金隆闪速炼铜操作技术的进步.pdf

2 金隆闪速炼铜操作技术的进步 周俊 金隆铜业有限公司， 黄永峰 安徽铜陵2 4 4 0 2 1 摘要垒窿闪遣熔炼工艺投产3 年来经历了很多工艺和设备故障．操作水平不断提高．本 文概述了熔炼系统的主要作业实绩，分析了出现的问题和所采取的措施，总结了金鹿阿速炼恫的主 要操作妊验，指出了今后的工作方向． 关t 词闳建熔炼；铜冶金；闪速炉 中田分类号T F 8 1 l文献标识码B 金隆闪速炼铜工艺设计年产电解铜1 0 万t ．采用奥托昆普闪速熔炼一P S 转炉吹炼 一回转式阳极炉精炼流程 见图1 ，主要工 艺设备规格如表1 所示．金隆闪速炉于1 9 9 7 年4 月8 日投料生产，1 9 9 9 年达到设计生产 能力．投产以来，发生过很多工艺设备故 障，进行了很多工艺、设备的改进，积景了一 定的操作经验，工艺操作技术逐渐成熟，形 成了自己独特的作业风格，生产能力不断提 高，工艺技术指标逐步改善．为改善工艺操 作，先后采取了很多技术措施．本文拟对金 隆投产后的操作做一总结，以期进一步改善 工艺操作． 精r i 英社 图1金隆闪速炼铜工艺流程 表I 主要工艺设备规格 作者筒介m 使 1 9 e 6 一 ，安t 安庆人，中南工业大学硬士，垒隆公司高级工程弹 万方数据 3 1 闪速炉作业率的提高 闪逮炉作业率是反映闪速冶炼厂设备状 况、生产管理水平、操作水平等的综合指 标．各冶炼厂一般为9 5 ％，日本东予冶炼厂 为9 8 ％“’，金隆设计为9 5 ％．金隆投产一年 后于1 9 9 8 年4 月作业率达到9 0 ，5 ％．1 9 9 8 年6 月至2 0 0 0 年4 月的2 2 个月中有1 2 个月作 业率低于9 4 ％，其中有9 个月是由于闪速炉 废热锅炉漏水，2 个月因硫酸系统故障，1 个 月因干矿刮板机故障．F F B 发生漏水的月 份作业率均低于9 4 ％，而1 9 9 9 年1 月以后 F F B 未漏水的月份作业率大多高于9 6 ％． F F B 漏水和硫酸系统故障是影响闵速炉作 业率的2 个最主要因素．F F B 漏水的主要 原因是炉管的腐蚀和烟气的冲刷。1 9 9 9 年 大修中更换了部分水冷壁管，并对烟气冲刷 部位进行了堆焊处理，同时对密封空气加热 器和吹灰空气疏水器进行改造，漏水次数明 显减少．硫酸系统的故障集中在S O 风机变 频器故障和吸收塔等处管道的漏酸上．1 9 9 9 年大修中更换了部分酸管，并加强了S O 。风 机的维护，大修后故障也明显减少． 2冰铜品位的提高 金隆闪速炉设计冰铜品位为5 2 ％，随着 产量的提高，冰铜品位逐步提高，至2 0 0 0 年4 月达到5 8 ．6 ％．投产后冰铜品位变化趋势如 图2 所示． 冰铜品位提高后，转炉送风时间缩短，日 吹炼炉数，单炉产量、阳极铜日产量提高，但 电炉渣含铜也升高 如图3 ．要提高生产能 力，在金隆现有的生产条件下必须提高冰铜 品位．尽管转炉渣含铜也升高，但平均仍低 于4 ％ 设计为4 ．5 ％ ，而且转炉造渣操作比 较顺利．冰铜品位提高至5 6 ％以后电炉渣 含铜很难控制在0 ．6 ％以下，但如炉况控制 较好时，渣舍铜仍可以控制在0 ．6 ％以下 如 2 0 0 0 年l ～4 月份 ．2 0 0 0 年大修后5 ～6 月 间，闪速炉将加焦粉，在冰铜品位5 8 ％～印％ 的条件下，电炉渣含铜控制在0 ．6 ％以下是完 全可能的。 基 一 掣 咯 摹 * 景 一 趔 略 曜 * 5 0 L 一⋯。 1 9 9 71 9 9 81 9 9 9姗 年度 图2 冰铜品位变化趋势 寸卜 篙 08 07 5 0 ．7 o6 5 曼 焉 0 5 5 龚 脚 05 n 4 5 n 4 衣 重月份 圈3提高冰铜品位对电炉渣含铜的影响 3闪速炉精矿喷嘴操作的改进∞ 金隆闪速炉使用奥托昆普中央喷射扩散 型 O D 型 精矿喷嘴，投产后出现了反应塔 上部过热、烟尘率高、烟道堵塞，反应塔下出 现生料、喷嘴分布器变形等多处故障。为解 决这些问题，我们对喷嘴的相关作业参数进 行了试验，并改进了喷嘴的操作 见表2 ，同 时改进了喷嘴的结构．工艺空气出口速度提 高后，反应塔上壁温度下降．气流更集中。在 提高工艺空气出口速度的同时适当降低分布 空气量不但不影响精矿的分散，而且有利于 毋韶卵拍巧斟嚣咒虬 卯豫卯拓岛并舄盟孔卯 万方数据 4 反应塔壁的保护．对反应塔顶和壁的温度影 响最大的是氧一油烧嘴的油量和燃烧风氧浓， 为保护反应塔顶，应严格控制氧一油烧嘴的 油量和燃烧风氧浓．为避免干矿刮板单边作业 时反应塔下生料，1 9 9 9 年大修中改造了喷嘴下 料管使一台刮板能同时向两个下料溜管供料． 表2 精矿喷嘴、氧一油烧嘴控制参数的比较 采取上述措施后，基本解决了反应塔顶 和壁过热的问题，减少了反应塔下生料的次 数，完全解决了F F B 严重结灰、烟道堵塞的 问题，烟尘发生率稳定在6 ％～7 ％． 4烟尘和固锍的处理 金隆投产初期转炉和电炉固镶装入系统 故障多，因而固铍一直处于净增加的状态， 至1 9 9 8 年底共积压固锍2 t 0 0 0 t ．为加速固 锍的处理，我们采取了以下措掩 1 降低固锍发生率加强岗位之闻的 联络，使放出的冰铜能及时进入转炉，同时 稳定闪速炉炉况，使固锍发生率由1 9 9 8 年的 1 2 ％以上降至1 9 9 9 年的1 0 ％以下． 2 加大固锍处理量1 9 9 9 年整治了电 炉固铳装人系统．使故障率大大降低，电炉 日处理固锍稳定在6 0 ～1 0 0 t ． 调整了转炉S 期和B 期的冷料，并且将 冰铜品位控制在5 6 ％以下，新发生的固锍全 部直接装入转炉。大大提高了转炉处理固锍 的能力，至2 0 0 0 年3 月积压的同锍全部处理 完． 投产初期A 、B 、c 烟尘排灰、输送系统故 障较多，造成大量烟尘返库积压．为处理这 些返库的烟尘，购人了少量的含水较高的国 产铜精矿和硫铁矿，在精矿库用装载机与烟 尘混合后进入精矿配料系统。由于烟尘含S 仅1 0 ％左右，配料处理烟尘对于燥、闪速 炉，电炉作业都有很大的影响。’，经常造成 闪速炉炉况恶化；处理l t 烟尘反应塔需增油 1 2 0 ～1 4 0 k g ／h ，而反应塔顶对重油量有严 格的限制，因此，1 9 9 8 年8 月之前库存烟尘 一直净增长，达到9 5 0 0 t ．为加速烟尘的处 理而不过分影响生产，我们采取的措施有 1 降低烟尘发生率，稳定在5 ％～7 ％； 2 提高干矿装入量，保持干矿装人量的稳定； 3 实践证明，硫精矿与烟尘混合配料对干 燥和闪速炉炉况的影响比铜精矿大，因此尽 可能不用硫精矿； 4 控制烟尘配料比在5 ％ 左右．2 0 0 0 年1 月以后烟尘处理量加快。 5 转炉生产的稳定 转炉一直是金隆熔炼生产的“瓶颈子”， 投产初期存在的主要问题是 1 多次发生 异常倾转事故； 2 送风机喘振区狭小，频繁 发生堵风眼的恶性事故； 3 残极加料机、熔 剂自动加料系统不能投入，严重制约着熔炼 生产能力的提高。而且造成大量冷料产出积 压．1 9 9 7 年～1 9 9 8 年整改了设备，并对转 炉送风时率、目吹炼炉数、转炉寿命进行攻 关．结果见图4 和表3 ． 5 ．1 提高转炉生产能力 1 金隆熔炼生产能力主要取决于转 炉．而转炉的能力又主要取决于送风时事， 万方数据 5 妊 矗 罐 皇 叮 蓦 * 鲁 匠 捌 圈4 转炉作业趋势 因此设法保证转炉的正常送风，这是提高转 炉生产能力的关键． 2 缩短周期问停风时间设计的2 台 期交换作业转炉作业周期如下图 括号内为 缩短后停风时间 肖。产1 ■。。 h 耐1 m i i 3 m l n l o m l ’卜叫 ⋯≮乎薯，＼⋯ ＼⋯一裂 所采取的主要措施有①将残极加料机和熔 剂加料机投人正常使用，减少冷料的直投 量； 部分冷料 固锍、床下物、电积铜等 在 S l 期进料前加入，部分固锍、筛上物，烟尘通 过熔剂系统加人；减少B l 期的冷料直投 量，加大B 2 期的直投量；精炼渣在B 2 期加 入；◎提高转炉、行车，闪速炉炉前的作业熟 练程度，搞好岗位之间的作业配合． 为提高转炉生产能力，1 9 9 7 年1 1 月投入一 期富氧，氧浓为S 期2 3 ％，B 期2 1 ％；1 9 9 8 年 7 月投入二期富氧，氧浓为S 期2 3 ％～2 5 ％， B 期2 3 ％．富氧投入后日吹炼炉数明显提高． 5 ．2 转炉炉寿命的提高。投产初期转炉 寿命最低仅8 5 炉．课题攻关先进行耐火砖 的材质试验，情况如表3 所示． 裹3 转炉风眼砖使用概况 试验结果证明在金隆转炉工艺、设备条 件下．使用直接结合铬镁砖比电熔再结合铬 镁砖好得多．因此从1 9 9 9 年1 月开始不再使 用电熔再结合砖．为提高炉寿命操作上采取 的措施有 1 控制渣含S i 0 2 2 1 ％～2 2 ％． 并通过稳定液面角，保持炉底结的稳定，以 减轻砖衬的损耗； 2 冷料尽可能于送风状 态下加人，严格控制吹炼温度； 3 改进清理 风眼用钎头增加一种m 4 2 m m 的钎头用于 出完铜后风眼的扩孔。原中3 2 m m 和m3 8 m m 的钎头继续使用，减少了送风中捅风眼的时 间； 4 提高筑炉质量． 6阳极炉操作的改进 金隆阳极炉生产的主要问题是 1 作业 时间长，生产能力低，制约转炉生产； 2 重 油L P G 单耗高； 3 炉口，出铜溜槽冒黑 烟，严重影响环境．为解决这些问题，1 9 9 9 年开始我们进行了课题攻关 1 将深氧化深还原作业方式改为浅氧 化浅还原作业，缩短作业时间．金隆闪速炉 处理的铜精矿中A s 、S b 、P b 、B i 等杂质的含 量很低，粗铜含杂质也很低，阳极精炼的主 要目的不是除A s 、S b 、P b 、B i 等杂质，而主要 是脱S 和O ．粗铜古O 一般为4 0 0 0 p p m ，古 万方数据 6 S 4 0 0 p p m ．因此o ，S 的脱除不取决于热力 学条件，而取决于粗铜中O 、S 的有效接触， 通过加强铜熔体的搅拌以加速s 和O 的接 触应该可以达到除S 、O 的目的，而不必进行 深度氧化，因此为缩短精炼作业时间。降低 消耗，1 9 9 9 年我们将深氧化深还原作业方 式改为浅氧化浅还原方式．将氧化终点样由 表面深凹样 S 8 0 p p m 改为浅凹样 S 1 3 0 p p m ，让部分S 利用还原期的搅动而 脱除，同时还原终点样由表面细纹改为稍粗 纹，含。由l l O O p p m 上升至1 5 0 0 p p m ～ 1 8 0 0 p p m ． 作业方式改变后氧化作业时间由3 h 减 少至2 h ，还原时间由2 ．8 h 减少至2 h ，日作业 时间减少3 ．6 h ，基本消除了阳极炉影响转炉 作业的现象．同时，重油、L P G 消耗大幅度 降低。 2 降低重油，L P G 消耗，消除炉口和流 槽黑烟．9 9 年元月开始进行了系统的整 治，主要措施有 ①为缩短阳极炉氧化作业时间，保证较 高的铜水温度，确定转炉最佳铜样为大鼓泡 铜 含S 3 5 0 p p m 左右 ，这样，氧化作业时间 可以缩短至2 h 以内，终点铜水温度1 1 6 0 ℃1 0 ℃．可以保证还原结束的铜水温 度，还原期可以不烧油． ②将风油比由1 5 下调至1 2 ，减少了热 量损失． ③采用。薄宽”放渣，将一次放渣一次摇 炉方式改为一次放渣多次摇炉方式，将渣尽 可能放尽，改善熔体的传热． ④将一次氧化推迟至B 2 期开风时进 行，这样一次氧化结束后立即二次进料，避 免铜水温度下降。 在改进操作的同时，流槽烧嘴增加空气 调节阀，可调节L P G 与空气比，保证L P G 完全燃烧；重油燃烧装置增设风量、油量自 动调节装置． 采取上述措施后，还原操作不再烧油，不 但降低了油耗，而且消除了炉口冒黑烟现 象．改进操作前后重油，L P G 消耗如图5 所 示． 蚤～2 一一莺品 图5 阳极炉单耗趋势 参考文献 毒 譬 上 兰 耀 氍 目 1T ．K i m u r a ．MK e m o r ia n dK ．H o n d o h ．P r o c e e - d i n g so fT H ES E V E N T HN T E R N A T I O N A L F L A S HS M E L T I N GC O N G R E S S ．2 8 5 ． 2 周俊．矿冶．2 0 0 0 , I 5 1 ． 3 周俊．有色金属 冶炼部分 ．1 9 9 9 , 4 5 ． ∞伸体”坫峙H B ￡j m 9 8 7 6 5 ∞ 8 曲 酆 钟 盯 帅 拈 加 一翠辎噩。_、蛩v霉辉兽吲 万方数据