铅富氧闪速熔炼炉烘炉实践.pdf

2 0 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m r mc n 2 0 1 2 年4 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 - 7 5 4 5 ．2 0 1 2 ．0 4 ．0 0 5 铅富氧闪速熔炼炉烘炉实践 李强，王成彦，郜伟，尹飞，宋元张，郑晓斌，梁德华 北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 7 0 摘要严格的烘炉制度对提高炉寿、保证正常生产具有特殊意义。烘炉既要满足耐火砖升温要求，也要 兼顾余热锅炉升温规定和硫酸系统。详细介绍了我国第一座铅富氧闪速熔炼炉烘炉准备，升温操作和 管理方面的经验。 关键词铅；富氧闪速熔炼；烘炉；生产实践 中图分类号T F 8 1 2文献标识码B文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 2 0 4 0 0 2 0 0 4 H e a t i n g - u pP r a c t i c eo fL e a dO x y g e n 。E n r i c h e dF l a s hS m e l t i n gF u r n a c e L IQ i a n g ，W A N GC h e n g - y a n ，G A OW e i ，Y I NF e i ，S O N GY u a n - z h a n g ， Z H E N GX i a o - b i n 。L I A N GD e - h u a B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 0 0 7 0 ．C h i n a A b s t r a c t S t r i c th e a t i n g u ps y s t e mp l a y e das p e c i a lr o l ei ni m p r o v i n gf u r n a c el i f ea n de n s u r i n gan o r m a l p r o d u c t i o n ．H e a t i n g u ps y s t e ms h o u l db o t hm e e tt h ew a r m i n gr e q u i r e m e n t so fr e f r a c t o r yb r i c ka n dc o n s i d - e rt h eh e a t i n gr e g u l a t i o n so fw a s t eh e a tb o i l e ra n dr e q u i r e m e n t so fs u l f u r i ca c i ds y s t e m ．T h ep r e p a r a t i o n ， o p e r a t i o na n dm a n a g e m e n to fh e a t i n g u pf o rt h ef i r s tl e a do x y g e n - e n r i c h e df l a s hs m e l t i n gf u r n a c ei nC h i n a w e r ei n t r o d u c e di nd e t a i l ． K e yw o r d s l e a d ；o x y g e n e n r i c h e df l a s hs m e l t i n g ；h e a t i n g u p ；p l a n tp r a c t i c e 铅富氧闪速熔炼炉烘炉是在筑炉作业完成后， 进入操作之前对耐火材料的干燥、炉体升温工程。 除去耐火材料及灰浆中的水分，适应耐火材料的热 膨胀，保持适当的升温速度，缓慢加热，至达到生产 温度‘1 ’6 | 。 1 闪速炉烘炉升温前的准备 本次烘炉包括闪速熔炼炉的烘炉和还原贫化电 炉的烘炉。其中闪速炉于2 0 1 1 年4 月2 0 日开始点 火烘炉升温，5 月1 0 日开始投料，烘炉升温时间1 5 天，烘炉期间由于某些原因停止升温，改为保温，所 以导致总的烘炉时间延长到2 0 天。还原电炉开炉 按通常矿热电炉的开炉方式操作，该技术已经很成 熟，本次电炉烘炉采用木材及电极烘炉，共1 3 天的 升温时间，采用5 0 0 ℃、7 5 0 ℃、10 0 0 ℃、12 0 0 ℃四 个恒温点。 1 ．1 闪速炉升温期间人员组织 为确保闪速炉升温工作能有条不紊地按正常秩 序进行，须确保一定的人员组成。主要的人员组成 及职责情况见表1 。 I ．2 铺设炉底料 电阻丝低温烘炉拆除后，在炉底铺一层薄的水 淬渣，并在水淬渣上均匀加入木炭和木材。 1 ．3 临时金属件的安装 升温时由于炉内压为微负压，造成反应塔有烟 囱的作用，为了防止烟气从精矿溜管和喷嘴圆锥部 泄漏，临时安装排烟密封用盲板和喷嘴保护铁板，精 矿喷嘴溜管内插入特制的密封盲板，待安装精矿喷 基金项目国家高技术研究发展计划 8 6 3 计划 资助项目 2 0 0 9 A A 0 6 4 6 0 2 作者简介李强 1 9 8 3 一 ，男，硕士，助理工程师． 万方数据 2 0 1 2 年4 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 1 嘴投料时取出。为防止沉淀池喷嘴火焰直接烧烤侧内面的炉砖。 壁炉砖，造成炉砖的崩落，用薄铁板覆盖沉淀池侧壁 表1闪速炉升温期间人员安排 T a b l e1 A r r a n g e m e n t sa n dr e s p o n s i b i l i t i e so fs t a f fd u r i n gh e a t i n g - u pp e r i o do ff l a s hs m e l t i n gf u r n a c e 1 ．4 闪速炉冷却水通水 冷却水系统进水前必须检查，包括冷水池、热水 池、高位水塔、冷却塔及过滤器内要彻底清扫干净。 水管内要用压缩空气吹扫干净，然后用水清洗，所有 冷却水分配管、铜水套及水管要一根一根进行吹扫， 吹扫完后再密封连接好。热水泵和冷水泵负荷试车 完成后才能对冷却水系统的水套和水管进行通水。 所有冷却水联箱和水管的进出水阀门都要编号挂 牌，这有利于检查和操作的准确。闪速炉所有冷却 水管通水后，确认冷却水的水温、水量、水压仪表显 示正常。 1 ．5 余热锅炉相关准备 余热锅炉煮炉完成，锅炉内按要求装有合格的 纯水，可以通入升温烟气，余热锅炉给水泵运行稳 定，动力中心有充足的纯水并能及时供给闪速炉锅 炉。余热锅炉烟尘刮板机、灰斗振打器及锤打装置 试车完成并能“自动”运行。 1 ．6 闪速妒炉体表面温度测点设定 共设定了4 4 个测温点，具体位置见图1 。 1 ．7 其他准备工作 升温之前要确认开炉风机完成了负荷试车并能 正常运行，事故柴油发电机在突然停电时的自动启 动供电试验完成，开炉风机、沉淀池送风机、冷却风 机、柴油烧嘴调节阀联锁试车完成并连续运行良好。 中央仪表室D C S 控制系统基本调试完成，能确保闪 速炉点火升温的正常进行。主要生产单位的通讯电 话配备齐全，能保证点火升温的通讯正常进行。 W 6 N 1 5 N 1 2N 9 N 6N 3 N 1 4 N l lN 8N 5 N 2 N 1 3N l O N 7 N 4H I S 1 3 S I O S 7S 4S l S 1 4 S l l 黯S 5鸵 S 1 5 S 1 2 S 9 S 6 S 3 图1闪速炉炉体测温点示意图 F i g ．1 S k e t c hm a po ft e m p e r a t u r em e a s u r e m e n t p o s i t i o no ff l a s hs m e l t i n gf u r n a c eb o d y 2 闪速炉升温过程及管理 2 ．1 升温时间的确定 升温管理以上升烟道排气温度为基准，以沉淀 池顶温度和沉淀池炉内温度作参考。烘炉升温时间 共1 5 天，采用8 5 0 ℃、～11 0 0 ℃两个恒温点。 闪速炉使用的耐火材料为各种镁铬砖、捣打料、 浇注料、灰浆，捣打料，不同的耐火材料有不同的升 温曲线，本次烘炉选择耐火材料生产厂家提供的升 温曲线作为本次闪速炉烘炉的基本升温曲线。 升温速度的快慢受耐火材料的性能限制，升温 时间的长短还要考虑到炉型结构、膨胀吸收方式、有 万方数据 2 2 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m r mo n 2 0 1 2 年4 期 效砌体体积及所使用的燃料和烧嘴能力等。 2 ．2 烘炉升温时的烟气路线 共准备3 条路线，各排烟路线特点不同，具体选 择哪条排烟路线，须根据当时的生产状况来决定。 1 闪速炉升温初期或事故用路线上升烟道 一事故烟囱放空。 2 保温用路线上升烟道一余热锅炉一开 炉风机放空。 3 闪速炉生产用路线上升烟道一余热锅炉 一闪速炉电收尘一闪速炉排风机一硫酸车 间。 2 ．3 点火顺序 烘炉开始，使用木柴点火，待升高到一定温度 后，逐步在1 0 支沉淀池烧嘴中按顺序点火。反应塔 4 支烧嘴按对角线顺序点火。 每支烧嘴燃烧量基准为沉淀池烧嘴燃油最小 量为3 0L ／h ，最大量2 5 0L ／h 。反应塔烧嘴燃油最 小量5 0L ／h ，最大量2 8 0L ／h 。 烧嘴点火后，开始按最小量供油，以后逐渐增 加，烧嘴燃油量的调整幅度应缓慢。调整油量的频 度通常每4h 调整一次，最快为2h 调整一次。 2 ．4闪速炉升温期间冷却水的管理 闪速炉冷却水系统通水后，冷却水就处于循环 状态，因此必须确保冷却水系统设备运行正常。冷 却水温度的调节靠入口阀门的开启度即水量的大小 来调整。升温前期炉体温度低时，各冷却元件水量 调至细小，一般总进水温度控制在3 0 - - - 3 5 ℃。随着 炉体温度不断上升，冷却水温度也上升，各冷却元件 水量也要增大。检查中要进行水量的调节，控制出 水温度在5 0 ℃以下。 当中央仪表室冷却元件的出水温度偏高或出现 报警时，要立即通知炉前人员去现场检查处理，开始 升温阶段，对冷却水系统每2h 点检一次，特殊情况 增加点检次数。在正常情况下，点检人员每班2 次 现场检查所有的冷却水设施，确认冷却水无泄漏、断 流和溢出喷溅现象，检查水温。若炉子外部发现有 水迹或蒸汽时，要迅速准确判断漏水的冷却元件，并 正确处理。所有检查要作详细记录，总水温、水量记 录在日报表上，每小时记录一次。 2 ．5闪速炉升温期间炉体的管理 在整个烘炉过程中要密切监视炉体各部位的膨 胀情况，反应塔铜水套的紧固螺栓会因膨胀而变松 驰，要及时紧固。反应塔顶，因膨胀而上升，其有关 部分的固定螺栓变松驰，可暂不作处理，因一旦冷却 会又下降。沉淀池侧墙的水平铜水套会因膨胀发生 进出水管与炉体钢壳碰撞的现象，一经发现，要割除 碰撞部位的钢壳，确保进出水管因升温而延展的空 间。每天检查2 次并进行记录。 反应塔侧壁水平水套，E 型水套的紧固螺栓因 升温变形而移位，甚至与其它构件相碰撞，一般不作 处理。特别严重时要立即汇报并及时处理。 沉淀池四周、上升烟道顶拉杆上的涡卷式弹簧 因升温而松动，是否需要调整，要及时判断并采取相 应措施。防止钢结构、水冷元件局部不均匀变形损 坏或炉衬砖胀裂、胀碎，以免给今后的生产留下事故 隐患。 2 ．6 升温中的检查与记录 对炉体各部位温度、送风量、燃油量、炉内压进 行检查并记录，填划升温曲线，填写升温日记。按照 各部位点检要点每2h 由班长点检1 次，主要点检 冷却水软管接头处、铜水套、侧壁、内壁、炉底等。同 样各班班长每2h 进行1 次炉内点检，如烧嘴燃烧 状态和炉子耐火材料状况，检查情况记录在日志中。 检查时间要尽量短，防止自由空气进入炉内造成温 度降低。 2 ．7 升温中应注意的事项 1 开始升温前，各班长对班上人员要进行培训， 要进行突然停电等事故的操作演习，确定事故时每 个班人员的任务。停电等异常情况出现时，要赶快 开动冷却水循环泵，不要使闪速炉冷却水断水。 2 若由于停电等原因而使升温暂时中断时，要 调节炉内压力，防止外面空气流入炉内而造成温度 急剧下降，耐火材料骤冷骤热会造成碎裂及异常膨 胀。 3 由于暂时中断升温而造成大幅度偏离预定升 温曲线时，需要修正升温曲线，炉内温度降幅在6 0 0 ℃以内时，要以1 0 ℃／h 升温回复到预定温度。温 度降幅在6 0 0 ℃以上时，要以1 5 ℃／h 升温回复到 预定温度。 4 反应塔顶精矿喷嘴的下部密封铁板处是否往 上冒烟气，要密封保护好精矿喷嘴溜管。确认冷却 水套的水温和流量正常。反应塔下部、沉淀池与反 应塔和沉淀池与上升烟道连接部的动态检查。监视 检查沉淀池顶部吊砖和水套的情况。 5 炉内负压对升温的温度变化影响很大，所以 要经常监视，不要有大的变动。 6 要经常检查炉体冷却装置的给排水不要漏 水，进出水量不可有异常，使每个冷却装置的排水温 万方数据 2 0 1 2 年4 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．o n 2 3 度低于5 0 ℃。 7 升温结束投料前，各冷却元件冷却水量作一 次全面调整，使各点水温在4 0 ～4 5o C 。投料后，闪 速炉各烧嘴按照先沉淀池后反应塔的顺序减油，2h 后熄灭。 3结论 1 炉底烘烤彻底，受热均匀；干燥和加热铅闪速 炉的时间可以缩短到1 5 天左右，与镁铬耐火砖所能 承受的标准热梯度一致； 2 烘炉至l1 0 0o C 左右恒温阶段，采用和其它 火法冶炼炉同样的加热方法，尽量使热量均匀分布 到炉的各个部位，并确保工作层耐火材料慢慢加热； 炉底由融化的水淬渣进行灌缝，注入底铅后，炉底形 成挂渣保护，有效防止铅的渗透； 3 烘炉的主供热源为铅闪速炉反应塔顶氧油 枪，辅助供热源为沉淀池氧油枪，炉内的各个部分尤 其是炉底的膨胀是均匀的，符合设计参数，证明了各 个结构改进都是可行的。 参考文献 E 1 3 王成彦，郜伟，尹飞，等．铅冶炼技术现状及我国第一台 铅闪速熔炼炉试产情况E J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 0 1 9 - 1 3 ． E 2 ] 彭文友．贵溪冶炼厂闪速炉烘炉E J ] ．有色金属 冶炼部 分 ，1 9 8 7 5 6 - 9 ． [ 3 1 刘景林．有色冶金炉内衬用耐火材料E J l ．耐火与石灰， 2 0 1 0 ，3 5 1 2 2 - 2 7 ． [ 4 3 彭容秋．铅冶金[ M ] ．长沙中南大学出版社，2 0 0 4 4 8 4 9 ． E 5 ] 葛霖．筑炉手册[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 4 7 ． [ 6 1 有色冶金炉设计手册编委会．有色冶金炉设计手册 [ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 4 ． 上接第1 0 页 参考文献 [ 1 1 王成彦，郜伟，尹飞，等．铅冶炼技术现状及我国第一台 铅闪速熔炼炉试产情况[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 0 1 9 - 1 3 ． [ 2 3 徐堵伦．西北铅锌冶炼厂Q S L 反应器开炉实践E J J ．有 色冶炼，1 9 9 8 7 1 7 - 1 9 ． [ 3 1 林廷芳．水口山炼铅法 S K S 炼铅法 的新进展[ c 3 ／／全 国重冶新技术新工艺成果交流大会文集．北京，1 9 9 8 1 4 4 1 4 9 ． [ 4 ] 李东波．氧气底吹熔炼一鼓风炉还原炼铅新技术及应 用[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 0 3 5 1 3 1 4 ，1 7 ． E s J 叶国萍．基夫赛特炼铅法[ J 1 ．有色金属 冶炼部分 ， 2 0 0 0 4 2 0 - 2 4 ． E 6 1P e r U oA 维斯麦港基夫塞特炼铅厂的投产与生产指标 口] ．有色冶炼，1 9 8 9 4 1 7 ，4 8 ． E 7 3 郜伟，王成彦，尹飞，等．铅富氧闪速熔炼炉炉体冷却装 置的设计E J l ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 2 4 2 7 2 9 ． 上接第1 4 页 4 结论 铅富氧闪速熔炼适宜的渣型为F e O ／S i 0 一 1 ．1 5 、C a O ／S i O - - - - 0 ．6 ，炉渣的熔点和黏度均可满足 熔炼要求。适当提高C a O 含量有利于炉渣与金属 的分离，还可以起到提高炉温、降低炉渣黏度和密度 的作用。 参考文献 E 1 ] 王成彦，郜伟。尹飞，等．铅冶炼技术现状及我国第一台 铅闪速熔炼炉试产情况[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 0 1 9 - 1 3 ． [ 2 1 彭容秋．铅冶金E M ] ．长沙中南大学出版社，2 0 0 4 ；6 5 - 6 6 ． [ 3 1 包崇军．I S A - C Y M G 炼铅法的工业实践E D ] ．昆明昆 明理工大学，2 0 0 6 ． [ 4 ] 王成彦，郜伟，尹飞，等．铅富氧闪速熔炼新技术[ J ] ．有 色金属 冶炼部分 ，2 0 1 2 4 6 - 1 0 ． 万方数据