祥光铜业冰铜磨产量提升的实践.pdf

3 4 有色金属 冶炼部分 2 0 1 1 年2 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 1 ．0 2 ．0 0 9 祥光铜业冰铜磨产量提升的实践 沈承胜 祥光铜业有限公司，山东阳谷2 5 2 3 2 7 摘要阳谷祥光铜业冰铜磨是世界上第二例用于研磨冰铜的辊磨，就使用过程中出现的一系列限制冰铜 磨装入量提高的因素进行了探讨，并采用相应的调整改善措施。结果表明，装入最不断提高，达到甚至 超过设计产能。 关键词冰铜磨；振动；冰铜品位；铜 中图分类号T F 8 1 1文献标识码B 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 1 0 2 - - 0 0 3 4 0 4 P r a c t i c eo fI n c r e a s i n gM a t t eM i l l i n gC a p a c i t yi nX i a n g g u a n gC o p p e rS m e l t e r S H E NC h e n g s h e n g X i a n g g u a n gC o p p e rC o ．，L t d ，Y a n g g uS h a n d o n g2 5 2 3 2 7 ，C h i n a A b s t r a c t T h em a t t em i l li nX i a n g g u a n gC o p p e ri st h es e c o n dm i l li nt h ew o r l df o rm a t t eg r i n d i n g ．T h er e s t r i c t i n gf a c t o r so fm i l l i n gc a p a c i t yf o rm a t t eared i s c u s s e di nd e t a i l s ．A c c o r d i n gt ot h ep r a c t i c e ，t h em i l l i n g c a p a c i t yi n c r e a s e dw h i c hi se v e no v e rt h ed e s i g n e dc a p a c i t y ． K e y w o r d s M a t t em i l l ；V i b r a t i o n ；M a t t eg r a d e ；C o p p e r 闪速吹炼工艺同闪速熔炼一样，都是充分利用 原料巨大表面积、极大促进反应几率的特点，这就要 求人炉冰铜粉具有很小的颗粒度并且要经过深度脱 水。在祥光铜业实际生产中，冰铜磨产出冰铜粉的 颗粒一般为0 ．0 5 4m m 以下的占4 0 ％～5 0 ％，颗粒 度小于0 ．0 7 4m m 的占9 0 ％以上。在初期生产过 程中，由于原料、设备、操作参数等因素的影响，冰铜 磨的产能始终徘徊在一个较低的水平，严重限制了 闪速吹炼炉的装入量，因此自祥光铜业闪速吹炼炉 投料起，操作技术人员就一直对冰铜磨进行摸索，积 累了一定的操作经验，并对系统进行了一系列的优 化和改造。 1冰铜磨工艺流程简介 冰铜磨的工作原理是借助磨辊和磨盘的相对运 动来磨碎物料。当物料喂到磨盘中心时，由于磨盘 转动产生离心力的作用，物料被甩人工作面，大块物 料被压碎，细物料受压后形成一层料床，颗粒之间相 作者简介沈承胜 1 9 7 8 - - ，男，安徽省无为人，工程师． 互摩擦，剪切使棱角和边缘剥落而被粉碎，粉碎后的 物料被由风环进入磨内的热气流烘干，粒度合格的 离子可以通过磨顶的分级器而进入收尘捕集设备， 粒度较大的粒子被分级器甩出，重新落入磨盘，与喂 人的新料一起继续被碾磨，冰铜粉粒度由分级器的 转速来控制，碾磨的压力除了磨辊的自重外还依靠 一套液压装置提供压力。冰铜磨干燥磨细系统工艺 流程简图见图1 。 2冰铜磨装入量提升的实践探索 影响冰铜磨产量的因素有很多，我公司所购冰 铜磨设计最大产量为3 9 ．6t ／h 干基，下同 ，这样即 使冰铜磨满负荷无间断生产，吹炼炉装入量也无法 提高，而实际情况是冰铜磨作业并非一帆风顺，由于 工况条件的不断变化和相互问的影响，冰铜磨的产 量难免有起伏。那在现有的条件下如何从更积极的 角度去提高并稳定冰铜磨装入量、最大限度地发挥 冰铜磨的潜能呢 经过我们不断摸索、改进，积累了 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 1 1 年2 期 3 5 一次稀释风机二次稀释风机 图1 冰铜磨系统工艺流程简图 F i g ．1 T h es k e t c hm a po fm a t t em i l lp r o c e s s 不少经验，冰铜磨产量已经有了一定的提升，并在不 同状态下找出冰铜磨相应最大的装入量，最高曾达 到过4 8 ～5 0t ／h ，超出了设计能力。 2 ．1 原料的影响 影响冰铜磨正常运行很重要的参数就是磨的振 动值和磨盘电机电流值，一旦振动值超过报警值，冰 铜磨就将连锁跳车造成断料。入磨冰铜的易碎性是 影响冰铜磨产量的重要因素之一，而原设计中存在 一些缺陷，在后来的生产中我们逐步进行了优化和 改造。在生产实践中我们从冰铜粒度，品位、水分来 分析。 2 ．1 ．1 大块冰铜及杂物的影响 大块冰铜和杂物入磨以后对磨体的振动值有很 大的影响，会造成磨辊与磨盘间距波动从而引起振 动，而且这样的波动还会影响对合格入磨冰铜的磨 细度，碰到这样的情况必须在D C S 上立即大幅降低 磨的装入量，在振动过大时还得紧急断料。在投料 初期因为设计的原因，冰铜磨上料系统还没有大块 过滤装置，再加上冰铜水淬时粒化塔内不可避免地 存在大块冰铜，因此冰铜磨运行很不平稳，振动频 繁。为此车间安装振动筛过滤大块冰铜，彻底地解 决了这一问题。 金属器物进入磨体同样会引起振动过大，但金 属器物的破坏力比一般的大块冰铜等物体大得多， 大块冰铜进入磨体后虽然会引起振动，但毕竟能被 磨碎，而铁器金属存在一定的硬度和延展性，很难被 磨细，而且对磨辊和磨盘的机械损伤也很大，破坏二 者的表面纹路，长此以往使得磨辊与磨盘间距不均 匀，影响磨细度；另一方面如果铁器金属较大，进入 磨体后会使辊盘间距增大，液压辊子不是“碾”过料 层而是“切”过料层，这也极大地影响了冰铜的磨细 度。在设计当初，认为冰铜磨上料系统各设备联系 紧凑，不会有铁器等金属器物，但实际作业过程中由 于各种偶然因素很难完全确保铁器不会进入上料系 统，因此我们在入磨前皮带上安置了电磁铁，也彻底 地解决了这个问题。 2 ．1 ．2 冰铜水分的影响 原则上我们控制入磨冰铜水分要稳定且尽量小 于1 0 ％，以保证冰铜磨装入量的稳定、高效。如果 入磨冰铜水分很高，会增大料间的摩擦力，使冰铜在 磨体内停留的时间延长，负荷增大，从而引起较大的 振动和电流值；且料层过厚的话也会使磨辊对冰铜 层啮入角度过大而切过料层，影响磨细度，增大废料 量；再者，水分过高的话，需要更多的热量，促使天然 气燃烧量增大，在经济上也不划算。反之，如果冰铜 含水较低，人磨停留时间较短，甚至某些细目冰铜进 磨以后未及落入磨盘便被热气流带走，直接完成了 干燥过程，无形中增大了冰铜磨装入量。但冰铜水 分也不能过低，水分过低的话会使冰铜磨磨盘上的 料床不稳定，同样引起振动值大。实际作业中由于 各种条件的变化，我们尽量将其水分控制在4 ％～ 7 ％，主要通过冰铜脱水仓的调节来控制水分。 2 ．1 ．3 入磨冰铜品位的影响 前面已经描述，冰铜磨产量与入磨冰铜易碎性 的高低有很大关系。当入磨冰铜品位高的时候，硬 度相对较大且致密，当冰铜品位达到7 0 ％以上时， 冰铜磨难以维持一个高的装入量，原因就是此时的 冰铜易碎性差；再者品位高则密度大，在磨内被带走 时的负荷也更大。而低品位冰铜相对来说密度小且 脆，入磨以后会更容易被磨碎并被带走，冰铜磨产量 在此时会提升不少。实际生产中，在品位的选择上 我们要兼顾后续的冰铜气流输送以及闪速吹炼炉综 合考虑，冰铜品位太低吹炼炉粗铜实际产量降低、造 渣量大、热平衡难以维持；冰铜品位太高气流输送运 行十分困难，对吹炼炉热平衡也有很大的影响。冰 铜品位与冰铜磨最大产量的关系见图1 。 2 ．2 冰铜磨机械性能 磨辊与磨盘的间距 以下简称辊间距 湿冰铜 进入磨体落到磨盘上，磨盘旋转产生离心力，冰铜由 中心向边缘移动并最终溢出被气流带走。辊间距大 时，理论上冰铜在磨盘上停留的时间相对较短，这样 通过碾压工作面后粒度相对较大，经过分级器分级 以后还是要返回磨盘再次碾磨；再者辊间距过大会 使磨辊对料层的啮入角过小，难以起到有效碾压作 用。我厂冰铜磨初始辊间距为8 毫米左右，随着生 产不断地进行摸索，发现这样的辊间距并不是最佳 万方数据 3 6 有色金属 冶炼部分 2 0 1 1 年2 期 理想距离，而且随着作业时间加长，磨棍与磨盘也有 了一定的磨损，这更加大了辊间距，不但装入量难以 提高，磨出的冰铜粉粒度也不是很理想。为此技术 母 、 趔 遁 嚣 兹 人员进行了多次的调整，在装入量和产出冰铜粉粒 度上达到了比较理想的平衡点，定期请专业人员进 行测量并及时做出调整。 ● - ● ●●● ● ● ● ● ●● ●●-乞 ●● - ●～ ’l一 ● ● ● - ． ’ ●● ， I一 ． ． - - ● ●． 3 83 94 04 l4 24 34 44 54 64 74 84 9 冰铜磨最大产量／ t h - 1 图l冰铜品位与冰铜磨最大产量的关系 F i g 1 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nm a t t eg r a d ea n dm a x i m u mc a p a c i t yo fm a t t em i l l 磨辊与磨盘的机械状态这里主要指的是磨辊 与磨盘的表面纹路以及机械几何形状，这两个重要 部件表面的纹路起到了很重要的作用，合理的纹路 及纹路深度很好地增强了物料与磨辊／盘之间的摩 擦力，能有效地对料层进行碾压作用，提高磨细效 率；反之如果磨辊／盘被磨的很光滑，将很难起到有 效碾压磨细效果，降低装入量。磨辊／盘的几何形状 都是经过精确计算设计出来的，完整的部件能有效、 均匀地对料层进行磨细，有利于冰铜磨的稳定运行。 基于以上两点，必须定期对磨辊／盘进行仔细的检 查、测量，若有异常及时请专业人员进行堆焊、打磨 处理，另外配一套备件以便必要时更换。 冰铜磨液压站及管路、油缸的维护保养冰铜磨 对料的碾压除了依靠自重外还有就是液压油的作 用，所以液压站的操作维护保养也就显得很重要。 一是液压油的油质检查，受到污染要及时换油，以免 污染、阻塞管路；二是定时对油压管路进行检查，发 现漏点及时处理，以免影响液压工作压力；三是定期 检查油缸，油缸内漏不易发觉，运行状态良好的油缸 不仅可以对磨辊提供合适的工作压力，而且还可以 有效起到因料床厚度变化引起的缓冲作用。 2 ．3 冰铜磨工况条件的控制 除去原料和设备因素，最主要的就是日常操作 水平，随着生产的不断深入，我们对冰铜磨的运行工 况条件进行了多次的摸索性试验，也找出了一套行 之有效的参数。 风料比控制合适的风料比对提高冰铜磨装入 量有着显著的效果。风量过小，难以起到干燥湿冰 铜的效果，合格的冰铜粉不能被有效带出；风量过 大，冰铜磨及热风炉负压难以维持，且引风机被迫增 大负荷，所以控制好风料比才能发挥冰铜磨的最大 潜能，一般我们通过二次稀释风机出口阀的调节来 控制风料比。 磨盘转速生产初期厂家推荐为4 0r ／m i n ，但随 着作业的深入，发现这样的转速很难将装入量提高， 于是不断地摸索，在不同的转速下进行试验，在这过 程中也发现了一定的规律，根据这种规律，我们在人 磨冰铜一定品位和水分的情况下找到最佳平衡点的 磨盘转速，根据实际情况合理调整磨盘转速，比如在 入磨冰铜品位低即易碎性好的情况下，我们可以适 当提高磨盘转速，人磨水分高的情况下我们也可以 适当提高磨盘转速，为了追求装入量，我们将实际控 制值定为2 8 ～3 2r ／r a i n 。 分级器转速在投料初期，我们一味追求冰铜粉 的粒度，从而造成冰铜磨装入量无法提升。冰铜磨 分级器的作用就是控制出磨冰铜粉的粒度，分级器 转速越高，出磨冰铜粉粒度细，但量少；转速越低出 磨冰铜粉粒度大，但量多，可以有效减少冰铜粒在磨 内上下反复被碾压的频次，无形中增大了产量。实 践证明分级器转速不低于7 2r ／m i n 基本可使出磨 冰铜粉粒度满足F C F 生产需要，但考虑到后续的气 流输送也不能太低，我们实际控制在7 2 ～8 0r ／m i n 。 冰铜磨压差 进口负压 的调整若冰铜磨磨出 的冰铜不能被及时带走，磨内的冰铜粉浓度在分级 器转速不降低的情况下几乎达到饱和，这时候就会 造成冰铜磨压差大、进口负压小，如果不及时调整的 话这种情况会继续恶化，直至热风炉冒正压，磨内及 磨盘上积聚了大量冰铜，引起强烈的振动而跳车。 一般我们通过二次稀释风机出口阀开度和排风机进 口导叶来控制压差，在特定阶段还需要适当降低装 引 Ⅲ ∞ 船 盯 砸 砧 矾 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 1 1 年2 期 3 7 入量。另一方面需要强调的是系统漏风对压差的影 响很大，漏风越大，压差增大，磨进口负压降低；再者 金 芒 椭 硝 瞥 幂 * 漏风也会使系统负荷增大和热量损失，造成不必要 的浪费。冰铜磨产量与压差的关系见图2 。 f ● ●●。 k ● ’ ● _ 一 3 83 94 04 l4 24 34 44 54 6 4 74 84 9 冰铜磨最大产量／ t ．h 一1 图2 冰铜磨产量与压差的关系 F i g ．2 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nd i f f e r e n t i a lp r e s s u r eo fm a t t e m i l la n dm a x i m u mc a p a c i t yo fm a t t em i l l 2 ．4 冰铜磨布袋收尘器的影响 经过冰铜磨干燥和磨细后的冰铜粉被后续设备 布袋收尘器收集，虽为收集运输之用，但收尘器的操 作也很重要，一旦有问题直接影响冰铜磨的生产。 布袋反吹力度和频率由于强大负压的作用，冰 铜粉被吸附在布袋上，被定期吹落后由后续的运输 设备带走。这里的问题是若反吹风力度不够即不能 将吸附在布袋上的冰铜粉有效吹落的话，将直接导 致布袋吸附冰铜粉过多影响风的过滤，结果就是布 袋收尘器前后压差过大，前段设备即冰铜磨与热风 炉负压难以保证直至冒正压，被迫降低冰铜磨装入 量或直接停车，为此我们设定了最合适的反吹风压 力和频率。 负压的控制如前所述，绝对负压大会造成系统 各设备前后压差大，不利于装入量的提升；另一方面 绝对负压太大的话 如引风机进口阀开度过大 ，那 么布袋收尘器出口的绝对负压也很大。我们知道布 袋收尘器气室在提升阀下降即封闭出风口的时候才 进行反吹，此时若负压太大，而提升阀气源压力又不 高的情况下，由于强大负压的作用会造成提升阀提 升不动的情况，这同样会造成系统压差过大，从而影 响生产，同样，定期检查布袋提升阀也非常的重要。 3结论 祥光铜业冰铜磨自带料之日起，我们就一直进 行着实践摸索，针对影响装入量的因素，采取各种应 对措施，使得冰铜磨的处理能力到达并超过设计水 平。 吆∽％％睨蚴鼢％ 万方数据