富氧侧吹炉应用及渣槽的改造

曹殿庆

【摘 要】新疆喀拉通克矿业有限责任公司冶炼厂于2010年引进了全新的熔炼工艺——富氧侧吹炉，在生产过程中渣槽的使用寿命成为影响富氧侧吹炉连续生产的难题。

【关键词】富氧侧吹炉；侵蚀；冲刷；渣型

一、前言

富氧侧吹熔池熔炼炉是一种强氧化反应熔炼，是从矿石中提取有价金属，因其物料反应快，处理量大，使得炉渣温度高、流量大，侧吹炉的渣槽，承担着炉渣的机械冲刷、磨损，高温化学侵蚀及热应力等的多层作用，因此，其质量的好坏直接影响着侧吹炉的连续生产。从渣槽砌筑来看，渣槽采用铸铁成型，内部砌筑粘土质耐火砖、镁质耐火泥浆湿砌，局部缝隙用镁质捣打料填实，中间再用镁质捣打料砸成弧度。

二、富氧侧吹炉的应用

我厂于2011年3月15日正式投入使用，由于对新冶炼的新设备、新工艺、新技术不熟悉，停风、溜槽结渣、虹吸烧不开、设备故障等情况时有发生。经过2011年一年生产摸索，新工艺——富氧侧吹炉的工艺越来越成熟，在原料、设备等不利条件影响下，2012年新冶炼一季度生产水淬高冰镍含镍1782.5吨，完成全年任务5058吨镍金属量的35.24%。在4、5、6月停炉改造，全年生产9个月的情况下，11月下旬即完成全年生产任务，比计划提前了一个多月。十月更是在侧吹炉水冷梁漏水的不利条件下，完成镍金属量861.445吨（加盘盈超过900吨）的最佳战绩。

2012年工艺方面在满足生产的同时，在其他方面也做了不少尝试。3、8、9月利用部分兰碳代替焦粒降低生产成本，取得了不少经验，为后续替代能源提供了参考；通过工艺调整控制，电炉渣含金属较2011年有了较大降低，渣含Ni平均在0.25以下，低锍品位也得到有效控制，保证了转炉对低锍量及品位的吹炼要求，保障了全年生产任务的完成；侧吹炉二次风配入富氧，在减少二次风量的同时抑制单体硫析出，减少了因烟气量大而带走的热量损失；8月开始投入澳矿，利用澳矿的高镍与自产低镍烟尘、铁渣粉拌料，不仅解决了烟尘、铁渣粉大量堆存的难题，更是延续了冶炼生产，弥补冶炼原料不足的局面。

三、出现的问题及处理措施

富氧侧吹熔池熔炼炉是一种强氧化反应熔炼，不仅物料处理量大，是以前鼓风炉处理量的2～3倍，而且由于是熔池熔炼，所以对于熔体温度要求较高，一般炉内熔体温度不能低于1300℃，渣温控制在1280℃，否则会造成炉内大面积结瘤，影响二次风送入。由于侧吹炉处理量大、低冰镍品位高，所以产出渣量较大，侧吹炉渣槽必须连续排放。渣量大、渣温高对渣槽造成的冲刷和侵蚀也较大，渣槽易刷漏。当渣温低时，炉渣有易在渣槽凝结，造成渣槽堵塞，熔体溢流。所造成的直接后果就是侧吹炉停风，还有以下影响：

①安全隐患，侧吹炉渣槽下部分布有贫化电炉排布的水管及架设的通讯线路，渣槽刷漏后，熔体向下流，对水管及通讯线路造成威胁，存在一定的安全隐患

②职工的劳动强度加大，因为侧吹炉停风时间不宜过长，否则会造成侧吹炉开风困难及死炉的危险，所以要求渣槽刷漏后，必须尽快抢修。因渣槽温度高，熔体凝结难清理，造成职工的劳动强度大大增加。

③影响生产，侧吹炉渣槽刷漏后，造成侧吹炉停风，抢修使得停风时间延长，不仅影响生产，而且频繁开、停风会对侧吹炉炉体及辅助设备造成损伤。

另外渣槽是直接对接到侧吹炉砌筑，没有压茬，之间存在缝隙，易发生渗漏。渣槽设计也存在缺陷，渣溜槽不是直溜槽，存在弧度，而且弧度较大，正常生产时经常在弯头处刷漏。所以在后期停炉改造过程中对侧吹炉造成进行初步改造。

①尽量减小渣溜槽弧度，防止炉渣对弯头出的冲刷。

②在砌筑时侧吹炉渣口预留台阶，安装渣槽后，渣槽砌筑与渣口可压茬砌筑，防止熔体渗漏。

③渣槽用砖改为400*225*75的大砖，减少溜槽砌筑的间隙；砖的材质也改为半再结合镁铬砖，增加了渣槽的耐高温和抗冲刷性。

④控制侧吹炉渣温1250～1280℃，延缓渣槽的使用寿命。

⑤渣槽上部用保温棉做好保温工作，防止渣槽凝结堵塞。

⑥稳定工艺参数，保证渣型，减少炉渣对溜槽的侵蚀。

四、改造后的使用效果

渣槽进行改造后：

①使用周期延长，由原来的每月检修4～6次，到现在的每月检修1～2次。

②基本未出现渣槽刷漏的事故，不仅使得侧吹炉连续生产得到保障，也消除了安全隐患，保障了职工的作业环境，减少了职工的劳动强度。

③因为检修周期的延长，不仅保障了生产，还使得检修成本降低，节约生产成本。

五、结束语

富氧侧吹炉因富氧熔炼炉内反应剧烈，物料处理量大，对于渣槽侵蚀和冲刷相当大，在局部受损的情况下，可能引起整体大修。我厂电炉渣槽改为铜溜槽后，使用效果明显，但因侧吹炉是炉渣与低锍混合在一起注入电爐，所以为了安全，侧吹炉渣槽不宜使用铜溜槽。另外，因地域限制，使用石墨溜槽成本太高，也不宜采用，因此我厂根据实际情况，结合自身生产特点，逐步将渣槽改造，适应我厂生产需要。

【参考文献】

1、 长沙有色冶金设计研究院技术要求

2、 李洪柱，稀有金属冶金学，北京：冶金工业出版社，1990