底吹轉(zhuǎn)爐薄弱部位應急處理實踐

李艷利，常海鋒，李萌科，張 勇

（河南豫光金鉛股份有限公司，河南濟源 459000）

2005年4月河南豫光金鉛股份有限公司第一臺鉛冶煉底吹爐投產(chǎn)，經(jīng)過多年的摸索和錘煉，底吹熔煉技術(shù)得到迅猛的發(fā)展，如今該技術(shù)已成功應用于金銀銅銻鉍等多種有色金屬的火法冶煉；鉛冶煉底吹熔煉技術(shù)最為成熟，爐襯壽命可達3～6 a，底吹爐出鉛口、出渣口、出煙口、下料口、氧槍口運行中出現(xiàn)問題將被迫出現(xiàn)長時間停爐檢修，如何采取臨時的應急處理措施，減少無計劃的停爐或利用大修進行優(yōu)化，避免薄弱區(qū)域受損造成的停爐事故發(fā)生，對正常生產(chǎn)影響很大。

1 底吹轉(zhuǎn)爐

底吹爐外形由爐體鋼板、輥圈、齒圈及下部傳動裝置組成，爐殼內(nèi)襯耐火材料，出鉛口、出渣口、出煙口、下料口、氧槍口分布在如圖所示的部位；生產(chǎn)過程中全在這“一進一出”中完成［1］。底吹爐的設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖1所示。

底吹爐裝置爐體上分布有多個工藝操作口，各工藝操作口的用途和常見故障如下，底吹爐的工藝操作口簡介見表1。

圖1 底吹爐結(jié)構(gòu)示意圖

表1 底吹鉛各工藝操作口簡介

以上各個裝置口最容易出現(xiàn)問題的主要集中在前5項，第6項主要是熔渣堵塞，每次使用前進行清通即可解決。

2 底吹爐工藝操作口的應急處理方案

經(jīng)過長期的生產(chǎn)實踐，總結(jié)出行之有效的底吹爐工藝口應急處理方案［2～4］。

2.1 出鉛口的應急處理

新砌筑的出鉛口一般在12個月左右出現(xiàn)虹吸道兩側(cè)的鉛井磚嚴重燒蝕，虹吸道內(nèi)長期鉛液浸涮被燒蝕成一大窟窿，兩側(cè)320 mm寬的鉛井磚不足80 mm，隨時有脫磚、爐殼燒紅的可能，停爐降溫挖修至少10 d以上，嚴重制約生產(chǎn)。施工快捷、防爆裂、耐沖刷、耐侵蝕、抗?jié)B透等替代材料成為首選。經(jīng)與洛陽全通窯業(yè)有限公司洽談，終于達成嘗試意向，開發(fā)一種虹吸道澆注料替代鎂鉻磚，施工僅90 min即可完成，使用壽命2個月以上，一舉解決虹吸道的在線維修難題。虹吸道澆注料的性能見表2。

表2 虹吸道澆注料理化指標

2.1.1 虹吸道澆注的施工過程

利用正常的一天電場清灰檢修時間，正常蓄2爐鉛后底吹爐轉(zhuǎn)出，虹吸道與地面呈平行，將虹吸道上部6～7層的鎂鉻磚進行清理，用吹氧管通氧氣灼燒虹吸道內(nèi)表面附著的明鉛，然后用六棱鋼將翹起部位進行清理，虹吸道內(nèi)部簡單清理即可，然后按以下步驟實施：

1.從出煙口觀察爐墻內(nèi)虹吸口大小，用4 mm薄鋼板割制比虹吸口大一點的鋼板，鋼板中間預留2～3個Φ40 mm的圓孔，Φ20 mm吹氧管焊在鋼板一端，像一個長柄的扇子。

2.打開虹吸道下部的底鉛眼，用手燈可以看到爐內(nèi)。

3.將帶孔板的扇子從出煙口伸到爐墻內(nèi)虹吸口處，同時將頭部折彎的Φ20 mm吹氧管從底鉛眼外部伸入，掛住扇子上的孔板拉緊，底鉛眼內(nèi)的Φ20 mm吹氧管上套上Φ48 mm/頭部帶Φ25 mm孔板的鋼管后，將虹吸道外部的吹氧管進行固定。

4.將虹吸道澆注料、水按照5∶2倒入攪拌機內(nèi)，均勻攪拌后填入虹吸道內(nèi)，并推動底鉛眼吹氧管上套著的Φ48 mm（頭部帶Φ25 mm孔板）的鋼管，使爐墻處底鉛眼澆注料填實。

5.約400～500 kg左右啟動振動棒，使填入的澆注料起漿即可，用頭部割凹槽的Φ159 mm管，傾斜60°從虹吸道頂部插入，頭部凹槽騎在底鉛眼Φ48 mm（頭部帶Φ25 mm孔板）的鋼管并固定，作為澆注后的虹吸道出鉛口。

6.然后轉(zhuǎn)動爐體，確保氧槍處于不被爐內(nèi)溶液淹沒的狀態(tài)；完成水平狀態(tài)無法填充的澆注搗打作業(yè)。

7.利用爐體余溫虹吸道澆注料成型后即可轉(zhuǎn)入生產(chǎn)，并安排人員將虹吸道上部兩側(cè)的6～7層鎂鉻磚進行砌筑。

8.完全凝固后（約4～6 h）將爐轉(zhuǎn)出，取出底鉛眼內(nèi)的吹氧管，將底鉛眼燒透，Φ159 mm管與底鉛眼燒通，漏出鉛液，封堵底鉛眼轉(zhuǎn)入后即可正常生產(chǎn)。

2.1.2 虹吸道澆注的注意事項

1.停爐后需將需要更換的氧槍進行更換，避免冷爐換槍時氧槍磚較硬，更換難度加大，容易損害圍磚的情況發(fā)生。

2.停爐前做好蓄鉛工作，避免熔渣過多，開爐升溫時間較長，或熔渣結(jié)殼、重心偏移，澆注過程中轉(zhuǎn)爐難度增加。

3.底鉛眼內(nèi)預埋的Φ48 mm鋼管頭部帶節(jié)流孔，便于將虹吸道底部的澆注料填實。

4.虹吸道內(nèi)預埋的Φ159 mm鋼管不宜較細，熔鉛溢出較少，虹吸道凝固時間較長。

5.虹吸道上部襯磚砌筑完成后，即可轉(zhuǎn)出實施底鉛眼、虹吸道的燒通，可減少處理時間。

2.2 下料口的應急處理

下料口處于正常生產(chǎn)的液面以上中心部位，爐體上鑲有襯套，圓筒式下料口水套就位后，底部陷于爐襯內(nèi)，爐襯與水套筒體之間用搗打料填充，下料口水套通水進行冷卻，正常情況下料口呈微負壓；物料從下料口加入，熔渣噴濺容易在下料口內(nèi)壁結(jié)渣，為避免結(jié)渣對下料口水套的影響，在下料口內(nèi)增設(shè)不銹鋼內(nèi)襯和安排專人定期對下料口進行清理疏通，確保正常的上料作業(yè)。下料口常見故障主要如下：

1.下料口結(jié)渣堵塞。安排專人進行檢查疏通。

2.下料口內(nèi)襯燒損。利用換槍或檢修更換燒損的下料口內(nèi)襯。

3.下料口水套漏水。下料口水套漏水，會出現(xiàn)下料口冒蒸汽現(xiàn)象，嚴重的爐內(nèi)會出現(xiàn)爆炸聲，需轉(zhuǎn)爐進行更換。拆除燒損的下料口水套較為困難時，可采取氧氣切割分解的方式，安裝前檢查下料口水套外筒內(nèi)爐襯之間搗打料的脫落情況，必要時對脫落的搗打?qū)舆M行修補，避免兩者之間間隙過大造成的高溫缺水現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 出煙口的應急處理

底吹爐出煙口配置換熱較好的銅冷卻壁框架水套，受高溫煙氣沖刷，出煙口銅水套后期出現(xiàn)冷卻壁沖蝕漏水現(xiàn)象，一般采取以下補救措施：

1.輕微滲水時，由專業(yè)的技術(shù)人員銅焊補漏，然后以受損銅冷卻壁固定螺栓為固定點，用細鋼筋編網(wǎng)，然后用澆注料制作防火衣，投運后煙氣受損銅水套隔開，定期檢查更換受損的澆注料層，維持正常使用不成問題。

2.若銅冷卻壁水道燒蝕漏水較為嚴重時，必須進行拆卸更換。轉(zhuǎn)爐后將銅冷卻壁固定螺栓后端部用氧氣進行切割，用倒鏈將其拉出，新水套就位前將割斷的固定螺栓進行補焊連接，引出新的絲頭，待新水套就位后進行固定，多余的部分進行切割。

3.若臨時維持生產(chǎn)，可將銅水套冷卻水停掉，切換成壓縮空氣進行冷卻。

2.4 出渣口的應急處理

出渣口一般設(shè)置在爐體的端墻上，熔渣通過爐墻磚及外部砌磚溜槽排出，底吹爐渣口一般采取冷卻方孔銅水套內(nèi)襯耐火磚結(jié)構(gòu)，減緩襯磚的燒蝕速度，爐次生產(chǎn)的燒氧作業(yè)對渣口襯磚造成一定的燒損，常見故障和處理措施如下：

1.渣口銅水套內(nèi)襯磚燒損或脫落，利用爐次間隙進行更換，若爐內(nèi)端墻磚出現(xiàn)燒損，只能待到項修或大修時進行更換。

2.渣口銅水套漏水，可將水路切換成壓縮空氣冷卻，或直接將冷卻水停掉。

2.5 氧槍口的應急處理

氧槍口是安裝氧氣噴槍的工藝位置，正常生產(chǎn)一般處于爐子的正下方。氧槍安裝在氧槍套磚之間，外圍有一二層圍磚及框架磚，氧槍裝入后氧槍大蓋內(nèi)用氧槍填料搗打填實，外部加裝水冷式氧槍大蓋，氧槍在外套管內(nèi)氮水混合氣體的保護下，將工藝生產(chǎn)所需的氧氣鼓入底吹爐內(nèi)，氧槍口常見故障和處理措施如下：

1.氧槍法蘭座漏鉛變紅。主要是氧槍磚安裝不到位、氧槍套磚之間間隙過大，出現(xiàn)漏鉛燒紅，只能轉(zhuǎn)爐進行氧槍磚更換。

2.氧槍燒損過快。主要氧槍偏燒，給氧量過大，氧槍深入較厚的沉鉛層反應，氧槍燒損過快，需更換氧槍、調(diào)整爐況。

3.氧槍壽命較短。主要是氧槍外圍的一二層圍磚燒損較為嚴重，新裝氧槍磚凸出在氧槍反應攪拌區(qū)沖刷較為嚴重，短時間內(nèi)出現(xiàn)氧槍套磚斷裂，需采取更換一二層圍磚進行解決。

3 薄弱區(qū)域的優(yōu)化

底吹轉(zhuǎn)爐薄弱區(qū)域的應急處理只是對生產(chǎn)過程中問題處理的經(jīng)驗總結(jié)，而對于轉(zhuǎn)爐薄弱區(qū)域的優(yōu)化，需要深入討論、思考、摸索，針對問題進行不斷地優(yōu)化，提高底吹爐磚生產(chǎn)的連續(xù)性，提升系統(tǒng)的作業(yè)率。底吹鉛各工藝口優(yōu)化方案見表3。

表3 底吹鉛各工藝口優(yōu)化方案

4 結(jié)束語

對底吹爐各薄弱區(qū)域的應急處理措施的總結(jié)梳理，為底吹爐轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)作業(yè)提供一定的借鑒和指導，為底吹爐的設(shè)計、改造、大修工作過程中關(guān)鍵部位的關(guān)注點進行提示，也對轉(zhuǎn)爐裝備的提升具有一定的指導意義。