铅富氧侧吹炉开炉生产实践.pdf

2 4 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 5 年第8 期 d o i l O ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 5 ．0 8 ．0 0 6 铅富氧侧吹炉开炉生产实践 胡卫文，徐旭东，欧阳坤 湖南水口山有色金属集团有限公司，湖南衡阳4 2 1 5 0 0 摘要详细介绍了目前国内已建成的采用无烟粒煤为还原剂最大的富氧侧吹还原炉开炉试生产情况和 技术指标。工业生产实践表明，该侧吹还原炉技术先进、投资省、工艺和技术指标稳定、吨铅综合能耗 低、工作环境好。 关键词铅；侧吹炉；生产实践；富氧熔炼 中图分类号T F 8 1 2文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 5 0 8 一0 0 2 4 一0 3 S t a r t u pP r a c t i c eo fL e a do x y g e nE n r i c h m e n tS i d e - b l o w nF u r n a c e H UW e i w e n ，X UX u d o n g ，O U Y A N GK u n S h u i k o u s h a nN o n f e r r o u sM e t a l sG r o u po fH u n a nP r o v l n c e ，H e n g y a n g4 2 1 5 0 0 ，H u n a n ，C h i n a A b s t r a c t T r i a lp r o d u c t i o na n dt e c h n i c a li n d e xo fc u r r e n tl a r g e s td o m e s t i cb u i l to x y g e ne n r i c h m e n ts i d e b l o w nf u r n a c ew i t hs m o k e l e s sc o a la sr e d u c t a n tw e r ei n t r o d u c e d ．I n d u s t r i a lp r a c t i c es h o w st h a to x y g e n e n r i c h m e n ts i d e b l o w nf u r n a c eh a s t h ea d v a n t a g e so fa d v a n c e dt e c h n o l o g y ，l o wi n v e s t m e n t ，s t a b l e p r o c e s s ，l o wc o m p r e h e n s i v ee n e r g yc o n s u m p t i o n ，a n dg o o dw o r k i n ge n v i r o n m e n t ． 1 【e yw o r d s l e a d ；s i d e b l o w nf u r n a c e ；p l a n tp r a c t i c e ；o x y g e ne n r i c h m e n ts m e l t i n g 某厂侧吹炉由西安有色冶金设计院负责设计， 炉床面积1 2 ．1 5m 2 ，是目前国内已建成的采用粒煤 作为还原剂的最大的富氧侧吹还原炉，设计规模为 年产1 0 万t 粗铅，2 0 1 3 年1 1 月份开工建设，至 2 0 1 4 年1 0 月份开炉试生产，工作进展顺利。液态 高铅渣还原项目建设内容主要包括1 年处理2 3 万 t 液态高铅渣的侧吹还原炉；2 年处理1 2 ．9 万t 侧 吹还原炉炉渣的烟化炉；3 余热发电系统；4 脱硫系 统。某厂侧吹还原炉工艺流程图如图1 所示，侧吹 还原炉包括余热锅炉、表面冷却器、布袋收尘器、余 热发电、脱硫等系统。富氧侧吹还原熔炼的基本任 务对底吹炉产生的液态高铅渣进行还原，产出粗 铅、含锌炉渣、含硫烟气，含锌炉渣进入烟化炉进行 继续吹炼，含硫烟气经收尘后进入脱硫系统。 收稿日期2 0 1 5 0 3 1 0 作者简介胡卫文 1 9 7 7 一 ．男，湖北仙桃人．工程师 1 筑炉和烘炉作业 目前，采用无烟粒煤作为还原剂的富氧侧吹炉 炉缸砌筑材料基本采用镁铬砖。使用此种砌筑材料 存在以下缺点1 侧吹还原炉本体由水套组成，一旦 水套漏水，镁铬砖遇水会发生反应而粉化；2 镁铬砖 砌筑过程中会留有砖缝，铅的渗透力特别强，在生产 过程中，铅会渗入砖缝破坏炉底砌砖，甚至使炉底砌 砖浮起，影响炉缸寿命；3 镁铬砖砌筑时间长，整个 砌筑过程用时2 ～3 周。 某厂对原炉缸筑炉设计进行整体更改，炉缸耐 火材料改用铝铬渣捣打料和铝铬渣砖，整个筑炉过 程采用铝铬渣捣打料整体捣打，一次成型。采用此 种耐火材料和砌筑方式有以下优点1 铝铬渣耐火 材料抗侵蚀性、抗热震性较好；2 侧吹炉炉缸部分采 万方数据 2 0 1 5 年第8 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 5 液态高铅渣 白石 含锌热渣 烟灰 返配料 图1富氧侧吹还原炉炼铅工艺流程图 F 嘻1P r o c e s sn o wd i a g r a mo fo x y g e n e n r i c h m e n ts i d e _ b l o w ns m e l t i n gf o rl e a d 用铝铬渣捣打料整体捣打、一次成型，可防止铅渗漏 至炉底，有效延长炉寿；3 筑炉时间短，整个炉缸筑 炉用时在1 周以内。 侧吹炉烘炉既要满足炉缸耐火材料升温要求， 也要兼顾余热锅炉升温规定[ 1 ] 。本次烘炉设计时间 为1 5 天，采用2 0 0 ℃、4 0 0 ℃、8 0 0 ℃三个恒温点，具 体步骤为 1 使用电阻丝低温烤炉，按照升温曲线升至 2 0 0 ℃后，恒温7 2h ，保证炉缸铬铝渣捣打料表面水 分缓慢蒸发。 2 恒温7 2h 后，继续按照升温曲线 2 0 ℃／h 升温至4 0 0 ℃，恒温7 2h 。此期间必须控制升温 速度，升温速度不能过急、过快，保证炉缸中部和 底部的铝铬渣捣打料中的水分逐步蒸发，升温速 度一旦过快，炉缸表面和中部捣打料水分大量蒸 发就会导致铝铬渣捣打料产生大量裂缝，严重影 响炉缸寿命。 3 恒温7 2h 后，拆除电阻丝，在炉内铺设钢板， 安装油枪烘炉，按升温曲线升温至8 0 0 ℃，恒温4 8 h ，铺设钢板的目的是压住油枪火焰，保证炉内耐火 材料受热均匀。 待各系统具备开炉试生产条件后，将炉缸温度 按照升温曲线加热至12 0 0 ℃进行投料生产。 2 投料试生产 侧吹还原炉所有设备调试试车完毕，联动试车 正常无故障，相关公共设施齐备，水、电、气、油供应 正常，开炉物料准备齐全，各种物料数量、质量合符 开炉要求，就可以开始进行侧吹炉还原炉的开炉投 料工作了。 开炉作业程序 1 在炉内铺设3 层木柴。铺设木柴的作用是用 于引火，以及保持炉缸温度。 2 点燃木柴，待木柴火烧旺后，均匀向炉内投入 焦炭。投焦炭期间，控制好侧吹还原炉工艺参数，保 证炉内焦炭充分燃烧。 3 待炉内焦炭充分燃烧后，开始投入底铅。投 入底铅的数量根据炉缸熔池大小确定，某厂侧吹还 原炉底铅高度在6 0 0 ～6 5 0m m 的范围内。投入底 铅的速度必须根据炉内温度的变化进行调整，在投 底铅的过程中可适当补加少量焦炭用于升温，所用 底铅需在1 ．5 个小时内全部投完。 4 待底铅投入完毕后，虹吸口浸没在铅池里，侧 吹炉开始进底吹炉热渣转入第一个吹炼炉期，此期 间侧吹还原炉根据底吹炉高铅渣渣型、渣量、渣温设 定合适的一次风量、一次风口开设数量、二次风量、 下煤量等工艺参数，在整个吹炼炉期内必须保证熔 池温度 熔渣温度12 0 0 ～l3 0 0 ℃、铅液温度6 0 0 ～ 8 0 0 ℃ ，避免热渣和铅池交接面形成隔层，防止铅 上炉台事故的发生。此炉期因炉内有大量燃烧未尽 的焦炭，此吹炼期内可适当调整下煤量，确保炉内焦 炭燃烧殆尽。 5 待吹炼完一个炉期后，侧吹还原炉转入正常 生产过程。某厂侧吹还原炉开炉试生产3 个月典型 高铅渣成分为 ％ P b3 9 ．8 1 、Z n1 0 ．2 0 、C u2 ．0 1 、 SO ．5 0 、S i 0 29 ．8 8 、F e O1 7 ．7 9 、C a 03 ．5 6 ，A u2 ．7 g ／t 、A g20 2 0g ／t 。底吹炉高铅渣渣型对侧吹炉生 产影响较大，因此必须严格底吹炉高铅渣渣型。 正常生产作业制度按照进渣、还原、放渣3 个阶 段进行，因底吹炉熔炼温度在1o o o ～10 5 0 ℃，没 有满足侧吹还原炉12 0 0 ℃熔炼温度的要求，且在 进渣阶段为达到侧吹还原炉和烟化炉工序合适的渣 型，需要配加一定量的白石进行造渣，白石的熔解、 C a C O 。的分解反应以及铅、锌等金属的还原反应均 为吸热反应，因此为保证侧吹还原炉炉温，控制3 个 阶段的氧碳比尤为重要，3 个阶段的吹炼时间和氧 过剩系数a 值不尽相同比] ，具体数值如下进渣、还 万方数据 2 6 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 5 年第8 期 原、放渣的吹炼时间分别为4 0 ～5 0 、3 0 ～4 0 、2 0 ～3 0 m i n ；a 值分别为0 ．6 ～O ．7 、o ．4 ～O 。5 、O 。8 5 ～o ．9 。 侧吹还原炉可根据炉况适当延长或缩短进渣、放渣 的升温时间。 为配合底吹炉、烟化炉工序的生产[ 3 ] ，侧吹还原 炉吹炼周期为2h ／炉，通过调整进渣、还原、放渣时 间可进一步缩短侧吹炉吹炼周期。 该厂2 0 1 4 年1 1 月份粗铅熔炼系统作业数据 底吹炉下料量3 9 ～4 5t ／h 、侧吹还原炉日吹炼炉数 1 2 炉、粒煤消耗量2 ．8 6t ／h 、白石配加量1 ．4t ／h 、侧 吹还原炉烟尘率8 ．5 ％ 对初渣 、一次风鼓风量30 0 0 ～40 0 0m 3 ／h 标态，下同 、富氧浓度5 4 ．8 5 ％、二次 风鼓风量27 0 0 ～35 0 0m 3 ／h 。余热锅炉人口温度 11 0 0 ～12 0 0 ℃，蒸汽量 4 ．OM P a 饱和蒸汽 1 2 ～ 1 6 ．5t ／h ，余热锅炉 省煤器 出口温度～3 0 0 ℃，虹吸 口处铅温7 0 0 ～9 0 0 ℃，炉渣温度～12 0 0 ℃。 3 生产技术指标 截止至2 0 1 5 年1 月侧吹还原炉已连续开炉试 生产3 个月，在此期侧吹还原炉炉况良好，生产稳定 连续，日吹炼炉数稳定在1 0 ～1 2 炉，人炉高铅渣量 在1 70 0 0t ／月以上，粗铅产量70 0 0 ～80 0 0t ／月，月 平均渣含铅≤2 ．o ％，通过提高高铅渣铅品位和侧吹 还原炉处理量可进一步提高粗铅产量。侧吹还原炉 技术经济指标与鼓风炉炼铅工艺对比见表1 。 表1 侧吹还原炉与鼓风炉技术指标对比 T a b I e1I n d e x e sc o n l p a r i s o nO fs i d e ‘b l o w n f u r n a c ea n db I a s tf u m a c e 由表1 可知，采用侧吹还原炉技术金属回收率 均较鼓风炉有所提高，其中铜回收率提高较为明显， 较鼓风炉提高2 0 ％左右。吨铅综合能耗较原炼铅 工艺‘4 3 节能4 0 ％以上，因处于开炉试生产，铅综合 能耗有进一步降低的空间。 从技术指标对照可以看出，侧吹还原炉效益优 势明显，每吨粗铅的直接冶炼成本降低3 2 1 元，本项 目年产生的综合效益在2 ∞o 万以上，节能减排效 果、环保优势尤其明显，实现了清洁生产，极大的提 高了底吹炉的原料适应性[ 5 ] 。 4结论 侧吹还原炉开炉试生产一次成功，运行3 个月 以来各项技术经济指标均达到了预期目标、综合能 耗低、环保优势明显。采用铝铬骨料整体捣筑成型 技术是国内首创，使用效果良好。 参考文献 [ 1 ] 郜伟，王成彦。尹飞，等．铅富氧闪速熔炼的生产实践和 指标[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 2 4 1 5 1 8 ． [ 2 ] 张立，蔺公敏，宾万达，等．氧气侧吹还原炉及高铅渣熔 融还原过程研究[ J ] ．中国有色冶金，2 0 1 2 ，4 1 2 1 0 一1 2 ． [ 3 ] 彭容秋．铅冶金[ M ] ．长沙中南大学出版社，2 0 0 4 ． [ 4 ] 郜伟，王成彦，陈永强，等．铅富氧闪速熔炼法节能减排 效果与分析[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 2 4 4 5 4 6 ． [ 5 ] 王成彦，郜伟，尹飞．国内外铅冶炼技术现状及发展趋 势[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 2 4 2 4 ． 万方数据