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爐外分離臥式富氧底吹熔池?zé)挔t工藝常見故事預(yù)防和處理措施

文檔作者：柳煜張芷源文檔來源：中國有色集團(tuán)		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年03月19日
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第3o卷第4期
2014年8月
有 色 礦 冶
N0N— FERR0US M INING AND M ETALLURGY
VoI．30．№ 4
August 2014
文章編號：1007—967X(2014)04—43—03
爐外分離臥式富氧底吹熔池?zé)挔t工藝常見故事預(yù)防和處理措施*
柳煜，張芷源
(中國有色集團(tuán)撫順紅透山有限公司，遼寧撫順113321)
摘 要：紅透山冶煉廠采用爐外分離臥式富氧底吹熔池?zé)挔t新工藝對原富氧密閉鼓風(fēng)爐煉銅工藝
改造，對新工藝易產(chǎn)生噴爐、下料口粘結(jié)、死爐、爐殼燒穿、咽喉口堵塞及溜槽跑銅跑渣等
常見異常情況產(chǎn)生原因進(jìn)行了技術(shù)分析，對預(yù)防措施及處理辦法的進(jìn)行了方案制定和人
員培訓(xùn)，保證了在試生產(chǎn)階段爐的安全運(yùn)轉(zhuǎn)工作。
關(guān)鍵詞：富氧底吹熔池?zé)挘怀Ｒ娛鹿?；預(yù)防措施
中圖分類號：TF811 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
1 引 言
紅透山冶煉廠始建于1995年，生產(chǎn)工藝采用富
氧鼓風(fēng)爐煉銅、半連續(xù)吹煉工藝生產(chǎn)粗銅。2005年
后國家發(fā)改委等相關(guān)部委出臺了遏制銅冶煉投資盲
目、淘汰落后產(chǎn)能等一系列銅冶煉政策，紅透山冶煉
廠煉銅工藝屬于被淘汰之列。經(jīng)考察、論證和方案
選擇，紅透山冶煉廠于2012年1O月開始對符合國
家產(chǎn)業(yè)政策銅冶煉廠進(jìn)行改造，采用自主創(chuàng)新的爐
外分離臥式富氧底吹熔池?zé)挓挔t、半連續(xù)吹煉工藝
生產(chǎn)粗銅，2013年進(jìn)入試生產(chǎn)。
2 爐外分離臥式富氧底吹熔池?zé)挔t工
藝的特點
爐外分離臥式富氧底吹熔池?zé)掋~工藝原理是：
將分散成的氣流中的氧氣，通過多支氧槍，從爐子底
部輸送到被熔融的銅锍中，從頂部放入的爐料(爐料
中不需要配煤或其它燃料)，在爐內(nèi)形成氣一固一液
三相混合的懸濁液。在熔體的下部是氣液兩相的混
合乳化液，液相中的FeS迅速氧化生成SO。和
FeO，放出大量的熱量能夠維持爐子所需要的溫度，
完全是自熱熔煉(過程中不直接排放CO )。由于工
藝中能源消耗了很低，溫室氣體排放量最低。它具
有以下特點：
(1)氧氣濃度高，反應(yīng)快速，熔煉強(qiáng)度高，有很
大的增產(chǎn)空間。
(2)煙氣含SO 濃度高，煙氣外溢量極少，生產(chǎn)
工人工作環(huán)境好。
(3)爐料中少加或不加配煤或其它燃料，能耗
低，減少了二氧化碳的排放量，溫室氣體排放量最
低，廠區(qū)周圍環(huán)境好
(4)氧槍使用壽命長且可以重復(fù)使用，產(chǎn)生的
煙氣的溫度有利于進(jìn)行余熱利用，可大降低生產(chǎn)成
本和廠區(qū)運(yùn)營成本。
(5)長時間停車后，生產(chǎn)開車操作容易，可以迅
速恢復(fù)正常的生產(chǎn)，縮短時間開車時間。
(6)生產(chǎn)操作半自動化，各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)反饋及
時(如：冰銅、渣的每批采樣、熔體溫度、爐殼溫度用
測溫槍實測等)，對生產(chǎn)調(diào)整能及時調(diào)整，不會因為
泡沫渣的產(chǎn)生而發(fā)生噴爐事故，有利于安全生產(chǎn)，職
工勞動強(qiáng)度低。
3 爐外分離臥式富氧底吹熔池?zé)挔t工
藝常見事故及處理措施
爐外分離臥式富氧底吹熔池?zé)捁に?，在生產(chǎn)過
程中由于操作不當(dāng)或其它原因易發(fā)生各種技術(shù)和安
全事故(如下料口粘結(jié)嚴(yán)重、死爐、爐殼燒穿和咽喉
口跑渣跑銅)。
3．1 噴 爐
3．1．1 產(chǎn)生原因
噴爐事故發(fā)生是由于銅锍面過低導(dǎo)致大量空氣
鼓入渣層內(nèi)，使大量FeS氧化成Fe。O ，爐渣變粘、
粘度增大，放渣困難，因而渣層越來越厚，渣層內(nèi)儲
存的氧越來越多，為熔體噴發(fā)準(zhǔn)備了重要條件。如
此積累到一定程度時，風(fēng)口鼓入的風(fēng)參與反應(yīng)產(chǎn)生
的正常煙氣和渣內(nèi)儲存的氧與硫化物等反應(yīng)產(chǎn)生的
* 收稿日期：2O14～O5一O4
作者簡介：柳煜(1979一)，男，大專，技術(shù)員，主要從事冶煉專業(yè)技術(shù)管理工作。
44 有 色礦冶 第3O卷
額外煙氣同時釋放出來，噴爐事故發(fā)生。
3．1．2 預(yù)防措施
(1)控制銅锍面高度和渣層厚度
確保爐內(nèi)在正常液面作業(yè)：底吹爐銅锍面嚴(yán)格
控制在85O～1 000 mm之間，渣層厚度一般控制在
25O～300 mm之間，低于250 mm放渣時容易帶銅
锍，使渣含銅升高，降低反應(yīng)爐直收率，高于300
mm時，應(yīng)多放渣。
(2)控制好渣型和渣性
根據(jù)生產(chǎn)實際情況增減石英石加入量或調(diào)整各
種加入精礦的比例(爐渣鐵硅比一般控制在1．2～
1．5)。制定嚴(yán)格的取渣樣、分析制度，確保正常生產(chǎn)
時在值內(nèi)波動，具體執(zhí)行指標(biāo)在視生產(chǎn)實際情況給
定，對入爐爐料成分進(jìn)行定時化驗。
(3)注意銅锍品位的變化生產(chǎn)時銅锍品位升、
降異常，要檢查加料量和供氧量是否匹配，同時根據(jù)
銅锍品位異常時規(guī)定的動作模式采取措施。
3．2 下料口粘結(jié)
3．2．1 產(chǎn)生原因
入爐爐料含水分、雜質(zhì)含量(主要是Pb、Zn)過
高時，在下料口處遇高溫易形成一定的熔融物粘附
于下料口壁上形成結(jié)焦，堵塞下料口，同時因底吹爐
溶池噴濺的爐渣，易在下料口處遇冷結(jié)焦，結(jié)焦物堵
塞下料口。
3．2．2 預(yù)防措施
(1)嚴(yán)格控制控制原料入爐水分和入爐爐料雜
質(zhì)元素的含量(主要是Pb、Zn)。
(2)控制好爐渣中鐵硅比(一般在1．2～1．5之
間)、渣型及熔體總厚度和富氧空氣鼓入壓力在設(shè)定
范圍內(nèi)。
(3)及時清理下料口出現(xiàn)結(jié)焦時，以防止結(jié)焦
逐步堵塞下料口。
3．3 死 爐
3．3．1 產(chǎn)生原因
死爐原因主要有兩種：一是渣表面形成糊狀層，
渣性不好，爐渣發(fā)粘且流不動性差或停滯；二是因事
故性停爐，對爐的保溫措施采取方法不當(dāng)，爐溫下降
過多，爐渣結(jié)殼，形成渣塊堵死渣口造成死爐。
3．3．2 預(yù)防措施
(1)嚴(yán)格控制爐溫。爐溫低時，提高供氧量、增
加高硫礦比例和減少或停止加入冷料，讓爐溫慢慢
升高。
(2)難熔物較多的礦料或煙灰，要均勻配入，嚴(yán)
格控制一次性配料，避免集中處理。
(3)嚴(yán)格控制渣型，控制銅锍面和總液面高度，
使Fe、si質(zhì)量比在規(guī)定范圍內(nèi)波動。
(4)計劃停爐前，要盡量降低渣層厚度，調(diào)整好
渣型，為順利開爐做好準(zhǔn)備。
3．4 爐殼燒穿事故
3．4．1 產(chǎn)生原因
(1)爐作業(yè)末期，爐內(nèi)局部耐火磚脫落，造成爐
殼燒穿。
(2)銅锍品位太高或長時間高溫作業(yè)，加劇耐
火磚侵蝕和耐火磚的腐蝕，從而造成爐殼燒穿。
3．4．2 產(chǎn)生后果和預(yù)防措施
爐體內(nèi)耐火磚脫落，銅锍從燒穿部位流出，導(dǎo)致
火災(zāi)甚至爆炸，發(fā)生人員及設(shè)備事故。
(1)立即通知救援小組，及時撤離現(xiàn)場所有工
作人員，及時把燒穿部位流出的銅锍引入事故坑內(nèi)，
并做好現(xiàn)場滅火工作。
(2)嚴(yán)格按照制定的操作規(guī)程規(guī)范作業(yè)，按制
度測量爐溫和記錄爐殼各點爐溫，控制好銅锍品位
和爐溫。
3．5 咽喉口堵塞及溜槽跑銅跑渣事故
3．5．1 原 因
(1)爐內(nèi)大塊雜物、煙道結(jié)焦落入爐中和沒有
熔化的大塊堵塞在咽喉口和前床入口，造成溜槽跑
銅跑渣。
(2)對入爐物料中有耐火磚和其它雜物、落人
爐中沒有熔化煙道結(jié)焦的大塊，崗位人員巡視檢查
不到位。
3．5．2 預(yù)防措施
(1)立即采取人工方式，使用釬子捅開咽喉口
或前床入口的堵塞處，如果不容易清理則適當(dāng)減少
人爐銅精礦量，嚴(yán)重時要將爐體轉(zhuǎn)出至75度位，做
好清理工作。
(2)確保人爐物料中沒有大塊雜物、防止大塊
結(jié)焦落人爐內(nèi)和崗位人員班中對各個口的巡視工
作。
由于底吹爐氧槍分布在爐體底部，氧氣自下而
上從爐體底部噴入爐內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，爐內(nèi)熔體攪動劇
烈，反應(yīng)區(qū)不存在嚴(yán)格定義上的渣層，況且有連續(xù)均
勻新加入爐內(nèi)的爐料，在實際的生產(chǎn)當(dāng)中，發(fā)生噴
爐、死爐這樣的大事故的幾率很小。
3．5．3 常見異常情況處理辦法
常見異常情況及其處理辦法見表1。
第4期 柳煜等：爐外分離臥式富氧底吹熔池?zé)挔t工藝常見故事預(yù)防和處理措施 45
1 冰銅品位低，爐溫偏低 氧料比偏低
2 冰銅品位高，爐溫偏低 爐料含硫、含碳偏高
3 冰銅品位高，爐溫偏低 爐料含銅高、含硫低，料量偏多
4 冰銅品位，爐溫均偏高 氧料比偏高，爐料含銅高
5 爐渣發(fā)粘。放渣困難 渣型偏離規(guī)定值，渣溫低
6 氧槍參數(shù)失常 氧槍燒損或部分被堵塞
7 氧槍處漏熔液 氧槍燒損或損壞
8 氧槍蘑菇頭生長過長 空氧比過高，富氧濃度過低
9 加料口結(jié)料堵塞 爐料板結(jié)，噴測物板結(jié)
1o 熔體噴濺利害 氧槍供氣壓力偏高，熔池溫度過低，爐料堆積未熔化，冰銅層太淺
11 爐膛頂部結(jié)瘤嚴(yán)重 爐溫低或爐料雜質(zhì)偏高
12 加料口冒煙 煙道系統(tǒng)阻力大，熔池面超高。爐口結(jié)焦
適當(dāng)提高氧料比
檢查調(diào)整配料比
爐料減銅加硫，加氧升溫
適當(dāng)降低氧料比
提高鐵硅比，爐溫升高
更換氧槍
更換氧槍及檢查套磚
適當(dāng)調(diào)整富氧濃度
清通加料口
減少加料量，增深熔池，調(diào)整氧槍參數(shù)
提高爐溫?zé)o效時，燒油化爐結(jié)
煙道、余熱鍋爐振打出灰，清出煙道結(jié)瘤，加大
高溫風(fēng)機(jī)頻率，降低熔池液面，清打爐口結(jié)焦
4 結(jié)語
撫順紅透山礦業(yè)公司冶煉廠改造試生產(chǎn)階段，
采取以上得力措施，保證了在試生產(chǎn)階段達(dá)標(biāo)、達(dá)產(chǎn)
和爐的正常安全運(yùn)轉(zhuǎn)工作。
Common Accidenrs Prevention and
參考文獻(xiàn)：
[1] 李云軍，金明水，等．紅透山銅冶煉廠節(jié)能減排工藝技術(shù)改造項
目可行性研究報告I-R]．沈陽有色冶金設(shè)計研究院，2011．7．
[2] 崔志祥，沈殿幫，等．富氧底吹熔池?zé)掋~的理論與實踐EJ]．中國
有色冶金，2010(6)．
Treatment M easures of Separating
Outside Smelter with Oxygen Enriched Bottom Blowing
LIU Yu，ZH ANG Zhi—yuan
(CNM C Hongtoushan M ining Co．Ltd，F(xiàn)ushun 113321，China)
Abstract：The new process of copper smelting with oxygen enriched bottom blowing has been used instead
of the process of copper smelting with oxygen enrichment closed-top blast furnace．Technical analysis on
common- abnormal situation which is spraying furnace，feed port bonding，furnace— shutdown，furnace
shell burned- through，throat—blocking and chute running copper slag has been carried on，project estab—
lishment and personel training on preventing measure and treatment method have been completed，which
ensured safety operation during trial production stage．
Key words：oxygen enriched bottom blowing；com mon accident；preventing m easures
(上接第58頁)
參考文獻(xiàn)：
[1] 回轉(zhuǎn)窯編寫組．回轉(zhuǎn)窯(設(shè)計、使用與維修)fM]．北京：冶金工
、 、 、 、
藝出版社，1977．
f2] 成大先．機(jī)械設(shè)計手冊[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008
The Design of Large Hydraulic Catch W heel on Rotary Kiln
I U Li—cheng
[NFC(Shenyang)Metallurgical Machinery Co．LTD，Mine Facility Design Research Institute，Shenyang 110141，China]
Abstract：The force analysis of the hydraulic catch wheel device on the large rotary kiln was introduced，the
calculation and verification of main structural parameters for the large catch wheel cylinder rotary kiln were
described，new ideas for the design of these products was provided．The rotary kiln is developing toward
large— scale，automated direction ，parts design requires more optimized and more reliable accordingly ．
Based on the experience of design and manufacturing of large rotary kiln in recent years，process of desig—
ning the hydraulic catch wheel device on the large rotary kiln roller were descriped in detail，a new refer—
ence for the design of this kind of product was provided．
Key words：rotary kiln；catch wheel；hydraulic cylinder；design

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