簡介
金昌冶煉廠共有4台P-S轉爐,爐體尺寸為3.2mx8.76m,冰銅處理冰銅量為100 t/爐,自動化程度相對較低,所有物料均從爐口加人,無生產可視化線上監控。主要處理澳爐產出的液態冰銅、陽極爐返回的精煉渣、菸灰塊、轉爐床下物、轉爐煲殼和固鈹,通過鼓入空氣並添加石英熔劑完成造渣,造銅期加入一定量殘極和冷雜銅,產出粗銅經行車吊運至反射式陽極爐精煉,煙氣經餘熱鍋爐、電收塵、排風機送制酸系統制酸 。
送風時率對轉爐生產率的影響
相關概念表述
送風時率指轉爐一次作業實際送風時間與一次作業周期之比,即轉爐在送風狀態下吹煉的時間與整個吹煉過程所需總時間之比。
冰銅吹煉過程是間歇式周期性作業,即先裝入冰銅,鼓風,加入熔劑和冷料,停止鼓風,倒出爐渣,再裝入冰銅等。停風期間,轉爐不進行任何吹煉反應,而且會使爐溫下降,以致影響下一步操作,故應儘量縮短停風時間。
送風時率的影響
轉爐生產率是指每爐日產粗銅量(t/d )。轉爐的生產率與爐子尺寸、冰銅品位、單位時間內鼓人爐內的空氣量、送風時率和操作條件等有關。吹煉高品位冰銅,由於造渣時間短,爐子生產率大。生產實踐證明,冰銅品位提高1%,產量可提高4% 。
生產現狀
金昌冶煉廠自2003年澳爐(設計礦產粗銅能力80 kt/a)投產以來,通過多年的技術創新與配套設備的升級改造後,產能已達礦產粗銅150 kt/a,陰極銅200 kt/a,硫酸550 kt/a,共有三套制酸系統,處理煙氣量為22 000 Nm'/h。因制酸系統工藝及設備陳舊,尾氣排放難以達標,自2014年8月開始停產,目前剩下2套制酸系統的煙氣處理能力180 000Nm/h。澳爐熔煉產出的煙氣量為90 000 Nm3/h,為確保尾氣達標排放,要求轉爐產出的煙氣總量必須控制在90 000 Nm3/h以內,只能滿足2台轉爐同時進行吹煉(以前採取3台轉爐連續作業方式),即轉爐的生產模式由原來的4H3B改為3H2B。在新的生產模式下,為確保銅酸系統、粗煉與精煉系統的生產平衡,達到產能最大化,以降低生產成本,提高轉爐的送風時率尤為重要 。
生產實踐
創新轉爐作業方式
正常情況下轉爐採取3H2B作業方式,採取3台高壓風機分別對3台轉爐送風,2台爐同時送風,另1台待出銅、進料,3台轉爐進行爐交換與期交換相結合的作業方式,以確保吹煉的2台爐子中,其中1台處於S期,另1台處於B期,即:1#爐S期,2#爐B期,3#爐熱備,在2#爐B期結束時進行3#爐的S期吹煉,在1#爐B期結束時進行2#的S期吹煉(爐交換作業),在2#爐S期結束時再切換至1#爐進行S期吹煉(期交換作業),在交換作業期間可進行除篩爐渣、修爐口、加第一批冷銅以及備料和出銅的時間,實現3台轉爐之間無間隙交換作業,始終保持有2台轉爐在吹煉狀態且分別區於S期和B期,確保出口煙氣總量、濃度、溫度相對穩定,這種S期+B期組合的作業方式,送風時率高,日作業爐次高。
提高操作人員的技術水平
由於金昌冶煉廠轉爐工序的自動化程度低,轉爐長操作主要依靠個人技能和經驗,通過觀察爐口火焰、噴濺物和爐溫變化來判斷爐內物料反應進程,單爐作業的進度很大程度上取決於爐長操作水平的高低。為整體提高爐長的技術水平,金昌冶煉廠主要依託“有色金屬火法冶煉國家級技能大師工作室”為平台開展導師帶徒與課題攻關,注重理論與實踐相結合,制定相應的標準化操作規程效果顯著,轉爐操作進度整體受控,極大的減少了非作業時間,送風時率顯著提高。
加強生產組織,上下工序緊密配合
為了提高轉爐的送風時率,生產管理人員在詳細了解熔煉、吹煉和精煉的生產規律的基礎上制定出轉爐作業進度計畫表,作為澳爐、轉爐、陽極爐三道工序操作指南,各崗位間密切配合,以維持轉爐穩定生產及各系統的運轉均衡。
1.澳爐與貧化電爐
澳爐與電爐按照作業時序放銅,保證及時供料而又不長時間等待進料;與行車、轉爐保持緊密聯繫,及時了解下道工序的作業進度,協調進料,調控好放銅頻度;嚴格控制放銅夾渣,做到連續穩定地放銅、排渣,保持電爐熔體液面和渣口流量,穩定減少轉爐停風等料的時間,縮短轉爐非作業時間。
2.行車
按照作業時序吊運,合理安排不同物料的吊運順序,使主廠房內物料吊運流程順暢,提高作業效率,確保轉爐不等料。
3.轉爐
轉爐嚴格按照作業時序進行吹煉生產,發生突髮狀況造成時序錯位時要及時採取糾正措施,適時調整整體作業時序,加強操作過程控制(吹煉時間,停風時間),合理安排物料的進、出時機,減少停風時間,提高送風時率。
4.極爐
陽極爐按照作業時序進銅,與轉爐、行車保持密切聯繫,及時了解轉爐工序作業進度,確保轉爐出銅能立即進陽極爐,避免轉爐因等出銅而不能及時備料。
富氧吹煉
適當提高送風中氧氣濃度進行富氧吹煉,制定轉爐富氧吹煉相關操作制度。富氧吹煉強化了爐內氣一液多相反應,硫化物的氧化反應速度加快,熱量同比釋放大大增加,隨煙氣帶走的熱量少,爐溫上升較快,反應進行迅速,進一步縮短單爐周期和提高單爐產量(溫度高可以多處理含銅物料),同時還能提高煙氣中二氧化硫濃度,減少了煙氣總量,維持銅、酸系統的生產平衡。
提高銅鋶品味
理論計算和生產實踐都表明,在其它條件相同的情況下,銅流品位愈高,吹煉周期愈短,則送風時率越高。結合生產實際,經過實踐摸索在現澳爐精礦處理量75-80t/h的情況下,
過調整氧一料比將冰銅品位控制在50%-2%(前期為48-50% ),正好能保證能及時給轉爐供料,同時轉爐單爐時間不會超過345 min,有效縮短了轉爐的非操作時間,提高了轉爐的送風時率 。
效果分析
通過持續攻關和科學管理,目前轉爐的送風時率已有前期的70%左右提高至85.5%,極大提高了轉爐生產效率,降低生產成本,同時更好地維持了銅酸系統的生產平衡,煙氣低空污染得到有效遏制 。
總結
在火法煉銅工藝中,轉爐起著承上啟下的作用,科學、合理的作業制度對整個工序的穩定至關重要。金昌冶煉廠的“兩開三倒”爐、期雙交換作業制度,操作靈活、方便,充分挖掘了生產潛力,為企業的高效、清潔生產奠定了基礎 。