金川镍闪速炉的技术发展.pdf

金川镍闪速炉的技术发展 张振民陆志方 （中国有色工程设计研究总院， 北京 “ “ “ ） 摘要 着重论述金川镍闪速炉的设计特点， “年来结构方面的改进以及改进后的效果。 关键词 镍； 闪速炉； 技术进步 中图分类号 （ 9 3 AB 4 ; 6 4 3 3 6 4 ; 4 CD 3 A 3 E 2 F 4 A G 6 G G 3，H 3 6 I 6 4 ; “ “ “ ，A ’ 2 6 A 1 7 2 “ 0 2 ’ 7 ’ 0 “ 图金川闪速炉 5 0 “ / 0 1 2 A ’ 2 6 A 1 7 2 “ 畅” ， 减少了烟气对熔池的传热， 使熔融颗粒和烟尘 大量进入上升烟道。根据我们的经验， 沉淀池炉顶 采用了先抬高后压低的吊挂式拱顶， 这样就增加了 - 有色金属 （冶炼部分）, “ “ 年期 万方数据 烟气的辐射层， 强化了辐射传热， 后部炉顶压低， 引 导气流冲向熔池面， 强化了对流传热， 同时也使气流 中的大量熔融颗粒和烟尘冲入熔池， 降低了进入上 升烟道的烟尘量。金川镍闪速炉投产以来， 沉淀池 的熔体温度保持的比较好， 沉淀池不再烧油， 烟尘率 一直比较低。卡尔古利闪速炉沉淀池必须烧油， 烟 尘率很高， 每周必须清理烟道。而在贫化区， 将炉顶 合理压低 （实际压低了 “ “ ） ， 减少了贫化区排烟 面积， 增加了排烟阻力， 从而实现沉淀池和贫化区的 平衡。实践表明这个炉顶高度是合适的。 炉顶的砌筑方式不一样 卡尔古利闪速炉当时的炉顶均为平顶， 直砖吊 挂式， 不少砖缝可看到炉膛， 炉顶漏风很大。我们吸 取国内反射炉和贵冶闪速炉的经验， 将沉淀池的炉 顶采用型钢支撑的拱形吊挂砖结构， 贫化区炉顶 采用型钢支撑的耐火浇注料平顶结构。这对减 少漏风， 改善操作环境非常有效。 （） 反应塔与沉淀池的联接部结构不同 此联接部是闪速炉设计的难点之一， 以前多为 用水冷铜管加耐火浇注料成形， 结构复杂， 容易烧 坏， 卡尔古利闪速炉此处是一个直水套， 挂不住耐火 材料， 挂不上炉渣， 很容易烧坏， 需要经常更换。金 川的闪速炉是在反应塔的下部设计了特殊的倒 “” 水套， 可以衬耐火材料， 也能挂住炉渣， 投产’ “年来 一直都没有烧坏过。此技术已被国内外闪速炉设计 中推广应用。 （） 金川闪速炉从沉淀池到上升烟道以及从贫 化区到上升烟道设计有一个过渡斜面， 此过渡面不 用砖砌， 而是用斜的、 内面带槽的水套， 内贴耐火浇 注料。 （） 贫化区的电极 卡尔古利闪速炉的电极结构落后， 操作不方便， 电能损耗大， 电极孔无密封， 漏风很大， 我们设计了 完全不同于卡尔古利的电极。电极升降、 压放全部 采用液压传动， 电极导电系统采用水冷铜管母线， 水 冷铜管式固定集电环， 软铜带， 水套式移动集电环， 锥形环楔紧铜瓦， 大套式电极孔密封装置等技术， 实 现了电极机械化、 自动化操作。这种电极操作平稳， 导电系统电压损失不超过’伏， 功率因数超过了 * ,， 电能损耗很少，’ “年的使用， 电极事故很少， 维护工作量也很少， 电极孔密封情况良好。 （-） 主要共同点 （.） 反应塔和上升烟道都是采用的上部支撑反 应塔体与上升烟道， 二者均呈悬吊形式， 与沉淀池完 全分开， 都可以自由膨胀， 互不干扰； （） 反应塔设有多层环形平水套冷却塔身； （） 上升烟道侧墙也设有平水套冷却； （） 闪速炉用所有冷却水套都是用轧制铜板钻 孔； （/） 沉淀池骨架采用拉杆弹簧， 拉紧立柱以夹紧 炉体， 属弹性骨架形式； （0） 都是倾斜’ “ 1的斜炉墙； （2） 卡尔古利精矿喷嘴的特点是 （图3） 在喉口 以上加料管外边装了一个风速调节锥， 升降这个锥 可改变风口断面， 调节喷出风速， 这样能在不同的加 料量的情况下， 保持风速一定， 使精矿良好地燃烧。 另一个特点是在加料管下边有一个分料锥， 高压风 从分料锥的小孔垂直于下料方向高速喷出， 将料吹 散， 加速了空气与精矿的混合， 有利于精矿快速燃 烧。但燃烧情况不理想， 高温区位置偏低， 烟尘率较 高。在金川精矿喷嘴设计中， 设计了一个可以上下 调节位置的下料管， 生产中可以分别调节下料管、 分 料锥、 风速调节锥， 达到精矿理想燃烧的效果， 投产 后使用情况良好。 图卡尔古利 （“） 及金川精矿喷嘴 （） ’ * , - * - . / “ . *- , 0 0 1 * , 23 “ 1 , , / 1 * （“） “ - 45 - 6 “ -（） - 投产后发现的主要问题 （’） 型钢梁水管漏水， 是因为铜管有焊接接 头， 在热应力的作用下， 焊缝拉开漏水。 （-） 水套有渗漏现象， 主要是钻制水套时工艺孔 未封好。 （3） 原设计底梁拉紧结构强度、 刚度不够。底梁 的拉紧结构， 完全是按照卡尔古利闪速炉的底梁结 构设计的， 底梁是成* “ 1放置的上下两层； 高- “ “ 的工字钢框架 （图4、 图5） ， 底梁除承受炉体重量外， 有色金属 （冶炼部分）- “ “ 3年’期 万方数据 还起底拉杆的作用， 即上层框架梁两侧有短拉杆与 侧横梁联接， 拉紧侧立柱， 下层框架两头短拉杆拉紧 框架梁与端横梁， 夹紧端立柱。投产后发现两层框 架梁均有变形， 尤其是发生漏炉事故前后。 图侧立柱下拉紧装置 “ ’ * , - . ’ . / 0 1 2 / . 图3端立柱下拉紧装置 “ 3 ’ / * , - . ’ . / 0 1 2 / . （） 端部上横梁的刚度不够。原设计端部上横 梁是由两根“ 的工字钢组焊成的横梁， 两边各 有根纵拉杆。投产后发现此横梁变形严重， 尤其 是放渣端横梁中间最大弯曲量达到了 。 （） 贫化区炉盖采用的是一般的低水泥高铝质 耐火浇注料， 投产后发现有逐渐剥落现象和局部塌 顶现象， 使用寿命短。 （“） 精矿喷嘴下料喷吹情况不理想， 部分精矿不 能在反应塔内完全反应燃烧， 直接落入沉淀池内， 即 所谓下生料现象。 结构改进 （技术发展） ’ 年金川镍闪速炉进行了一次冷修。趁此 机会对以上所发现的问题， 进行了改进和完善。主 要有 （’） 更换了所有的*型钢梁， 钢梁内的冷却铜 管全部用整根的， 没有焊接接头， 投产年来再没有 发生漏水现象。另外将贫化区炉顶原来完全水平的 *型钢梁， 分别增加了 的拱度， 解决了 炉顶中间下沉的问题； （） 针对钻孔铜板水套工艺孔渗漏的问题， 金川 公司机械厂经多次试验， 研究成功了工艺孔三道密 封的结构， 解决了工艺孔渗漏的问题； （） 在炉底增加了直通的横拉杆和纵拉杆， 保证 了炉体下部的正常拉力； （） 在原横梁上用 的钢板加焊上了一个 外梁， 形成一个强大的组合梁， 解决了上端梁继续变 形的问题； （） 通过试验， 选用了一种有耐热钢纤维增强的 特殊耐火浇注料， 冷修时贫化区炉盖全部更换， 新的 炉盖已用了年， 完整无损； （“） 研制出了精矿喷嘴新的喷出口结构形式， 经 多次改进， 已经成功解决了下生料的问题。 以上的改进是卓有成效的， ’ 年冷修后到现 在已年， 仅换过一块烟气出口处的水套， 没有热修 过， 同时， 金川镍闪速炉中的先进技术， 已应用于金 川镍系统号转炉渣贫化电炉， 贫化电炉投产’年 多， 炉子完好无损， 渣含, -、 . /明显降低， 电耗降 低。 有色金属 （冶炼部分） 年’期 万方数据