺式噴頭數量，優化后冷卻塔溫降超過設計要求15℃，除了夏季炎熱的時候開啟冷卻風扇其它時候基本處于停運狀態，且水淬水溫度保持穩定45℃左右。三是將粒化池出口DN600的碳鋼管道逐步更換為不銹鋼管道，優化改造后溢流管道使用至今通暢未有結晶，徹底避免了碳鋼管道結晶導致水淬水從粒化頭處溢流的現象。四是逐步將碳鋼材質容易堵孔眼以及結垢等問題的撈冰銅機的斗子，逐步更換成條形孔眼內襯不銹鋼絲網的不銹鋼斗子，其濾水性能、使用壽命以及維修率都較碳鋼材質要好，在工作中斗子內的冰銅/吹煉渣還未到頂端已不見明水，為皮帶運輸也提供了更好的條件。

3.5 煙氣凈化系統改造

自改造后，底流泵運行較為穩定，未出現過濃密池管道被徹底堵塞的情況。但兩臺底流泵平常切換時，備用的底流泵仍然在切換初期運行不穩定，底流泵的運行電流偏小以及泵出的泥漿量明顯少，經過多次切換發現備用的底流泵在停運后到下次再次啟動時間過長，底流泵進口管道已經被泥漿堵塞部分，啟動后只有管道上部分是熱的底部仍是冷的，運行一段時間后管道的泥漿逐漸被沖刷通暢。為此，將根據底流泵管道日常點檢溫度總結，底流泵切換周期從原來的每周一次優化為每周2次。在底流泵管道單獨配置和備用泵切換周期規定后，以及濃密池4個出口配置清理口以備不時之需后，徹底解決了底流泵系統對生產的影響，并且現場環境得到大幅改善。

4 結論

某銅業公司水淬系統從試生產到達產達標這段時間，期間就一直對系統各個部分進行不斷的探索，目前在借鑒美國肯尼科特尤他冶煉廠的基礎上某銅業公司水淬系統在技術上已實現超越。另外，霧化動量熔體粒化技術因其改變粒化機理致使在安全、環保及節能上有重大突破貢獻。而且粒化后的砂粒度可調控，在熔體粒化方向極具有推廣價值。

為了有效地管理好高郵湖，充分發揮水利部門的統籌管理職能，切實保護好國家湖泊資源，要修訂相關法律法規，完善湖泊各項規章制度，如高郵湖水環境影響評價制度、水行政執法巡查制度、湖泊聯席會議制度、排污口設置審批制度、湖泊岸線規劃制度、取水許可制度等。同時借鑒國外的經驗，建立和完善目前的水功能區劃制度、農業及養殖業水資源保護制度、污染事故緊急處理及預警制度、水資源補償費征收制度等。

（1）新型霧化動量熔體粒化技術采用高動量霧化蒸汽先打散高溫熔體柱然后對分散的細小半熔融液體進行水冷卻固化，其效果遠比高溫熔體柱直接與水接觸進行粒化在安全、環保以及節能上都具有重大突破和貢獻。

人際情緒管理問卷最終版包含4個分量表，每個分量表含有5個項目，共20個項目.研究表明，分量表均具有著較好的內部一致性信度，強化積極情緒分量表α=0.89，觀點采擇分量表α=0.91，尋求撫慰分量表α=0.94，社交模型分量表α=0.93[21].除此之外，研究還考察了人際情緒管理問卷和自我-他人情緒調節量表、情緒管理問卷等多個相關量表之間的關系，結果表明人際情緒管理問卷具有較好的聚合效度和區分效度[21].

（2）新型霧化動量熔體粒化裝置在蒸汽壓力可隨時調節（也即霧化動量能量可調節），可根據生產需求生產控制砂的粒度及含水量。

（3）高效動力波洗滌器配合配合電除霧同時使用，對粒化過程產生的細小含塵煙氣具有非常高凈化效率。

(5)在進行易發性評價時還有其他很多種方法，如BP神經網絡法、趨勢面分析法、模糊綜合評判法和Logistic回歸分析法等，在今后的研究中可以采取不同評價方法同時進行評價，綜合對比分析優選出更合理的評價結果。

（4）循環水系統高鈉鹽富集后易產生鈉鹽結晶，而不銹鋼材質和襯膠設備比起碳鋼材質更適合在此性質的循環水系統中生產，可有效避免結晶等問題。

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[2]王國春．INBA鎳渣水淬系統在吉恩股份公司冶煉廠的應用效果淺談[J]．現代國企研究．2016(04)：191

[3]傅崇說．有色冶金原理[M]北京：冶金工業出版社,1984