铜火法精炼炉的技术改造和操作改进.pdf

铜火法精炼炉的技术改造和操作改进 李正东 （铜都铜业张家港联合铜业有限公司， 江苏张家港 “ ） 摘要 结合我公司铜火法精炼的生产实践， 分析了炉体结构和生产操作对铜精炼的影响， 提出了技术 改造的方法和操作改进的措施。 关键词 火法精炼； 铜； 技术改造 中图分类号 3 4 . 5 ，0 1 ; 3 4 6 “ 7 8 * . G 2 3 3 4；8 6 9 9 2 ； A 2 B 6 3 C 7 B 6 3 作者简介李正东（“ H * ,） ， 男， 安徽无为人， 工程师 张家港联合铜业有限公司设计年产电解铜-万 ， 经过挖潜增效， 产量提高到万 ／ ;， 又经扩建达 到万／ ;。对火法精炼工序的台精炼炉 （设计单 炉产量为 * ， 入炉原料全部为冷料） 进行了一系列 的技术改造与操作改进， 包括改进炉体结构， 如缩短 烧火通道长度、 扩大炉膛， 改变炉体耐火材料， 改进 重油加热设备， 变重油单喷嘴为双喷嘴， 增设烟道水 膜除尘和布袋收尘装置， 生产操作上采取带火加料、 适当提前氧化等手段。满足了产量提升的要求， 而 且各项技术经济指标也达到国内同行业先进水平， 环保条件也大为改善。 “ 火法精炼炉的技术改造 9 9 原始设计概述 台卧式火法精炼炉原设计能力为 * ／ 炉， 炉 体采用耐火砖砌筑， 外用钢结构支撑， 前侧设有加料 门和扒渣门， 两端分别为烧火口、 垂直烟道和出铜 口， 原设计的炉体结构和各项技术经济指标为 小弦高度 * E E 炉膛尺寸 - EI E 熔池深度 * E 烧火通道长度 “ * E 单炉生产能力 * 单炉冶炼时间 “ “ 1 电耗 J K1 ／ 重油单耗 “ * J 4 ／ 9 ; 技术改造 “ “ 炉体结构的改进 自“ H H 年月份火法精炼炉投产至“ H H 年 底， 单炉冶炼时间“ 1， 重油单耗“ * J 4／ 阳极铜以 上， 中修炉龄“ *“ - *炉。为此， 对生产过程进行 跟踪研究， 发现炉体结构严重制约了技术经济指标 的进一步提高 首先表现在通火道过长， 坡度过于平 坦， 这一方面使得燃料不能充分燃烧， 增加了燃料单 耗， 另一方面缩小了炉膛面积， 大大降低了床能力； 其次小弦高度不够， 入炉原料全为冷料， 影响烟气的 “ 有色金属 （冶炼部分） * * -年期 万方数据 流通， 炉膛内呈正压状态， 生产中烧火口常出现回火 现象， 不利于燃料在炉膛内燃烧。于是， 在阳极炉中 修期间， 对炉体的部分结构进行了改进， 改进后的技 术参数为 小弦高度 “ “ ， 炉膛尺寸 。在生产实践中经常发生喷油嘴堵塞现 象， 主要原因是蒸汽加热器对重油的加热难以控制， 温度经常过高导致重油碳化， 从而堵塞了重油喷嘴。 于是， 对烧火装置进行改进， 由蒸汽加热器改为电加 热器， 这样可以方便自如地控制重油温度， 确保重油 在进喷嘴前温度为 “ “ ， 并利用原蒸汽加热 器加热雾化用压缩空气， 既改善了雾化效果， 又使得 重油在炉内充分燃烧， 缩短了单炉冶炼时间， 也降低 了各种单耗， 后又改重油单喷嘴为双喷嘴， 取消二次 风， 减少对炉墙的冲击， 加料时只使用内侧喷嘴， 烧 火操作变得简单， 重油单耗进一步降低为 “ ; ／ .阳 极铜， 炉龄也提高到 “ “炉以上。 增设烟气除尘装置和冷却水循环池 增设烟气除尘装置， 采取烟道水膜除尘和布袋 收尘， 又建一座容量为 “ “ 的冷却水循环池， 热 水无需排放， 实现内部循环， 解决了环保问题， 烟气 达标排放。 火法精炼的操作改进 铜火法精炼为周期性作业， 一个周期可分为加 料熔化、 氧化扒渣、 还原、 浇铸个阶段， 在投产初 期， 各阶段的操作时间按上述顺序分别为 （-） * ,， ， ， 。分析不同精炼阶段的特点发现， 加 料熔化和氧化扒渣是影响精炼周期长短的主要因 素， 根据这两个阶段的操作特点， 在操作上加以改 进， 优化生产组合。 “ 加料熔化阶段 投产初期， 加料熔化为间断性作业， 即每加一批 料前先停火， 每批加料时间约为 -， 熔化约 -， 每炉 共需加批料。在操作中发现 停火加料期间， 炉气 外排损失了大量的热量， 炉膛内的温度下降很快， 炉 砖由刚停火时的透明状变成本色， 熔体几乎变成凝 固状态， 重新烧火时， 炉料熔化及炉体都需要吸收大 量的热量， 这也是燃料单耗偏高的主要原因之一。 于是对加料作业进行改进， 由间断式改为连续式。 即在加料期间不停火， 适当调小火焰强度来保证炉 膛内温度， 使加入的炉料始终在高温的环境中。为 减少非作业时间， 可统筹兼顾， 提前将入炉原料调运 至炉体附近， 并根据原料的物理规格确定加入炉内 的时间。通过近几年的生产运行， 加料熔化阶段由 当初的 -缩短为 -左右。 “ 氧化扒渣阶段 生产初期， 氧化是从炉料完全熔化后开始， 至氧 化终点共需 -。氧化后期需停火鼓风， 否则炉渣 变成黏渣， 造成扒渣困难和渣含铜高。后加以改进， 在最后一批料加料结束即在渣口插入一根氧化风管 进行氧化， 将加料熔化和鼓风氧化结合在一起进行， 整个氧化过程为不停火作业。这样， 氧化终止时， 渣 呈稀粥状， 生产操作极为方便， 渣含铜指标也得到改 善。改进之后， 从开始加料至扒渣结束， 时间大大降 低， 由原来的 -降为, -。 通过改造火法精炼炉和改进生产操作， 阳极铜 产量及各种技术经济指标水平均大幅度提高且保持 稳定， 生产操作也变得简单易行。尽管目前市场燃 料和辅助材料价格上扬， 但由于炉时利用率提高， 单 炉产量增加， 单耗下降， 阳极铜的加工成本也随之下 降， 经济效益显著。具体技术指标和经济效益指标 技改前后对比情况见下表。 （下转第 页） 有色金属 （冶炼部分） “ “ 年期 万方数据 “ 主要技术经济指标 为了便于了解， 在列出“ 炼锌电炉主 要技术经济指标的同时， 将 炼锌电炉及 国外’ 炼锌电炉的主要技术经济指标一并 列入， 以便比较， 见表。 表炼锌电炉主要技术经济指标比较 ’ * , - . , . ’ , / . 0 , 0 * . , / 10 2 3 , . 4 * ’ - , 56 - ’ . - 7 . ’ 7 . 2 8 7 , . 项目 “ ’ 变压器额定功率 ／ “ ’ 入炉料温度 ／冷料冷料 “ “ 炉顶温度 （气体） ／ ** * * “ ** “ * 二次测电压 ／ * “ * * ’ 一次测额定电流 ／ * * “* “ 炉气压力控制 ／, - “ . “ . “ * 炉渣含锌 ／/ ’“ 0. 平均日产量 ／1 * 2 “* 2 “ 最大日产量 ／1 * * 0 2 3 冷凝器转子数量 ／ 个 冷凝器转子直径 ／4 4 . . “ 炉衬平均寿命 ／ 月 ’ 3 * 平均吨锌电耗 ／ （ 56） . * . . . 净化器处理气量 ／ （4.67 *） . “ “ “ 直收率 ／/ 3 3 “ 3 3 0 净化器净化方式二级三级干式 （电收尘） 从表可以看出， “ 炼锌 电 炉 比 炼锌电炉吨粗锌电耗低至少 56， 日 均产量高近 /， 表明“ 电炉炼锌系统的 设计取得成功。 展望 我国电炉炼锌工艺从无到有、 从小到大， 经过近 年的发展， 日趋完善， 已经形成了具有中国特色 的实用技术。从工程投产实践可以看出， 该工艺的 产量还有提高的潜力， 单耗还有进一步降低的空间。 我国的电炉炼锌工艺采用冷料直接入炉， 从技术指 标来看， 已经达到并超过世界先进水平。就现有单 台电炉的年产量而言， 完全可以达到“ 1／ -的规 模， 以投资 ／ 规模比较， 该工艺显示出很大的优越性。 *年* 月有色院与伊朗诺哥斯达公司鉴定 的交钥匙工程 1／ -电炉炼锌厂顺利通过验收， 产量超过了原设计的规模， 在伊朗冶金界引起强烈 反响， 针对伊朗的高硅高铅氧化锌矿的冶炼， 电炉炼 锌工艺同其它工艺比较有着较大的优越性和广阔的 应有前景。 目前， 国内电炉炼锌技术向较大型电炉发展， 参 考国外有关资料， 结合国内多年的生产实践， 从炉衬 腐蚀的均匀性考虑， 圆形炼锌电炉仍是发展的主流。 尚待解决的主要问题是冷凝系统的设计及如何解决 好生产的稳定性和安全性。随着冷凝技术的不断发 展， 相信电炉炼锌技术指标会更加先进。由于其投资 少、 环境污染少， 总回收率高， 对于一些电力资源过剩 而矿产资源十分丰富的地区， 有很好的发展前景。 （上接第* . ““ “ “ 页） 项目 投产初期技术 经济指标 目前阶段技术 经济指标 项目 投产初期技术 经济指标 目前阶段技术 ““ 经济指标 单炉冶炼时间／6 * 3 * 3 2 “* * . 日产量／1 * * “ ““ * ’ 重油单耗／ （ 8 1 9 *） * “ * 炉龄 ／ 炉次 * ““ “ “ * . 电单耗／ （ 56） “. 工人劳动生产率 ／ （1 人9 * 9 *） ““ * 2 ’ 0 2 ’ 0 柴油单耗／ （ 8 1 9 *） 30 维修费用／ （万元 - 9 *） * 3 * “ . 有色金属 （冶炼部分） .年期 万方数据