金冠铜业提升双闪速炉作业率影响因素分析

臧轲轲

(金冠铜业分公司， 安徽 铜陵 244000)

金冠铜业是世界上第三家采用闪速熔炼+闪速吹炼工艺的冶炼厂，闪速熔炼炉(又称“FSF”)于2012年12月18日投料生产，闪速吹炼炉(又称“FCF”)于2013年1月18日投料生产[1]，经历约一年时间的试生产期后，生产逐步正常，产品产量逐年提升，2016年完成矿产阴极铜41万t，达到设计产能。但两台闪速炉作业率距离行业先进水平仍有一定差距，公司针对该问题，对提升双闪速炉作业率的影响因素进行了改进，改进后的双闪速炉作业率已达到同行先进水平。

1 主要工艺流程

1.1 闪速熔炼工艺

铜精矿经配料后进入蒸汽干燥系统进行干燥，然后通过浓相输送系统将干燥好的混合铜精矿输送至炉顶干矿仓，然后通过两套失重给料系统进入闪速熔炼炉，高温烟气经锅炉、电收尘降温、除尘后进入硫酸厂制酸，产出的冰铜经过水淬粒化后通过皮带输送至冰铜堆场内，产出的熔炼渣通过渣包运输至选矿厂进行选矿[2]。

1.2 闪速吹炼工艺

粒化后的冰铜经皮带输送至冰铜磨系统，经过研磨、干燥后的冰铜粉通过负压输送到炉顶冰铜仓，然后通过一套失重给料系统进入闪速吹炼炉，高温烟气经锅炉降温、电收尘除尘后进入硫酸厂制酸，产出的粗铜通过溜槽直接进入阳极炉中，产出的吹炼渣经过水淬粒化后通过车载运输至精矿库作为闪速熔炼炉冷料循环使用[2]。

图1 金冠铜业主工艺流程图

2 双闪速炉作业率影响因素统计

结合两台闪速炉生产流程，及其他主要停炉因素，对影响两台闪速炉作业率的因素进行了分类，其中闪速熔炼炉分为干燥及输送系统、装入系统、锅炉、排烟系统、冰铜水淬及输送、硫酸、动力/制氧、联锁、炉内点检、月修等11类；闪速吹炼炉分为冰铜磨系统、装入系统、炉体、锅炉、排烟、硫酸、动力/制氧、联锁、炉内点检、月修、其他等11类。根据两台闪速炉作业率影响因素分类，对近两年各类因素影响占比进行了统计，见表1、表2。

图2 FSF作业率影响因素统计

图3 FCF作业率影响因素统计

2018年度FSF作业率较2017年作业率数值上提高了0.6%，FCF作业率较2017年作业率数值上提高了0.21%，两个指标均超过了初步设计值。

3 有利因素分析

3.1 合理组织炉内点检

2018年FSF月均点检次数3.08次，每次平均时长1.97 h，较2017年FSF月均点检次数4.9次，每次平均时长2.36 h，点检次数和时长都有较大幅度降低。

2018年FCF月均点检次数3.25次，每次平均时长1.15 h，较2017年FCF月均点检次数6.5次，每次平均时长1.56 h，点检次数和时长控制都有较大幅度提升。

3.2 创新块状物料处理方式，降低系统故障率

2018年，探索式开展了精炼渣、固铍通过选矿系统直磨试验工作，取得了较好效果，全年共处理精炼渣、固铍近万吨。此项工作的成功开展意义重大，一方面受益于全年未直接处理精炼渣等高硬度块状物料，蒸汽干燥盘管磨损较往年有明显下降，蒸汽盘管漏气次数减少，全年未对作业率产生影响，另一方面，直磨后的物料作为闪速熔炼炉的冷料参与配料，在2018年全年铜精矿S/Cu较高的形势下大大缓解了熔炼系统冷料不足的问题，为熔炼系统的稳定、高产提供了有利条件。

3.3 充分利用中修契机，解决设备、工艺问题

一是完成制氧系统改造。动力/制氧在2018年未出现因自身原因对两台闪速炉作业率造成影响。

二是完成闪速吹炼炉锅炉入口炉管结构优化，中修前共发生5次内漏，中修更换优化炉管后未发生内漏，大幅度降低了锅炉故障对作业率的影响。

3.4 采用钙碱替换钠碱，消除水淬水钠盐浓度对吹炼炉的影响

2018年6月份开始，分步使用钙碱替代钠碱添加至水淬系统，直至全部替代，冰铜粉钠盐含量于2018年下半年开始保持低位，对冰铜喷嘴粘结及锅炉大块粘结现象明显较少，全年上升烟道出口大块仅爆破清理一次，而2017年爆破有7次[3]。

3.5 进行系统性维护，稳定熔炼锅炉炉况

一是受益于日常加强锅炉本体、振打等区域的密封，锅炉本体状况较好，全年仅出现一次对流部顶棚外漏；二是闪速炉炉况稳定性进一步提升，锅炉入口粘结情况有所好转，金冠铜业余热锅炉辐射部入口未设置灰斗，为全刮板结构，全年因粘结大块对生产的影响有明显降低，影响时长由2017年的62 h，下降到41 h，降低了34%[4]。

4 不利因素分析

4.1 月修对作业率的影响占比增加

2018年熔炼和吹炼共计月修6次，考虑中修，平均月修间隔为1.71月，熔炼平均每次月修22.26 h，吹炼平均每次月修27.11 h，较2017年平均月修间隔2个月，熔炼平均月修时间12.61 h，吹炼平均月修时间16.03 h都有提升。主要因素：1月份硫酸尾气脱硫捕沫器更换，两台闪速炉共计停炉48 h；8月份月修更换7月份月修溢流堰膨胀节与原件尺寸不一致导致逆喷管开裂；12月份吹炼炉爆破清理锅炉大块耗时51 h。

4.2 外部供电及其他问题造成的联锁跳车次数大大提高

一是2019年出现2次因外部供电线路故障造成全厂停电，恢复系统生产耗时较长。

二是选矿半自磨(2次)及电解变压器故障造成全闪速炉跳停，对作业率造成一定影响。

三是吹炼炉正压联锁跳车今年出现10次，较2017年2次，有大幅度上升。

4.3 重大设备故障影响增加

一是熔炼系统精矿喷嘴在12月份因调风锥无法动作，更换调风锥和水冷外壳，停炉时间12.12 h。

二是吹炼系统中修前，锅炉入口东侧及西侧炉管内漏5次，总处理时间为104.37 h，5月份出现辐射部顶棚外漏用时17.13 h，总停炉时间较长。

三是4月份冰铜磨液压故障处理10.5 h及12月冰铜磨排风机故障处理13.25 h，两个故障总计停炉23.75 h。

5 结语

虽然目前金冠铜业双闪速炉作业率最高分别达到了99.33%、99.25%，但是其稳定性相比传统的“闪速熔炼+PS转炉”工艺还是有一定的差距。目前业内采用“闪速炉+PS转炉”工艺的冶炼厂闪速炉作业率基本能够稳定在98%以上[5]。通过阶段性的对影响两台闪速炉作业率的因素进行统计、分析，能够帮助工厂掌握影响生产作业的主要因素，可以指导管理、技术人员根据统计数据暴露出来的问题，合理制定相应措施，稳步提升双闪速炉作业率。