富氧底吹熔煉生產(chǎn)實(shí)踐及底吹爐設(shè)計(jì)改進(jìn)探討

摘要：簡要介紹了我國富氧底吹煉銅技術(shù)的現(xiàn)狀，并就其設(shè)計(jì)方面存在的問題及改進(jìn)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：底吹爐；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)改進(jìn)

0前言

富氧底吹造锍熔煉是中國自主研制的新煉銅工藝，具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)。與其配套都是常規(guī)工藝，如備料、制氧、供風(fēng)、吹煉、精煉、煙氣制酸等。該技術(shù)在原料適應(yīng)性強(qiáng)、硫利用率高、金屬回收率高、作業(yè)率高等優(yōu)勢，得到了廣泛的應(yīng)用，目前國內(nèi)約10余家在使用該項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)投入工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)際，其優(yōu)勢毋庸置疑，發(fā)展前景廣闊。但作為一種新工藝，其許多方面還需要改進(jìn)。結(jié)合某冶煉廠公司的生產(chǎn)實(shí)踐情況，在爐子等的設(shè)計(jì)方面提出幾點(diǎn)優(yōu)化建議。

1、備料系統(tǒng)

某冶煉廠底吹熔煉備料系統(tǒng)由7個(gè)原料料倉，分別為粉煤倉、2個(gè)石英砂倉、3個(gè)精礦倉和一個(gè)備用倉、3個(gè)中間倉、10條計(jì)量皮帶、3條固定皮帶和3條移動(dòng)皮帶構(gòu)成。設(shè)計(jì)輸送量為45t/h。為減少項(xiàng)目投資，對現(xiàn)有原料庫、皮帶廊和部分料倉進(jìn)行利舊。在實(shí)際生產(chǎn)中，原料庫計(jì)量皮帶（主要是三條精礦倉）輸送物料時(shí)，皮帶寬度不夠，銅精礦會(huì)散落下。3個(gè)中間倉的設(shè)置是為了預(yù)防1～3#皮帶出現(xiàn)故障時(shí)能保證下料維持在2小時(shí)左右，但在實(shí)際生產(chǎn)中，三個(gè)中間倉下料不暢，該崗位操作強(qiáng)度大，通過對中間倉單側(cè)犁式卸料器進(jìn)行改造后，變中間料倉為下料溜槽后，下料不暢得到了有效解決，根據(jù)近三個(gè)月的生產(chǎn)實(shí)踐情況，在備料系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面提出幾點(diǎn)建議。

1.1 原料倉

為保證下料通暢，建議料倉設(shè)計(jì)為圓倉，避免使用方倉，精礦倉采用圓盤給料機(jī)加空氣炮配置，此外對精礦倉進(jìn)行內(nèi)襯，內(nèi)襯材料為高分子襯板，能有效保障下料通暢。

1.2 中間倉

在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)際中，因皮帶故障而造成的停產(chǎn)概率很小，而中間倉的存在導(dǎo)致物料在此堆積，造成物料輸送不暢。因此建議取消中間倉，中間倉是設(shè)置雖然在上段發(fā)生故障時(shí)能起到一定的作用，但效果不明顯，而且還增加了3個(gè)料倉的制安費(fèi)用和3個(gè)操作點(diǎn)。

1.3 皮帶

在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，計(jì)量皮帶的寬度設(shè)計(jì)等于固定皮帶的寬度，造成物料在運(yùn)輸過程中容易散落，而且堆存較高，不便于生產(chǎn)使用，為此，計(jì)量皮帶的設(shè)計(jì)寬度為固定皮帶的1.2～1.3倍較為合理，如考慮后期擴(kuò)廠，可適當(dāng)放寬比例。

2、底吹爐設(shè)計(jì)

2.1爐型結(jié)構(gòu)

目前國內(nèi)幾家單位底吹爐尺寸主要有：Ф3.8×10.5m，Ф4.2×13.5m（某冶煉廠），Ф4.4×16.5m，隨爐型尺寸增大規(guī)模能達(dá)到6～10萬噸/年， 從幾家公司底吹爐設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)對比上看，主要是氧槍布置、放銅渣口和加料口位置有區(qū)別，其他位置如主燃燒器、煙氣出口、傳動(dòng)等區(qū)別不大。

2.2 氧槍

氧槍角度設(shè)計(jì)的合理性主要取決于兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：加料口噴濺和爐墻內(nèi)壁沖刷。

國內(nèi)某A公司設(shè)計(jì)為9支氧槍（設(shè)計(jì)規(guī)模5，目前實(shí)際能達(dá)8萬噸/年），氧槍直徑分別為48mm和60mm，9支氧槍同時(shí)工作，氧槍安裝在反應(yīng)器下部，分兩排成15°夾角布置。下排呈7°角，5支氧槍；上排呈22°角，4支氧槍。

國內(nèi)某B公司設(shè)計(jì)為6支氧槍（設(shè)計(jì)規(guī)模5萬噸/年），氧槍直徑為75mm，其中5用1備，氧槍安裝在反應(yīng)區(qū)，呈0°單排直線排列。

國內(nèi)某C公司設(shè)計(jì)為4支氧槍（設(shè)計(jì)規(guī)模3萬噸/年），氧槍直徑48mm，氧槍安裝在反應(yīng)區(qū)，單排15°夾角布置。

某冶煉廠設(shè)計(jì)為7支氧槍（設(shè)計(jì)規(guī)模5萬噸/年），氧槍直徑為48mm，氧槍安裝在反應(yīng)區(qū)，分兩排成15°夾角布置。下排呈7°角，4支氧槍；上排呈22°角，3支氧槍。

2.1 綜合幾家公司從氧槍夾角布置來看，氧槍呈單排0°夾角布置，易造成熔體噴濺而堵塞加料口，噴濺出熔體會(huì)探傷操作人員，存在較大安全隱患。且該崗位勞動(dòng)操作強(qiáng)度大。

2.2 氧槍呈單排15°夾角布置，能有效解決加料口噴濺，但對應(yīng)的爐墻部分沖刷較為嚴(yán)重，從而降低了爐子的使用壽命。

2.3 氧槍呈雙排呈7°角和22°角，能有效減少噴濺和對爐墻的沖刷，能大大減少加料口勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.4從幾家公司從氧槍數(shù)量來看，在保證一定的氧料比（150～160m3/噸）的情況下。氧槍數(shù)量增加，可以減少單支氧槍的流通面積，氧氣可均勻的噴射和發(fā)布在銅液內(nèi)，加之氧槍和加料口位置錯(cuò)開，反應(yīng)更均勻。此外將氧槍呈雙排布置，合理的增加沉淀區(qū)的長度，有利于冰銅層和渣層分離。

2.3 加料口

某公司的加料口設(shè)置為3個(gè)，尺寸分別300mm和 350mm。加料口相對擴(kuò)大點(diǎn)，對加大下料量，易于清理加料口，具有一定的優(yōu)點(diǎn)。某冶煉廠加料口為350mm（3個(gè)），兩料口之間相距1170mm，由3條移動(dòng)皮帶進(jìn)行供料，三條皮帶的位置很緊湊，不便于進(jìn)行設(shè)備檢修維護(hù)，因此，建議在不改變加料口數(shù)量的前提下，減少一條移動(dòng)皮帶，在下料位置設(shè)置分料裝置。加料口水套設(shè)計(jì)為整體冷卻，即外環(huán)套內(nèi)環(huán)，中間通軟水冷卻，該設(shè)計(jì)存在較大風(fēng)險(xiǎn)，下料口下端接觸熔體，該部分溫度高，遇突發(fā)事件時(shí)會(huì)被燒穿，軟水就會(huì)泄入爐體。為此，某冶煉廠對加料口水套進(jìn)行了優(yōu)化，將下部采用搗打料填實(shí)，材質(zhì)將20#選用不銹鋼，該項(xiàng)已進(jìn)行實(shí)用新型專利的申請并獲得授權(quán)（專利號：ZL 201520150794.X）。

2.4 排放口

目前底吹煉銅分爐內(nèi)分離和爐外分離，爐內(nèi)分離即：設(shè)置放銅口和放渣口，爐外分離即：只設(shè)置一個(gè)排放口，渣和冰銅同時(shí)排放至貧化電爐，渣含銅在0.6%左右。在廠房位置允許或有渣選廠情況下，建議采用爐外分離，在設(shè)備上能取消貧化電爐，大大降低投資費(fèi)用和運(yùn)行成本。

3、結(jié)束語

利用現(xiàn)有的設(shè)備、設(shè)施進(jìn)行改造和擴(kuò)廠是小規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)的必由之路，通過合理的設(shè)計(jì)和科學(xué)的施工，小企業(yè)通過技術(shù)升級改造一定會(huì)迎來新的明天。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳淑萍，伍贈(zèng)玲，藍(lán)碧波，郭其章，火法煉銅技術(shù)綜述[M]。銅業(yè)工程，2010，4：44-49

[2]任鴻九，有色金屬熔池熔煉[M]。冶金出版社

作者簡介：李云（1983-）男，漢族，云南大理人，本科，職稱：冶煉工程師，主要研究方向：重金屬冶煉工藝技術(shù)和項(xiàng)目管理。