關(guān)于鉬鐵冶煉工藝和技術(shù)的探討

李 永，周 震

（1.中陜核二二四大隊(duì)有限公司，陜西 西安 710000；2.中陜核鉬業(yè)有限公司，陜西 西安 710000）

最近幾年，在國(guó)際大環(huán)境的影響下，各冶煉廠都在環(huán)保節(jié)能上投入明顯增加，鉬鐵冶煉屬于爐外精煉，過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生粉塵及煙氣，所以技術(shù)革新對(duì)各個(gè)廠家來(lái)說(shuō)都是必須攻關(guān)的題目。過(guò)程中對(duì)原料、輔料要求較高，特別是在原輔料如何配比中至今沒(méi)有絕對(duì)的統(tǒng)一，相同的原輔料在同一地方冶煉也會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果，基于此，我們從鉬鐵冶煉的配料、混料、冶煉三個(gè)方面來(lái)探討鉬鐵冶煉最新工藝和技術(shù)。

1 鉬鐵冶煉對(duì)原輔料的要求及作用

鉬鐵冶煉對(duì)原料要求出品位高以外，對(duì)雜質(zhì)也有嚴(yán)格的要求。一般成分為：Mo48%～58%，S≤0.1%，P≤0.023%,Cu≤0.30%，SiO28%～14%.粒度≤8mm。輔料主要有硅鐵粉、鋁粒、鐵鱗、鋼屑、氧化鈣、硝石、鎂條。其中硅鐵粉要求含Si≥75%，粒度要均勻，鋁粒要求純度在98%以上，粒度不能過(guò)大也不能有明顯的粉末，鐵鱗是氧化鐵皮，主要是冶煉過(guò)程中的溶劑和氧化劑，使用前必須干燥去掉水分和油分，鋼屑是合金中的鐵的主要來(lái)源，對(duì)成品鉬鐵的品味起關(guān)鍵作用，一般用碳素鋼鋼屑，要求純度≥98%，氧化鈣主要用來(lái)造渣，CaO含量≥85%，硝石是當(dāng)冶煉含氧量較低時(shí)用來(lái)提供氧，主要是補(bǔ)熱劑。

2 PLC控制系統(tǒng)在鉬鐵冶煉中的應(yīng)用

我廠鉬鐵冶煉系統(tǒng)主要有配料系統(tǒng)：包括儲(chǔ)料倉(cāng)、稱重倉(cāng)、稱重模塊、下料螺旋輸送機(jī)、匯總螺旋輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、混料螺旋輸送機(jī)、除塵器等。輔料用行車分別送至儲(chǔ)料倉(cāng)，儲(chǔ)料倉(cāng)按照20噸氧化鉬為一混料批次設(shè)計(jì)。各儲(chǔ)料倉(cāng)下部設(shè)置出料螺旋，將原料分別送入下部的各稱重料倉(cāng)，進(jìn)行各種原料計(jì)量，各稱重料倉(cāng)下部設(shè)置加料螺旋，采用變頻控制。根據(jù)每爐的工藝設(shè)定原料重量均勻連續(xù)出料一次，出料量由各稱重料倉(cāng)稱重差值計(jì)算控制。以確保每次出料量準(zhǔn)確；各種原料從稱重料倉(cāng)通過(guò)加料螺旋送入?yún)R總混料螺旋輸送機(jī)進(jìn)行均勻混合，由斗式提升機(jī)送至混料螺旋輸送機(jī)，最終送入冶煉爐，每一爐配料的開(kāi)始和停止由人工控制，配料過(guò)程全自動(dòng)化控制。配料過(guò)程主要由PLC控制系統(tǒng)通過(guò)稱重模塊讀數(shù)采用差值法控制出料量，每種原料按工藝設(shè)定的量準(zhǔn)確均勻出料。為保證原料均勻混合，各稱重螺旋下部出料通過(guò)變頻調(diào)整，控制出料速率；由于各料倉(cāng)間距造成料流到下一個(gè)料倉(cāng)有時(shí)間差[2]，必須保證每一種配料在料層上均勻連續(xù)覆蓋，這要通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)準(zhǔn)確無(wú)誤的實(shí)現(xiàn)。各種原料按工藝設(shè)定比例連續(xù)混合后，輸送至冶煉爐加料位。混料工序每個(gè)揚(yáng)塵點(diǎn)，都需要有除塵設(shè)施；以保證操作人員能夠有一個(gè)優(yōu)良的作業(yè)環(huán)境。過(guò)程中稱重精準(zhǔn)度可達(dá)±0.5kg，配料過(guò)程按工藝設(shè)定參數(shù)全自動(dòng)控制，運(yùn)行安全、平穩(wěn)、準(zhǔn)確、可靠。在實(shí)踐應(yīng)用中取得了較好的應(yīng)用成果，此法降低了成本，從根本上減輕了冶煉過(guò)程中的資金負(fù)擔(dān)。PLC控制系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程流程如下圖1。

圖1 冶煉工藝流程圖

由于下料不在同一時(shí)間開(kāi)始，所以下料間隔時(shí)間由PLC控制，也可人工控制，設(shè)定間隔時(shí)間，即利用時(shí)間差依次下料，使各種料最大程度上混合均勻。

3 冶煉過(guò)程技術(shù)改進(jìn)

目前鉬鐵冶煉行業(yè)大都采用爐外精煉法，除了工藝上改進(jìn)外，在技術(shù)設(shè)備上面有了極大的提升，設(shè)備上主要包括爐壁填砂設(shè)施、冶煉爐筒、軌道及平臺(tái)車、出渣設(shè)施等。設(shè)備改進(jìn)主要首先在環(huán)形軌道上完成了加料、冶煉，出渣等環(huán)節(jié)，平行小車采用380V滑觸線供電，確保了小車在彎道處也能夠平穩(wěn)運(yùn)行，而且行走小車全部由遙控器控制，這一改進(jìn)徹底減輕了車間人員的工作量，在實(shí)踐過(guò)程中也取得了較好的效果，運(yùn)行安全、穩(wěn)定，高效；其次在沙窩制作上也有了很大改進(jìn)，增加了填沙斗和填砂砂芯內(nèi)模桶，在保證功能的條件下，力求做到簡(jiǎn)單、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)適用、操作方便；并有除塵設(shè)施。

4 環(huán)保設(shè)備上的改進(jìn)

隨著國(guó)家環(huán)保要求的不斷提高，鉬鐵冶煉系統(tǒng)的尾氣處理也成為各大廠家最為關(guān)注的問(wèn)題之一。環(huán)保設(shè)備主要在冶煉煙氣處理系統(tǒng)和有粉塵、煙灰的設(shè)備：包括煙氣捕集罩、系統(tǒng)管路、散熱器、袋式除塵器、引風(fēng)機(jī)、煙囪等。使冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。鉬鐵冶煉是固定的工位，因此煙塵捕集罩采用固定式頂部吸氣方式。由于冶煉煙氣溫度高，吸氣罩內(nèi)襯80mm厚耐火材料，以保證其使用壽命不低于兩年。表冷散熱器由于冶煉煙氣溫度高，不利于直接進(jìn)行粉塵收集和處理，因此需要設(shè)置散熱器將煙氣溫度降至110℃以下，散熱器的散熱管面積設(shè)計(jì)為1000m2。袋式除塵器冶煉煙氣粉塵粒度較小，采用脈沖氣箱反吹袋式除塵器，濾袋采用覆膜滌綸針刺氈，耐溫120℃以下，過(guò)濾效率不小于99.5%，有效過(guò)濾面積1850m2。 風(fēng)機(jī)采用Y4-73-14D，280KW，風(fēng)機(jī)性能參數(shù)按照100℃、1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓核準(zhǔn)。環(huán)保設(shè)備工作流程如圖2

圖2 環(huán)保設(shè)備流程

（1）配料過(guò)程為了優(yōu)化整個(gè)工藝流程，提高原輔料的混合均勻度，主要對(duì)料倉(cāng)進(jìn)行改進(jìn)，分為上下兩個(gè)料倉(cāng)，都配有稱重模塊，即最上面為儲(chǔ)料倉(cāng)，下邊為最終出料稱重倉(cāng)。在最后出料部分設(shè)定時(shí)間差，依次按設(shè)定值出料，確保進(jìn)入?yún)R總螺旋的各種料都是均勻的下料，兩個(gè)料倉(cāng)下料減少了粉塵的排放量，對(duì)整個(gè)作業(yè)環(huán)境有了很大的改進(jìn)，同時(shí)降低了原輔料的損耗。

（2）在收塵設(shè)備上也做了很大改進(jìn)，分體式收塵更加有利于粉塵的分類處理，從而有效地提高了回收率，降低了原輔料在配料、混料過(guò)程中的無(wú)形損失。在每個(gè)揚(yáng)塵點(diǎn)都配備了單獨(dú)的脈沖式袋式除塵器，降低了能耗，節(jié)省了電力成本，收塵效果能達(dá)到99%以上，對(duì)環(huán)境污染將至最低，營(yíng)造了良好的作業(yè)環(huán)境。

（3）螺旋輸料對(duì)主輔料要求較高，不能有明顯的、大的雜質(zhì)，以免螺旋被堵影響整個(gè)配料過(guò)程，比如物料一定要干燥、不能有太大水分、油分。同時(shí)給每個(gè)螺旋都增加了檢修口，以防螺旋被堵可即使處理。

（4）PLC控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高度自動(dòng)化，利用時(shí)間差進(jìn)行均勻下料，要求對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)料要嚴(yán)格按照要求下料，若主輔料過(guò)于粘結(jié)會(huì)對(duì)系統(tǒng)精度產(chǎn)生很大影響，利用傳感器控制能夠很好地解決這一問(wèn)題，同時(shí)提高了混料的同步程度，主輔料無(wú)論在下料螺旋、匯總螺旋還是在滾筒混料機(jī)里都能夠事實(shí)攪拌控制提高精度。

（5）環(huán)形軌道、行走小車的加入使得鉬鐵冶煉在效率上得以提升，存在的問(wèn)題是在起爐筒過(guò)程中要連沙窩托盤一塊起吊，整體來(lái)看，存在一定的不安全因素和穩(wěn)定性，對(duì)人員操作要求較高。

（6）沙窩托盤全部焊接而成，在一定程度上影響壽命，建議有條件的話采用鑄鐵鑄造。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)對(duì)比得出，鉬鐵冶煉在配料、混料階段若把握不準(zhǔn)從一定程度上影響鉬鐵的品質(zhì)和鉬鐵的回收率，對(duì)各種輔料的參數(shù)要求較高，尤其是硅鐵粉、鋁粒在配料之前必須要有準(zhǔn)確的化驗(yàn)結(jié)果。而PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)雖然節(jié)省了人力，但是在配料過(guò)程中精準(zhǔn)度還會(huì)有偏差，混料過(guò)程也有混不均勻的情況。在各個(gè)揚(yáng)塵點(diǎn)全部采用脈沖布袋除塵器有效的提高了冶煉過(guò)程的回收率。

鉬鐵冶煉從整體上來(lái)看，對(duì)工藝、設(shè)備技術(shù)進(jìn)行改良，從根本上實(shí)現(xiàn)了鉬鐵冶煉的機(jī)械化、自動(dòng)化程度，生產(chǎn)規(guī)模也大，成本降低，生產(chǎn)效率提高，環(huán)保效果顯著等特點(diǎn)。就從鉬鐵國(guó)內(nèi)各生產(chǎn)廠家來(lái)看，中小心企業(yè)還是在冶煉工藝技術(shù)上存在很大問(wèn)題，沒(méi)有進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，技術(shù)設(shè)備上的提高，而且工人勞動(dòng)力并未減少，作業(yè)環(huán)境差，環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題。希望通過(guò)次文，能給鉬鐵冶煉的設(shè)備改進(jìn)，工藝優(yōu)化起到一定的作用，對(duì)鉬鐵冶煉行業(yè)的發(fā)展能起到一定的促進(jìn)作用。