國(guó)外某閃速爐冷修改造實(shí)踐

桂云輝（江銅集團(tuán)貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424）

國(guó)外某閃速爐冷修改造實(shí)踐

桂云輝
（江銅集團(tuán)貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424）

簡(jiǎn)要介紹了國(guó)外某廠冷修改造的原因和內(nèi)容，對(duì)部分設(shè)備的優(yōu)劣進(jìn)行了總結(jié)，結(jié)果表明改造取得了預(yù)期效果，并對(duì)其試生產(chǎn)期間遇到的問(wèn)題進(jìn)行了分析。

閃速爐；改造；問(wèn)題

國(guó)外某閃速煉銅冶煉廠投料于二十世紀(jì)80年代初期，經(jīng)歷次改造，精礦處理能力為720 000 t／a（干基）。此次改造，精礦處理量將提升到1 335 190 t／a（干基）。為達(dá)到此目標(biāo)，需要對(duì)閃速爐系統(tǒng)的一系列設(shè)施進(jìn)行改造。

1 原生產(chǎn)流程及存在的問(wèn)題

1.1 原生產(chǎn)流程

貨輪將銅精礦運(yùn)至碼頭，經(jīng)貨車(chē)運(yùn)至堆式配料廠房?jī)?nèi)。該廠的堆式配料共兩堆，每堆的容量是4 000 t，輪換進(jìn)行配料、上料作業(yè)。配好的精礦通過(guò)膠帶運(yùn)輸機(jī)送入氣流干燥系統(tǒng)。該廠的氣流干燥為熱風(fēng)爐、回轉(zhuǎn)窯、鼠籠三段式干燥系統(tǒng)。干燥后的銅精礦進(jìn)入干礦倉(cāng)，經(jīng)埋刮板帶入閃速爐內(nèi)。冰銅經(jīng)石墨溜槽排出送PS轉(zhuǎn)爐吹煉，閃速爐渣水淬后外售。閃速爐煙氣經(jīng)閃速爐鍋爐、沉降室、一次旋風(fēng)、二次旋風(fēng)后進(jìn)入球形煙道，再到電收塵收塵后經(jīng)閃速爐排風(fēng)機(jī)送硫酸制酸。

1.2 存在的問(wèn)題

1.2.1 精礦配料系統(tǒng)需改造

現(xiàn)有的精礦配料系統(tǒng)為堆式配料。該種配料方式存在配料不準(zhǔn)確，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，化驗(yàn)礦樣取樣代表性不好等缺點(diǎn)。

1.2.2 氣流干燥能力不足

現(xiàn)有干燥方式為氣流干燥，能力為110 t／h。該氣流干燥系統(tǒng)不能滿(mǎn)足改造后精礦處理量1 335 190 t／a的要求。另外氣流干燥需要重油提供熱量，出口煙氣含塵高、污染環(huán)境，且精礦與熱源接觸，有著火風(fēng)險(xiǎn)。

1.2.3 原閃速爐冷卻強(qiáng)度達(dá)不到新產(chǎn)能的要求

閃速爐精礦處理能力達(dá)到1 335 190 t／a（干基）時(shí)，此時(shí)反應(yīng)塔熱負(fù)荷強(qiáng)度為1 722 MJ／m3h。該廠閃速爐本體水套有銅管水套、H梁水套、水平水套等，經(jīng)多年生產(chǎn)，漏水、燒損水套較多。爐底因水套漏水，已局部發(fā)生變形。

1.2.4 閃速爐鍋爐達(dá)不到新產(chǎn)能下的要求

現(xiàn)有的閃速爐鍋爐始建于二十世紀(jì)八十年代初，由日本川崎公司設(shè)計(jì)，期間經(jīng)歷了1993年第一次改造（奧圖泰），2002年第二次改造（FW公司），2012年第三次改造（FW公司），本次改造已經(jīng)是第四次。由于原鍋爐設(shè)計(jì)缺陷，特別是輻射部前墻下部，造成爆管和變形，該廠已用鋼板和耐火混凝土覆蓋這部分受熱面。

1.2.5 原電收塵達(dá)不到要求

原電收塵為魯奇設(shè)計(jì)，經(jīng)多年使用，殼體破損，系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重，多區(qū)送不上電，收塵效率差。

2 主要改造內(nèi)容

2.1 堆式配料改為倉(cāng)式配料

新建一倉(cāng)式配料廠房。廠房?jī)?nèi)配有16臺(tái)容量為200 t的配料倉(cāng)，分別貯存銅精礦、石英砂、渣精礦。其中用于貯存銅精礦的配料倉(cāng)有13臺(tái)；貯存渣精礦的有1臺(tái)；貯存石英砂的有2臺(tái)。為保證配料精度采用了計(jì)算機(jī)在線控制的自動(dòng)稱(chēng)重配料系統(tǒng)，配有16臺(tái)定計(jì)量膠帶運(yùn)輸機(jī)。銅精礦、石英砂、渣精礦按閃速爐入爐混合精礦成分的要求自動(dòng)配比［1］。增加一臺(tái)振動(dòng)篩，用以清除分離混合銅精礦中的各種雜物。新建一系列皮帶運(yùn)輸機(jī)，用于將從配料倉(cāng)給出的銅精礦均衡穩(wěn)定地運(yùn)輸至精礦干燥系統(tǒng)內(nèi)。

2.2 氣流干燥改為蒸汽干燥

蒸汽干燥機(jī)由庫(kù)邁拉供貨，最大干燥能力為Q＝240 t／h（濕基），筒體尺寸Φ4.44×14 m，傾斜角度為2°。該廠的蒸汽干燥機(jī)的進(jìn)料方式為振動(dòng)溜槽給料，采用布置在筒體兩側(cè)的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)。相比于傳統(tǒng)的蒸汽干燥機(jī)，其優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1 兩種干燥機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

試生產(chǎn)的兩個(gè)多月時(shí)間里，達(dá)到了設(shè)計(jì)值，取得了預(yù)期效果。

2.3 增加爐體水套，提高冷卻強(qiáng)度

2.3.1 反應(yīng)塔

該廠反應(yīng)塔砌磚后尺寸為Φ6.5×6.9 m。本次改造在保證反應(yīng)塔高度不變情況下，將反應(yīng)塔頂由拱頂改為平頂?shù)鯍炷突鸫u結(jié)構(gòu)。中央噴射型精礦噴嘴安裝在反應(yīng)塔正中心，精礦噴嘴架在一方型水套上，方型水套四周有8個(gè)清理孔，主要用于清理精礦噴嘴粘結(jié)。反應(yīng)塔最上層增加一層立面水套，筒體增加兩層水平水套。增加了三層水套后，反應(yīng)塔共有水套12層，這有利于在反應(yīng)塔側(cè)壁形成掛渣，能更好地保護(hù)反應(yīng)塔側(cè)壁，從而延長(zhǎng)反應(yīng)塔的壽命。

2.3.2 沉淀池

改造前，沉淀池頂部采用水冷梁架楔形磚的結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)不利于耐火磚的檢修和更換，而且存在銅管漏水的可能，因此將沉淀池頂改成吊掛耐火磚的結(jié)構(gòu)。取消水冷梁，將H型梁水套改為條形吊掛水套。水套之間吊掛耐火磚，以保持沉淀池頂較好的密封性。受煙氣沖刷的影響，反應(yīng)塔與沉淀池連接處的三角區(qū)熱負(fù)荷較大，因此在此處設(shè)置一圈BIC水套。沉淀池側(cè)墻在原有一層立面水套和水平水套的基礎(chǔ)上，增加一層水平水套。這樣可以最大限度地保護(hù)沉淀池的耐火磚，延長(zhǎng)閃速爐的爐壽命。

2.3.3 上升煙道

該廠的上升煙道為鋼制水冷圓筒結(jié)構(gòu)，MESCO設(shè)計(jì)供貨。本次改造擴(kuò)大了圓筒的直徑，與鍋爐連接處接口也相應(yīng)擴(kuò)大，將上升煙道內(nèi)筒的結(jié)渣清理方式由吹灰器改為液壓助推器。改造的優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)大了煙氣通過(guò)截面積，減少了鍋爐的冷風(fēng)漏入量，提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行性能。

2.4 閃速爐鍋爐改造內(nèi)容

增加了鍋爐掛屏的數(shù)量，延長(zhǎng)對(duì)流部長(zhǎng)度10m，以提高其冷卻強(qiáng)度。因該廠無(wú)法提供完整的鍋爐資料，在鍋爐改造擴(kuò)產(chǎn)后無(wú)法校核原鍋爐受熱面各循環(huán)回路的安全性。為了工況需要，采用建立新的水循環(huán)系統(tǒng)，即新增一個(gè)鍋筒、兩臺(tái)循環(huán)泵和一套循環(huán)管與新增受熱面和部分原鍋爐的受熱面組成一個(gè)新的水循環(huán)系統(tǒng)。將輻射前墻、輻射前部頂棚等原有鍋爐受熱面納入新的循環(huán)系統(tǒng)中，這樣可以有效地降低原有鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)負(fù)荷，減小原有鍋爐受熱面的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 新建電收塵

受該廠場(chǎng)地的影響，新建的電收塵采用臥式、水平流、雙室三電場(chǎng)布置。外殼為6mm厚不銹鋼焊接而成。內(nèi)部采用“C”480型陽(yáng)極板，改進(jìn)型RS芒刺線等。這些都是國(guó)內(nèi)比較成熟的技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)有很多，如密封性好、收塵效率高等。缺點(diǎn)是吊掛瓷瓶和傳動(dòng)瓷瓶易爬電、破裂，陰陽(yáng)極容易搭橋等［2］。該廠在恢復(fù)生產(chǎn)的兩個(gè)多月時(shí)間里，電收塵系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，送電狀況良好，達(dá)到了預(yù)期的效果。

3 生產(chǎn)后遇到的問(wèn)題

該廠從4月16日開(kāi)始閃速爐停爐檢修，7月16日恢復(fù)生產(chǎn)。從試生產(chǎn)兩個(gè)月的情況看，改造基本達(dá)到了預(yù)期效果，最大投料量達(dá)到175 t／h。但系統(tǒng)還存在一些問(wèn)題：

3.1 精礦運(yùn)輸皮帶揚(yáng)塵大

該廠蒸汽干燥機(jī)噸礦耗蒸汽值為0.1左右，精礦水分低。皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)無(wú)環(huán)境收塵，現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵大，操作環(huán)境惡劣。該廠采取向精礦灑水的辦法，但效果不佳。

3.2 煙塵性質(zhì)不佳，鍋爐粘接大塊

該廠在試生產(chǎn)期間，煙塵性質(zhì)不佳，鍋爐頻繁粘接大塊。又由于原設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致煙灰塊不能及時(shí)由刮板排出，導(dǎo)致大塊在鍋爐內(nèi)堆積。其后增加了硫酸鹽化風(fēng)用量，使煙灰由堅(jiān)硬的亞硫酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)樗纱嗟牧蛩猁}化合物［3］，狀況有所好轉(zhuǎn)。

3.3 閃速爐升溫速度過(guò)快，爐體不規(guī)則膨脹

該廠7月7日21∶30開(kāi)始升溫。烘爐時(shí)，該廠聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)升溫公司對(duì)閃速爐進(jìn)行升溫。閃速爐體從常溫升至投料溫度花費(fèi)7 d?？焖俚纳郎厮俣葞?lái)不規(guī)則膨脹，閃速爐密封被破壞，投料次日下午發(fā)生沉淀池側(cè)墻熔體泄漏事故。升溫期間沉淀池側(cè)墻各膨脹點(diǎn)膨脹尺寸見(jiàn)表2。

日期測(cè)量時(shí)間沉淀池北墻／mm沉淀池西墻／mm沉淀池南墻／mm沉淀池東墻／mm A D E F G J K L 7月7日22∶00 0 0 0 0 0 0 0 0 7月8日15∶00 0 0 0 0 0 0 0 0 7月9日15∶00 0 0 0 0 0 3 15 20 7月10日15∶00 0 0 0 0 0 5 25 30 7月11日15∶00 0 0 0 0 0 8 30 35 7月12日15∶00 20 3 13 14 8 15 38 40 7月13日15∶00 20 3 15 14 5 15 38 41 7月14日15∶00 22 3 20 18 8 15 45 50 7月15日15∶00 22 2 22 20 10 18 47 50

從表2可以看出，東墻（反應(yīng)塔下方端墻）膨脹最大，達(dá)到50 mm。該廠采取加筋板固定，防止進(jìn)一步發(fā)生膨脹位移的可能。膨脹縫處做密封盒，其內(nèi)注滿(mǎn)澆筑料。

3.4 閃速爐鍋爐前墻頻繁漏水

因該廠鍋爐前墻未準(zhǔn)備好足夠的備件，冷修時(shí)未更換，此處又為鍋爐最容易沖刷的部位之一。試生產(chǎn)的前兩個(gè)月，共發(fā)生六次鍋爐漏水，而且發(fā)生漏水的部位全部集中在此處。從泄漏點(diǎn)來(lái)看，大多數(shù)為爐管腐蝕變薄而產(chǎn)生泄漏。

4 結(jié) 語(yǔ)

該廠經(jīng)過(guò)此次改造，自動(dòng)化程度有所提高。但其員工對(duì)新設(shè)備的操作水平未相應(yīng)提升，員工責(zé)任心不強(qiáng)。提高管理水平，強(qiáng)化員工的操作技能是該廠的當(dāng)務(wù)之急。

［1］ 余齊漢，涂建華.銅精礦干燥及輸送系統(tǒng)的改造和生產(chǎn)實(shí)踐［J］.有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2015，36（1）：19-21.

［2］ 昂正同.金隆閃速爐系統(tǒng)冷修改造實(shí)踐［J］.有色金屬（冶煉部分），2013，（2）：24-30.

［3］ 付強(qiáng).貴冶閃速爐工藝裝備及控制技術(shù)的創(chuàng)新及發(fā)展［J］.有色金屬（冶煉部分），2015，（9）：6-8.

Plant Practice of Cold Repair of FSF System in Foreign-country

GUIYun-hui
（Guixi Smelter，Jiangxi Copper Corporation，Guixi335424，China）

This paper briefly introduces the reasons and contents of the foreign plant cold repair transformation，advantages and disadvantage of some devices are summarized，and the results show that the transform a chieve the desired effect.The trouble during its trial production are analyzed.

FSF；transform；trouble

TF806

A

1003-5540（2016）01-0050-03

2015-11-10

桂云輝（1983-），男，助理工程師，主要從事閃速爐技術(shù)管理工作。