国外某闪速炉冷修改造实践

桂云辉（江铜集团贵溪冶炼厂，江西贵溪 335424）

国外某闪速炉冷修改造实践

桂云辉
（江铜集团贵溪冶炼厂，江西贵溪 335424）

简要介绍了国外某厂冷修改造的原因和内容，对部分设备的优劣进行了总结，结果表明改造取得了预期效果，并对其试生产期间遇到的问题进行了分析。

闪速炉；改造；问题

国外某闪速炼铜冶炼厂投料于二十世纪80年代初期，经历次改造，精矿处理能力为720 000 t／a（干基）。此次改造，精矿处理量将提升到1 335 190 t／a（干基）。为达到此目标，需要对闪速炉系统的一系列设施进行改造。

1 原生产流程及存在的问题

1.1 原生产流程

货轮将铜精矿运至码头，经货车运至堆式配料厂房内。该厂的堆式配料共两堆，每堆的容量是4 000 t，轮换进行配料、上料作业。配好的精矿通过胶带运输机送入气流干燥系统。该厂的气流干燥为热风炉、回转窑、鼠笼三段式干燥系统。干燥后的铜精矿进入干矿仓，经埋刮板带入闪速炉内。冰铜经石墨溜槽排出送PS转炉吹炼，闪速炉渣水淬后外售。闪速炉烟气经闪速炉锅炉、沉降室、一次旋风、二次旋风后进入球形烟道，再到电收尘收尘后经闪速炉排风机送硫酸制酸。

1.2 存在的问题

1.2.1 精矿配料系统需改造

现有的精矿配料系统为堆式配料。该种配料方式存在配料不准确，不易实现自动化，化验矿样取样代表性不好等缺点。

1.2.2 气流干燥能力不足

现有干燥方式为气流干燥，能力为110 t／h。该气流干燥系统不能满足改造后精矿处理量1 335 190 t／a的要求。另外气流干燥需要重油提供热量，出口烟气含尘高、污染环境，且精矿与热源接触，有着火风险。

1.2.3 原闪速炉冷却强度达不到新产能的要求

闪速炉精矿处理能力达到1 335 190 t／a（干基）时，此时反应塔热负荷强度为1 722 MJ／m3h。该厂闪速炉本体水套有铜管水套、H梁水套、水平水套等，经多年生产，漏水、烧损水套较多。炉底因水套漏水，已局部发生变形。

1.2.4 闪速炉锅炉达不到新产能下的要求

现有的闪速炉锅炉始建于二十世纪八十年代初，由日本川崎公司设计，期间经历了1993年第一次改造（奥图泰），2002年第二次改造（FW公司），2012年第三次改造（FW公司），本次改造已经是第四次。由于原锅炉设计缺陷，特别是辐射部前墙下部，造成爆管和变形，该厂已用钢板和耐火混凝土覆盖这部分受热面。

1.2.5 原电收尘达不到要求

原电收尘为鲁奇设计，经多年使用，壳体破损，系统漏风严重，多区送不上电，收尘效率差。

2 主要改造内容

2.1 堆式配料改为仓式配料

新建一仓式配料厂房。厂房内配有16台容量为200 t的配料仓，分别贮存铜精矿、石英砂、渣精矿。其中用于贮存铜精矿的配料仓有13台；贮存渣精矿的有1台；贮存石英砂的有2台。为保证配料精度采用了计算机在线控制的自动称重配料系统，配有16台定计量胶带运输机。铜精矿、石英砂、渣精矿按闪速炉入炉混合精矿成分的要求自动配比［1］。增加一台振动筛，用以清除分离混合铜精矿中的各种杂物。新建一系列皮带运输机，用于将从配料仓给出的铜精矿均衡稳定地运输至精矿干燥系统内。

2.2 气流干燥改为蒸汽干燥

蒸汽干燥机由库迈拉供货，最大干燥能力为Q＝240 t／h（湿基），筒体尺寸Φ4.44×14 m，倾斜角度为2°。该厂的蒸汽干燥机的进料方式为振动溜槽给料，采用布置在筒体两侧的双电机驱动。相比于传统的蒸汽干燥机，其优缺点见表1。

表1 两种干燥机优缺点对比

试生产的两个多月时间里，达到了设计值，取得了预期效果。

2.3 增加炉体水套，提高冷却强度

2.3.1 反应塔

该厂反应塔砌砖后尺寸为Φ6.5×6.9 m。本次改造在保证反应塔高度不变情况下，将反应塔顶由拱顶改为平顶吊挂耐火砖结构。中央喷射型精矿喷嘴安装在反应塔正中心，精矿喷嘴架在一方型水套上，方型水套四周有8个清理孔，主要用于清理精矿喷嘴粘结。反应塔最上层增加一层立面水套，筒体增加两层水平水套。增加了三层水套后，反应塔共有水套12层，这有利于在反应塔侧壁形成挂渣，能更好地保护反应塔侧壁，从而延长反应塔的寿命。

2.3.2 沉淀池

改造前，沉淀池顶部采用水冷梁架楔形砖的结构形式，这种结构不利于耐火砖的检修和更换，而且存在铜管漏水的可能，因此将沉淀池顶改成吊挂耐火砖的结构。取消水冷梁，将H型梁水套改为条形吊挂水套。水套之间吊挂耐火砖，以保持沉淀池顶较好的密封性。受烟气冲刷的影响，反应塔与沉淀池连接处的三角区热负荷较大，因此在此处设置一圈BIC水套。沉淀池侧墙在原有一层立面水套和水平水套的基础上，增加一层水平水套。这样可以最大限度地保护沉淀池的耐火砖，延长闪速炉的炉寿命。

2.3.3 上升烟道

该厂的上升烟道为钢制水冷圆筒结构，MESCO设计供货。本次改造扩大了圆筒的直径，与锅炉连接处接口也相应扩大，将上升烟道内筒的结渣清理方式由吹灰器改为液压助推器。改造的优点：扩大了烟气通过截面积，减少了锅炉的冷风漏入量，提高系统安全稳定运行性能。

2.4 闪速炉锅炉改造内容

增加了锅炉挂屏的数量，延长对流部长度10m，以提高其冷却强度。因该厂无法提供完整的锅炉资料，在锅炉改造扩产后无法校核原锅炉受热面各循环回路的安全性。为了工况需要，采用建立新的水循环系统，即新增一个锅筒、两台循环泵和一套循环管与新增受热面和部分原锅炉的受热面组成一个新的水循环系统。将辐射前墙、辐射前部顶棚等原有锅炉受热面纳入新的循环系统中，这样可以有效地降低原有锅炉水循环系统负荷，减小原有锅炉受热面的运行风险。

2.5 新建电收尘

受该厂场地的影响，新建的电收尘采用卧式、水平流、双室三电场布置。外壳为6mm厚不锈钢焊接而成。内部采用“C”480型阳极板，改进型RS芒刺线等。这些都是国内比较成熟的技术，优点有很多，如密封性好、收尘效率高等。缺点是吊挂瓷瓶和传动瓷瓶易爬电、破裂，阴阳极容易搭桥等［2］。该厂在恢复生产的两个多月时间里，电收尘系统运行稳定，送电状况良好，达到了预期的效果。

3 生产后遇到的问题

该厂从4月16日开始闪速炉停炉检修，7月16日恢复生产。从试生产两个月的情况看，改造基本达到了预期效果，最大投料量达到175 t／h。但系统还存在一些问题：

3.1 精矿运输皮带扬尘大

该厂蒸汽干燥机吨矿耗蒸汽值为0.1左右，精矿水分低。皮带运输系统无环境收尘，现场扬尘大，操作环境恶劣。该厂采取向精矿洒水的办法，但效果不佳。

3.2 烟尘性质不佳，锅炉粘接大块

该厂在试生产期间，烟尘性质不佳，锅炉频繁粘接大块。又由于原设计不合理，导致烟灰块不能及时由刮板排出，导致大块在锅炉内堆积。其后增加了硫酸盐化风用量，使烟灰由坚硬的亚硫酸盐转变为松脆的硫酸盐化合物［3］，状况有所好转。

3.3 闪速炉升温速度过快，炉体不规则膨胀

该厂7月7日21∶30开始升温。烘炉时，该厂聘请专业升温公司对闪速炉进行升温。闪速炉体从常温升至投料温度花费7 d。快速的升温速度带来不规则膨胀，闪速炉密封被破坏，投料次日下午发生沉淀池侧墙熔体泄漏事故。升温期间沉淀池侧墙各膨胀点膨胀尺寸见表2。

日期测量时间沉淀池北墙／mm沉淀池西墙／mm沉淀池南墙／mm沉淀池东墙／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

从表2可以看出，东墙（反应塔下方端墙）膨胀最大，达到50 mm。该厂采取加筋板固定，防止进一步发生膨胀位移的可能。膨胀缝处做密封盒，其内注满浇筑料。

3.4 闪速炉锅炉前墙频繁漏水

因该厂锅炉前墙未准备好足够的备件，冷修时未更换，此处又为锅炉最容易冲刷的部位之一。试生产的前两个月，共发生六次锅炉漏水，而且发生漏水的部位全部集中在此处。从泄漏点来看，大多数为炉管腐蚀变薄而产生泄漏。

4 结 语

该厂经过此次改造，自动化程度有所提高。但其员工对新设备的操作水平未相应提升，员工责任心不强。提高管理水平，强化员工的操作技能是该厂的当务之急。

［1］ 余齐汉，涂建华.铜精矿干燥及输送系统的改造和生产实践［J］.有色冶金设计与研究，2015，36（1）：19-21.

［2］ 昂正同.金隆闪速炉系统冷修改造实践［J］.有色金属（冶炼部分），2013，（2）：24-30.

［3］ 付强.贵冶闪速炉工艺装备及控制技术的创新及发展［J］.有色金属（冶炼部分），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

桂云辉（1983-），男，助理工程师，主要从事闪速炉技术管理工作。