富氧侧吹炉水冷梁的改造

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，在生产过程中水冷梁漏水成为影响富氧侧吹炉连续生产的难题。

关键词：富氧侧吹炉;水冷梁;小水室;铜水套

1 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，使得炉内烟气量大、烟气温度高，侧吹炉的水冷梁，受烟气的机械冲刷、磨损，高温化学侵蚀及热应力等的多层作用，发生漏水事故，漏水直接影响着侧吹炉的连续生产。

2 水冷梁在应用中出现的问题

喀拉通克矿业有限责任公司冶炼系统富氧侧吹炉水冷梁、炉顶水套及上升烟道内衬浇注料和耐火砖冲刷、侵蚀、剥落严重，首先是水冷粱下部浇注料冲刷剥落，随后上部耐火砖冲刷塌落，基本使用两个多月上升烟道端的内衬耐火材料全部脱落，水冷粱后部内衬耐火材料也不足60mm。造成水冷粱及烟道水套直接与高温烟气接触，加剧了钢板的金属疲劳，同时也使设备水室里产生大量的水垢，致使烟道水套及水冷梁频繁烧漏和开裂，基本是三、四天就会出现漏水，只能停风补焊处理。上升烟道端的水套和水冷梁前端经历多次挖补焊接，已成为制约冶炼安全连续生产的突出问题。同样侧吹炉炉顶水套内衬浇注料也一样被冲刷脱落。另外侧吹炉虹吸池渣口内端两侧渣线墙体也冲刷严重，大约半年时间就冲刷掉三分之二。

水冷梁发生漏水后，平均月停风处理4-5次，2012年后期更是频繁漏水。漏水使侧吹炉内温度持续下降;炉料熔池的冶金反应受到一定程度影响;直接表现是燃料焦炭、兰碳的消耗量增加。针对漏水进行停炉焊补提高了维护成本，重要的是炉体开停频繁引起正常生产时间减少、炉内耐火砌体寿命降低等一系列问题。

3 出现问题后采取的处理措施

因此有必要对冶炼系统侧炉水冷梁及炉顶水套进行技术革新，改进侧吹炉水冷梁结构，内部耐火砖体及炉顶水套浇注料固定方式的核算及技术改造，对上周期生产过程中存在的设备不足和设计不足进行完善。喀拉通克矿业公司根据现状提出4套侧吹炉水冷梁改造方案：

方案一：基本保持原设计不变，小水室改为铜水套，承重牛腿要下降。铜水套厚215mm，重400多公斤，整体改造小，工程量较少。

方案二：水冷梁换成钢水套。钢水套较大，其中铜水套较重。固定钢水套要支千斤，造成上部局部紧凑，影响周围管路布局，不利于施工检修。

方案三：整体设计不变，增加L型铜水套，将小水室保护起来。在水冷梁上开孔，将铜水套挂上去，改造量小。

方案四：将水冷梁、小水室去掉，用砖代替水冷梁，结构简单、保温性能好、减少了水循环系统。在牛腿上架钢梁承重，钢梁上安装铜水套保护，铜水套上砌砖代替水冷梁。本方案需要将承重体分布好。

经过分析讨论，结合冶炼厂侧吹炉结构，水冷梁改造倾向于方案4，确定方案4为侧吹炉水冷梁改造方案，改造的目就是：好用、结实、寿命长、施工方便、利于维修。在原水冷梁设计基础上，进行少量改造。方案：将水冷梁、小水室去掉，用砖代替水冷梁，结构简单、保温性能好、减少了水循环系统。在牛腿上架钢梁承重，钢梁上安装铜水套保护，铜水套上砌砖代替水冷梁。本方案需要将承重体分布好。

4 改造后的使用效果

用砖替代水冷梁，不仅减少因设备事故引起的停风，而且砖体也便于检修填补，有利于工艺的稳定连续生产。有效稳固内部砌筑体延长炉体寿命，降低水冷梁和上升烟道漏水对生产连续性的影响，极大减少因出炉水冷梁漏水而产生的费用和时间。可以减少循环水量，减少热量损失，不仅炉体结构简单，而且可以减少水套带走的热量，降低燃料率。

5 結束语

富氧侧吹炉因富氧熔炼炉内反应剧烈，物料处理量大，使得炉内烟气量大、烟气温度高，对炉体上部造成机械冲刷、磨损，高温化学侵蚀及热应力等的多层作用，上部受损可能引起整体大修。我厂水冷梁改造后，使用效果明显，保障了富氧侧吹炉生产的连续性，使运转率大幅提高。

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.