焦炭质量对铅锌密闭鼓风炉生产的影响.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年4 期1 3 焦炭质量对铅锌密闭鼓风炉生产的影响 周长青 韶关冶炼厂，广东韶关5 1 2 0 2 4 摘要详细分析焦炭强度、块度、灰份、挥发分、反应性对铅锌密闭鼓风炉生产的影响，为鼓风炉生产提供 一定的指导。 关键词密闭鼓风炉；焦炭；透气性；焦率 中田分类号T F S l 2 。T F 8 1 3文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 1 2 0 0 5 1 0 4 0 0 1 3 0 3 T h eE f f e c to fC o k eQ u a l i t yo nL e a d - z i n cI m p e r i a lS m e l t i n gF u r n a c e Z H O UC h a n g q i n g S h a o g u a nS m e l t e r ，S h o g u n ，G u a n g d o n g5 1 2 0 2 4 ，C h i n a A b s t r a c t T h ee f f e c to fc o k ei n t e n s i t ya n dg r a n u l a r i t y ，v o l a t i l i z a t i o nc o m p o n e n t s ，a s h e sa n dr e a c t i v i t yo nI m p e r i a lS m e l t i n gF u r n a c e I S F h a v eb e e nd i s c u s s e si nd e t a i l ． K e y w o r d s I m p e r i a lS m e l t i n gF u r n a c e I S F ；C o k e ；G a sp e r m e a b i l i t y ；R a t e0 1c o k e 铅锌密闭鼓风炉 俗称I S F 是以烧结块、冶金 焦为原料，在高温和还原性气氛中进行还原熔炼．从 而产出粗铅锌。其中焦炭在I S F 冶炼中起着多种作 用，在风r n 气化的碳是I S F 热量和还原性气体的主 要来源，焦炭最重要的作用是为炉料提供透气性的 骨架，尤其在还原带和造渣带，焦炭是唯一的固体物 质，控制着气体、液体在炉内的流动和分布。因此， 焦炭质量的好坏直接关系到鼓风炉的生产率、冷凝 器的冷凝效率和其它经济技术指标，对生产有着十 分重要的影响。随着鼓风炉炉缸、风口区面积及炉 身面积的不断加大和冶炼强度的提高，对焦炭质量 提出了更高的要求。 1 焦炭质量对密闭鼓风炉生产的影响 1 ．1 焦炭强度对生产的影响 焦炭强度分冷强度和热强度，一般冶金焦多采 用冷强度指标，用焦炭的抗碎强度 M 4 0 和耐磨强 度 M I O 来表示。 在铅锌密闭鼓风炉生产中，自排料到加人炉内 料面问的垂直落下高度可达4 m ，所造成的物理碎裂 作者简介周长青 1 9 7 4 一 ，男．安徽六安人，工程师 作用会使焦炭强度有所下降。如果焦炭强度差，很 容易产生大量碎焦和焦粉，增加焦炭单耗，同时碎焦 和焦粉被吹进冷凝器内，影响冷凝效率。随着冶炼 过程的进行，焦炭由炉身上部进入再氧化带、还原带 和造渣带后，所处的工作环境急剧恶化，在再氧化带 开始，部分烧结块开始被还原、软化，直至形成几乎 不透气的熔融层，此时焦炭成了仅有的透气物料，焦 炭在高温的作用下，强度急剧下降，块度变小直至粉 化。 风口前，焦炭在热风气流的吹动下，形成了一个 回旋区，焦炭在其中激烈旋转并燃烧，质量好的焦炭 在此区内燃烧直至消失，而质量差的焦炭就会产生 大量粉焦，增加气体穿透阻力，同时焦粉进入炉渣 中，增大炉渣黏度，使炉前渣型变坏，流动性差。从 多年来的生产实践可知，铅锌密闭鼓风炉的焦炭 M 4 0 大于8 0 ％、M 1 0 小于8 ％可以满足生产要求。 1 ．2 焦炭块度对生产的影响 从散料层的相对阻力和散料平均当量直径的关 系图 图1 可以看出，焦炭的块度对料柱的透气性 有重要影响，这是由于料柱是由焦炭和烧结块组成 万方数据 1 4 有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年4 期 的块度不均匀的散料体。生产中要求焦炭的块度平 均值略大于烧结块块度的平均值，从而保证料柱的 最佳透气性。同时要求焦炭块度要均匀，因为块度 均匀性提高，料层的透气阻力系数减小，料柱的透气 性改善，并且避免由于焦炭块度不均匀而在炉内产 生富焦区和贫焦区。若焦炭块度过小，使炉内透气 性恶化，并且容易被上升的炉气吹入冷凝器，影响冷 凝效率，迫使鼓风炉休风进行清扫、扒冷凝器焦炭； 若块度过大，在炉内容易造成跑“空风”。韶冶曾就 炉料粒级分布对鼓风炉透气性影响进行实验，根据 静态和动态实验的结果来看，小颗粒炉料是影响透 气性的重要因素，鼓风炉透气性随着小颗粒比例的 增加，透气性指数增加量变小，甚至负增长，也就是 透气性变坏。为保证料柱的透气性，确定的加料比 例为 2 5 r a m 1 ％、2 5 ～4 0 r a m 5 ％、4 0 ～6 0 r a m - - 5 5 ％、6 0 ～8 0 r a m ～3 5 ％、8 0 ～l O O m m 1 0 0 m m 1 ％。 { 蛊 嚣 军 吾 趟 亲 釜 当灰份降低时，焦炭固定碳含量增加，从而降低 鼓风炉焦率，增加鼓风炉的烧结块处理量，促进生产 水平的提高。 焦炭灰份与强度几乎成线性关系，即灰份增加， 强度下降，从而影响鼓风炉生产。 焦炭灰份是参与造渣成份，灰份高则炉渣量增 大，金属损失量亦增大，同时灰份造渣还要消耗热 源。 2 焦炭挥发分对生产的影响 焦炭挥发分的含量影响焦炭的耐磨强度和反应 后强度。挥发分的多少标志着焦炭的成熟程度，挥 发分含量高，焦炭气孔壁材质疏松，耐磨强度和反应 后强度就低，在冶炼过程中产生大量碎焦和焦粉，不 仅损失焦炭，同时恶化冷凝器操作条件和料柱透气 性。挥发分含量低，焦炭气孔壁材质致密，耐磨强度 和反应后强度就高，若太低。则焦炭脆性大，在炉内 炉料间磨擦时易产生粉末。韶冶焦炭挥发分含量要 求控制 1 ．5 ％。 1 ．4 焦炭反应性对生产的影响 焦炭反应性是指在一定温度下，焦炭中的碳与 。岛反应生成C O 的反应速度。铅锌密闭鼓风炉炉 顶温度在10 5 0 ℃左右，焦炭在预热器中预热到＼ 7 0 0 ℃，从加料装置中加入鼓风炉内，正好与上升的 ＼ 一 炉气相遇，炉气中的c 0 2 就在科柱顶层与焦炭进行 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年4 期 析，从焦种的物理规格、化学成份及生产成本情况来 看，赵城焦相对更加经济，具体数据见表l 。根据韶 冶多年来的生产情况分析和焦炭人炉表现来看，使 用赵城和石家庄的焦，鼓风炉的焦率控制低，热焦单 表1 焦炭规格 T a b l e1T h es p e c i f i c a t i o no fc o k e 焦炭种类热焦量／t 碎焦量 焦末量 冷焦量成本 垒 墨 赵城6 8 01 0 35 09 0 08 5 6 运城 7 2 02 0 39 81 1 1 3 8 7 3 三都7 2 02 2 41 91 0 6 48 1 6 三门蛱 7 2 02 7 01 3 71 2 8 2 9 8 0 长睦7 2 02 7 47 21 1 8 69 0 9 塘洞7 2 08 4 71 9 01 9 9 71 2 2 3 博迁7 2 01 1 9 61 5 12 3 9 71 4 4 9 达州7 2 01 0 4 12 0 52 1 5 51 2 9 9 福林宝7 2 06 3 6 4 8 1 5 1 91 0 0 7 注碎焦指块度2 5 ～4 0 r a m ，焦束指块度 8 3 ％、s 1 ％、挥发分 1 ．5 ％、 灰份 8 0 ％、M 1 0 8 ％；反应性K m 9 0 O ．1 7 m L ／ g s 。 万方数据