改进型侧吹环保炉水套烧损原因及改造实践.pdf

2 0 2 0 年第1 期／第4 1 卷 黄金 G O L D 改进型侧吹环保炉水套烧损原因及改造实践 张玮1 ，唐金玲2 1 ．潼关中金冶炼有限公司；2 ．内蒙古太平矿业有限公司 摘要针对某冶炼厂改进型侧吹环保炉试运行期间水套多次烧损的现象，分析了具体原因，结 合企业实际提出了具体的改进和预防措施严格进行精细配料，保证块率；安装了K Q F 系列全自动 钠离子交换制水机，软化水质；提高操作管理水平等。改造后的水套在运行过程中未出现烧损事故， 应用效果较好，延长了水套的使用寿命，确保了连续稳定生产，使日均处理量由1 1 0t 提高到1 6 5t 。 关键词侧吹环保炉；水套；烧损；精细化；配料 中图分类号T D 4文章编号1 0 0 l 1 2 7 7 2 0 2 0 O l 一0 0 4 7 0 4 文献标志码Ad o i 1 0 ．1 1 7 9 2 ／h i 2 0 2 0 0 1 1 0 引言 随着矿山开采和冶炼行业的不断发展，面对更高 的环保要求，各类尾渣的堆存和处理成为许多企业亟 待解决的问题，尤其是许多尾渣被列为危险废物，如 含氰尾渣等。多数尾渣中含有金、银、铜等贵金属及 其他有用组分，很多企业致力于这类尾渣的资源化、 减量化、无害化处理，采用各种方法综合回收利用其 中的有价元素。其中，通过火法工艺处理各类尾渣效 率较高，工艺简单。采用侧吹熔炼产生铜锍，能处理 多种尾渣和固体废物，熔炼渣又可用于建材、水泥等 行业，发展潜力较大J 。 2 0 1 8 年9 月，某冶炼厂4 ．5m 2 改进型侧吹环保 炉进行试运行，设计床能率6 0 ∥ m 2 d ，处理尾渣 2 5 9L ／d 。试运行中，受多重因素影响，实际日处理量 1 1 0 1 2 0t ，主要处理含金、银、铜、硫、砷等氰化尾 渣、硫化砷渣，工业废水处理污泥，烟气净化产生的收 尘渣等。但是，随后不断出现水套烧损事故，最短运 行1 0d 即出现水套漏水，造成高昂的维修费用，远远 达不到年工作3 3 0d 的作业要求，制约连续生产，损 失较大。分析水套漏水的原因，制定预防措施并实施 技术改造，具有较大现实意义。 1 炉体结构及水套烧损的集中位置 某冶炼厂4 ．5m 2 改进型侧吹环保炉见图1 ，结构 见图2 。该改进型侧吹环保炉是在密闭鼓风炉基础 上改进而来的炉型，采用空气鼓风，水冷，全水套结 构。水套由上水套和下水套组成，上、下水套均为整体 结构，内焊拉筋，材质为内壁1 6M n R ，外壁Q 2 3 5 ，厚度 均为1 6m m 。下水套高1 5 1c m ，宽2 4 0c m ，均布3 6 个 风眼。水套围成的炉身上大下小，炉腹角7 。，下水套 下侧即为本床。水套烧损部位大多集中在下水套内 壁下沿，尤其是两端部位 见图3 ，也发生过风眼处 焊缝部位开裂漏水事故。 图l检修中的改进型侧吹环保炉实物 1 一风口2 一水套3 一风管 图2 改进型侧吹环保炉结构简图 2 水套烧损原因 1 入炉物料块度不符合要求。该种炉型适合处 收稿日期2 0 1 9 一0 9 一0 4 ；修回日期2 0 1 9 1 2 一0 8 作者简介张玮 1 9 8 9 一 ，男，内蒙古阿拉善人，工程师，从事设备管理工作；陕西省渭南市潼关县城关镇上屯村，潼关中金冶炼有限公司 7 1 4 3 9 9 ；E m a i l 4 7 5 4 1 8 0 2 3 q q ．∞m 万方数据 囝亟垂陋黄金 图3 水套烧损部位 理块状物料，最适宜的块度为3 0 ～8 0n Ⅲ，，小于5n Ⅵn 的物料不利于熔炼一。，炉料分布见图4 。而在生产过 程中，块料的加入量达不到炉料总量的4 0 ％，其原因 有2 个一是加入物料块度不够，远远小于5t n n ，的 粉末状物料多；二是入炉主要物料中除焦炭和炭精 外，由配成矿 各类物料按比例混合而成的混合物 料 压制而成的砖块强度较差，在叉车倾倒式上料及 斗提机往炉内给入的过程中，破碎粉化严重。这就造 成炉内物料分布不合理，形成紧密层，阻碍E 升炉气 的正常通过．“炉结”生长，进一步导致炉内横断面风 量分布不均；特别是炉子两端为炉料运动的薄弱环 节，大量焦炭和炭精在此燃烧，释放大量热能，却没有 足够的物料消耗这些热量，最终导致水套两端多次烧 损，水套壁上产生许多弧坑和小眼 见图3 卜、 精矿烟道 图4 炉料炉气分布示意图 2 供水水质较差，水压过高，且发生过缺水情 况。水套冷却循环水木进行软化、排污和换水，每日 仅补充蒸发量，造成结垢。原水硬度为0 ．5m m o l ／L ， 冷却水池为混凝土材质，日蒸发量3 5m 3 左右 冬季 和夏季有所不同 ，水套出口处水温6 5c | C 左右，该温 度下极易生成水垢。然后加入酸性除垢剂，管道内部 水垢溶解，进入炉体水套。由于水套为下部进水、上 部出水的结构．大量水垢在水套下部积聚难以排出， 贴敷在水套内壁的水垢厚度最薄处达3m H ，，水套下 部水垢 见图5 积聚厚度达3 0 ～5 0m m ，造成水套下 部冷却不足，导致水套烧损。 为降低建设投资，炉体水套循环水泵使用现有 的闲置水泵 F C H H S 2 0 0 3 1 0 高效节能泵 ，运行 压力0 ．3 0M P a ，而水套设计压力为0 ．1 6M P a 。运行 期间发生过停电故障，由于没有水套供水的应急措施， 导致水套循环水停止流动，水温急剧上升，造成水套的 损伤。实际运行中，下水套内壁出现了2 处“鼓包”。 3 配料不合理，加入砖料含水率高，风压过低。该 炉内部为造锍熔炼．入炉砖块中S i 0 ，质量分数不宜大 于1 5 ％，M 9 0 质量分数不宜大于5 ％，础 s 训 C u 应控制在1 ．1 ～1 ．5 为宜”。。m f 实际生产中，仅以柳 T 5 0 铲车进行配矿，以铲数为各类配料的计量依据， 配成矿极不均匀i 取样化验时，入炉砖块s i 0 ，质量 分数往往为2 2 ％～3 2 ％，过高的s i 0 1 导致炉渣黏度 增加，熔点上升，焦率升高。该炉风压一般控制在 8 ～1 0k P a ，干燥后成品砖的含水率控制在5 ．5 ％；、 然而，实际试运行过程中，风压大多为5k P a ．人炉砖 的含水率高达1 7 ％～2 1 ％。这都会造成炉内焦点 区发生变化、炉内风量分布不均，周边风量增大、焦炭 和炭精在水套侧壁处剧烈燃烧，导致水套烧损。 4 水套在制作工艺上可能存在问题，在结构设 一上存在缺陷焊缝的热影响区开裂，位置均在拉筋 板和内壁2 种不同材质之间，有可能是在制造过程中 焊接工艺选用不当导致。水套在结构上为整体水套， 进水处没有设置挡板，冷水直冲水套内壁高温区域， 月．该水套排污口过高，没有排污阀门，在运行期问不 万方数据 2 0 2 0 年第1 期／第4 l 卷 图5 水套内的水垢 能够排污，结构设计存在缺陷。 5 经验不足，操作不当，生产管理粗放。该冶炼 厂长期从事湿法冶金，没有火法冶金的技术积累和管 理经验。在试生产期间，除配成矿压制的砖块外，焦 炭、炭精、石英石、返料等均使用小铲车直接上料，未 进行严格的称重，导致入炉料比例波动过大。在风口 操作及故障处理上不及时，发生风口窜风、灌渣、过桥 堵塞等情况后，不能及时判断处理，造成本床熔体液 位上涨，侵蚀水套壁。没有炉口维护及故障处理的相 关经验，在发生“炉结”生长、棚料、料柱穿孑L 等情况 后，没有及时采取措施，炉料和炉气正常分布和运动 规律受到破坏旧J ，使炉内整个冶炼体系紊乱，导致热 量分布不均，局部高温、高温熔体侵蚀造成水套烧损。 3 改进和预防措施 水套烧损发生后，根据原因分析，在生产过程中 采取了以下的改进和预防措施 1 严格进行精细配料，保证块率，降低人炉砖含 水率。安装铲车用电子计量秤，将铁粉、低品位金精 粉、铜精粉、硅精粉、生石灰等按给定配矿单配制均 匀，确保S i 、C a 、C u 、F e 、S 等元素符合所需比例，加强 制砖工段的操作和管理，延长成品砖的晾晒时间 实 践表明以不低于1 5d 为宜 ，保证人炉砖的强度，从 而保证块率不低于4 0 ％。 2 安装K Q F 系列全自动钠离子交换制水机，软 化水质，使软水残硬度低于0 ．0 3m m o L ／L 的标准。混 凝土循环水池内敷设环氧树脂涂层，水池上方加装回 水散热淋水器，降低水温。安装循环水泵变频器，在 水量满足要求的基础上，将水压降低至0 ．1 6M P a 以 下。安装低位排污阀门，进行定期排污。再次运行 前，清理管道、水池、水套内积垢，更换新制软化水。 加装水套循环水应急水箱，杜绝断水事故的发生。 3 对损坏的水套进行修复，割除烧损部位，使用 相同材质的板材进行焊接修补，增设低位排污阀门， 进水口内设置弯头，改变进水方向，避免冷水直冲水 套高温内壁。 4 加强改进型侧吹环保炉的操作和管理，制定 相关制度，聘用有多年经验的操作工人，特别是在开 炉、加料、炉口维护、风口操作及风压控制等方面加 强。 5 为满足生产要求，经多方比较，选择了一家有 资质、口碑良好、多年来专业从事熔炼炉及其附件制 作安装的厂家，针对前期试运行中存在的水套烧损问 题，定制了一套备用水套，该水套在风口角度、进水方 式、排污方式等方面进行了改进 见图6 、图7 。 图6 水套进水口加装弯头 图7 改进后的排污口实物 万方数据 黄金 4 应用效果 1 原水套在采取相应预防措施后，再次投入使 ，效果良好。但是，水套内部拉筋开焊部位，在短暂 检修期内不能得到有效修复，在使用1 个多月之 ，因其他原因停车，将其换下作为备用水套。 2 改进后的水套安装运行后，未再出现烧损事 故。 3 配矿的精细化和入炉物料块度的改善，不仅 延长了水套的使用寿命，进一步提高了处理量，由原 来的1 1 0 ∥d 提高到了1 6 5 ∥d 。 5 结语 该冶炼厂改进型侧吹环保炉采用整体式水套，其 试运行期间水套多次烧损，通过分析水套漏水原 ，制定了预防措施并实施了技术改造，效果较好。 但是，整体式水套仅为上、下2 个部分，不便于检修。 为提高排污效率，降低检修难度，可将水套设计为分 片式，检修时可对损坏的“分片”整体更换。本次改 造实践中，虽然对水套的进水口进行了改进，但低进 高出的进水方式，会导致沉淀物积聚在水套下部，一 旦排污不畅或不及时，仍然有可能导致水垢的产生和 积聚，进而造成水套烧损。在今后的生产实践中，还 需要对这方面进行进一步的改进。 实际生产中，水套烧损的原因多种多样，往往多 种原因并存，要结合实际情况采取相应措施，才能杜 绝水套烧损事故发生，保证生产的连续稳定运行。 [ 参考文献] [ 1 ] 张殿印，高华东，肖春．冶炼废渣再生利用技术[ M ] ．北京化学 工业出版社，2 0 1 7 ． [ 2 ] 彭容秋．铜冶金[ M ] ．长沙中南大学出版社，2 0 0 4 ． [ 3 ] 李明照，许并社．铜冶炼工艺[ M ] ．北京化学工业出版社，2 0 1 2 ． A n a l y s i sa n dp r e V e n t i o no fb u r I l i n gl o s so fw a t e rs e t s o fi m p r o V e ds i d eb l o 、 l ，i n ge n V i r o n m e n t - f r i e n d l yf u m a c e Z h a n gW e i1 ，T 肌gJ i n l i n 9 2 1 ．％，蜒滔∞n 劢o ，硒讥．s 胱玩略c 0 ．，L 碰；2 ．觑n e r 幻凡9 0 地亿i p i 昭胁儿i 增C 0 ．，L 碰 A b s t r a c t I nv i e wo ft h er e p e a t e db u m i n gl o s s o fw a t e rs e t sd u r i n gt h et r i a lo ft h ei m p r o v e ds i d eb l o w i n ge n v i r o n - m e n t m e n d l yf u m a c e ，t h es p e c i 6 cr e a s o n sa r ea n a l y z e d ，a n dt h es p e c 诳ci m p r o v e m e n ta n dp r e v e n t i v em e a s u r e sa r ep u t f o r w a r di nc o m b i n a t i o nw i t ht h ea c t u a le n t e 印r i s e r e f i n e dm a t e r i a lb l e n d i n gi ss t r i c t l yi m p l e m e n t e ds ot h a tt h eb l o c k r a t ei se n s u r e d ； K Q Fs e r i e sf u l l ya u t o m a t i cs o d i u mi o ne x c h a n g ew a t e rg e n e r a t i o nm a c h i n ei si n s t a l l e dt os o f t e nt h e w a t e rq u a l i t y ；t h eo p e r a t i o nm a n a g e m e n tl e v e li si m p r o v e d ．A f t e rt h er e n o v a t i o n ，t h ew a t e rs e td o e s n ’ti n c u ra n yb u r n i n gl o s s ，i n d i c a t i n gg o o da p p l i c a t i o no u t e o m e ，t h ew a t e rs e ts e Ⅳi c el j f e i sp m l o n g e d ，t h ec o n t i n u o u ss t e a d yp m d u c t i o n i se n s u r e da n dt h ea v e r a g ed a i l yp r o d u c t i o nc a p a c i t yi si n c r e a s e df 南m11 0tt o1 6 5t ． K e y w O r d s s i d eb l o w i n ge n v i r o n m e n t 一缸e n d l yf u m a c e ；w a t e rs e t ；b u m i n gl o s s ；r e 6 n e d ；m a t e r i a lb l e n d i n g ●一一 ” 一 - 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