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炉外分离卧式富氧底吹熔池炼炉工艺常见故事预防和处理措施

文档作者：柳煜张芷源文档来源：中国有色集团		点击数：	更新时间： 2022年03月19日
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第3o卷第4期
2014年8月
有 色 矿 冶
N0N— FERR0US M INING AND M ETALLURGY
VoI．30．№ 4
August 2014
文章编号：1007—967X(2014)04—43—03
炉外分离卧式富氧底吹熔池炼炉工艺常见故事预防和处理措施*
柳煜，张芷源
(中国有色集团抚顺红透山有限公司，辽宁抚顺113321)
摘 要：红透山冶炼厂采用炉外分离卧式富氧底吹熔池炼炉新工艺对原富氧密闭鼓风炉炼铜工艺
改造，对新工艺易产生喷炉、下料口粘结、死炉、炉壳烧穿、咽喉口堵塞及溜槽跑铜跑渣等
常见异常情况产生原因进行了技术分析，对预防措施及处理办法的进行了方案制定和人
员培训，保证了在试生产阶段炉的安全运转工作。
关键词：富氧底吹熔池炼；常见事故；预防措施
中图分类号：TF811 文献标识码：A
1 引 言
红透山冶炼厂始建于1995年，生产工艺采用富
氧鼓风炉炼铜、半连续吹炼工艺生产粗铜。2005年
后国家发改委等相关部委出台了遏制铜冶炼投资盲
目、淘汰落后产能等一系列铜冶炼政策，红透山冶炼
厂炼铜工艺属于被淘汰之列。经考察、论证和方案
选择，红透山冶炼厂于2012年1O月开始对符合国
家产业政策铜冶炼厂进行改造，采用自主创新的炉
外分离卧式富氧底吹熔池炼炼炉、半连续吹炼工艺
生产粗铜，2013年进入试生产。
2 炉外分离卧式富氧底吹熔池炼炉工
艺的特点
炉外分离卧式富氧底吹熔池炼铜工艺原理是：
将分散成的气流中的氧气，通过多支氧枪，从炉子底
部输送到被熔融的铜锍中，从顶部放入的炉料(炉料
中不需要配煤或其它燃料)，在炉内形成气一固一液
三相混合的悬浊液。在熔体的下部是气液两相的混
合乳化液，液相中的FeS迅速氧化生成SO。和
FeO，放出大量的热量能够维持炉子所需要的温度，
完全是自热熔炼(过程中不直接排放CO )。由于工
艺中能源消耗了很低，温室气体排放量最低。它具
有以下特点：
(1)氧气浓度高，反应快速，熔炼强度高，有很
大的增产空间。
(2)烟气含SO 浓度高，烟气外溢量极少，生产
工人工作环境好。
(3)炉料中少加或不加配煤或其它燃料，能耗
低，减少了二氧化碳的排放量，温室气体排放量最
低，厂区周围环境好
(4)氧枪使用寿命长且可以重复使用，产生的
烟气的温度有利于进行余热利用，可大降低生产成
本和厂区运营成本。
(5)长时间停车后，生产开车操作容易，可以迅
速恢复正常的生产，缩短时间开车时间。
(6)生产操作半自动化，各种生产数据反馈及
时(如：冰铜、渣的每批采样、熔体温度、炉壳温度用
测温枪实测等)，对生产调整能及时调整，不会因为
泡沫渣的产生而发生喷炉事故，有利于安全生产，职
工劳动强度低。
3 炉外分离卧式富氧底吹熔池炼炉工
艺常见事故及处理措施
炉外分离卧式富氧底吹熔池炼工艺，在生产过
程中由于操作不当或其它原因易发生各种技术和安
全事故(如下料口粘结严重、死炉、炉壳烧穿和咽喉
口跑渣跑铜)。
3．1 喷 炉
3．1．1 产生原因
喷炉事故发生是由于铜锍面过低导致大量空气
鼓入渣层内，使大量FeS氧化成Fe。O ，炉渣变粘、
粘度增大，放渣困难，因而渣层越来越厚，渣层内储
存的氧越来越多，为熔体喷发准备了重要条件。如
此积累到一定程度时，风口鼓入的风参与反应产生
的正常烟气和渣内储存的氧与硫化物等反应产生的
* 收稿日期：2O14～O5一O4
作者简介：柳煜(1979一)，男，大专，技术员，主要从事冶炼专业技术管理工作。
44 有 色矿冶 第3O卷
额外烟气同时释放出来，喷炉事故发生。
3．1．2 预防措施
(1)控制铜锍面高度和渣层厚度
确保炉内在正常液面作业：底吹炉铜锍面严格
控制在85O～1 000 mm之间，渣层厚度一般控制在
25O～300 mm之间，低于250 mm放渣时容易带铜
锍，使渣含铜升高，降低反应炉直收率，高于300
mm时，应多放渣。
(2)控制好渣型和渣性
根据生产实际情况增减石英石加入量或调整各
种加入精矿的比例(炉渣铁硅比一般控制在1．2～
1．5)。制定严格的取渣样、分析制度，确保正常生产
时在值内波动，具体执行指标在视生产实际情况给
定，对入炉炉料成分进行定时化验。
(3)注意铜锍品位的变化生产时铜锍品位升、
降异常，要检查加料量和供氧量是否匹配，同时根据
铜锍品位异常时规定的动作模式采取措施。
3．2 下料口粘结
3．2．1 产生原因
入炉炉料含水分、杂质含量(主要是Pb、Zn)过
高时，在下料口处遇高温易形成一定的熔融物粘附
于下料口壁上形成结焦，堵塞下料口，同时因底吹炉
溶池喷溅的炉渣，易在下料口处遇冷结焦，结焦物堵
塞下料口。
3．2．2 预防措施
(1)严格控制控制原料入炉水分和入炉炉料杂
质元素的含量(主要是Pb、Zn)。
(2)控制好炉渣中铁硅比(一般在1．2～1．5之
间)、渣型及熔体总厚度和富氧空气鼓入压力在设定
范围内。
(3)及时清理下料口出现结焦时，以防止结焦
逐步堵塞下料口。
3．3 死 炉
3．3．1 产生原因
死炉原因主要有两种：一是渣表面形成糊状层，
渣性不好，炉渣发粘且流不动性差或停滞；二是因事
故性停炉，对炉的保温措施采取方法不当，炉温下降
过多，炉渣结壳，形成渣块堵死渣口造成死炉。
3．3．2 预防措施
(1)严格控制炉温。炉温低时，提高供氧量、增
加高硫矿比例和减少或停止加入冷料，让炉温慢慢
升高。
(2)难熔物较多的矿料或烟灰，要均匀配入，严
格控制一次性配料，避免集中处理。
(3)严格控制渣型，控制铜锍面和总液面高度，
使Fe、si质量比在规定范围内波动。
(4)计划停炉前，要尽量降低渣层厚度，调整好
渣型，为顺利开炉做好准备。
3．4 炉壳烧穿事故
3．4．1 产生原因
(1)炉作业末期，炉内局部耐火砖脱落，造成炉
壳烧穿。
(2)铜锍品位太高或长时间高温作业，加剧耐
火砖侵蚀和耐火砖的腐蚀，从而造成炉壳烧穿。
3．4．2 产生后果和预防措施
炉体内耐火砖脱落，铜锍从烧穿部位流出，导致
火灾甚至爆炸，发生人员及设备事故。
(1)立即通知救援小组，及时撤离现场所有工
作人员，及时把烧穿部位流出的铜锍引入事故坑内，
并做好现场灭火工作。
(2)严格按照制定的操作规程规范作业，按制
度测量炉温和记录炉壳各点炉温，控制好铜锍品位
和炉温。
3．5 咽喉口堵塞及溜槽跑铜跑渣事故
3．5．1 原 因
(1)炉内大块杂物、烟道结焦落入炉中和没有
熔化的大块堵塞在咽喉口和前床入口，造成溜槽跑
铜跑渣。
(2)对入炉物料中有耐火砖和其它杂物、落人
炉中没有熔化烟道结焦的大块，岗位人员巡视检查
不到位。
3．5．2 预防措施
(1)立即采取人工方式，使用钎子捅开咽喉口
或前床入口的堵塞处，如果不容易清理则适当减少
人炉铜精矿量，严重时要将炉体转出至75度位，做
好清理工作。
(2)确保人炉物料中没有大块杂物、防止大块
结焦落人炉内和岗位人员班中对各个口的巡视工
作。
由于底吹炉氧枪分布在炉体底部，氧气自下而
上从炉体底部喷入炉内进行反应，炉内熔体搅动剧
烈，反应区不存在严格定义上的渣层，况且有连续均
匀新加入炉内的炉料，在实际的生产当中，发生喷
炉、死炉这样的大事故的几率很小。
3．5．3 常见异常情况处理办法
常见异常情况及其处理办法见表1。
第4期 柳煜等：炉外分离卧式富氧底吹熔池炼炉工艺常见故事预防和处理措施 45
1 冰铜品位低，炉温偏低 氧料比偏低
2 冰铜品位高，炉温偏低 炉料含硫、含碳偏高
3 冰铜品位高，炉温偏低 炉料含铜高、含硫低，料量偏多
4 冰铜品位，炉温均偏高 氧料比偏高，炉料含铜高
5 炉渣发粘。放渣困难 渣型偏离规定值，渣温低
6 氧枪参数失常 氧枪烧损或部分被堵塞
7 氧枪处漏熔液 氧枪烧损或损坏
8 氧枪蘑菇头生长过长 空氧比过高，富氧浓度过低
9 加料口结料堵塞 炉料板结，喷测物板结
1o 熔体喷溅利害 氧枪供气压力偏高，熔池温度过低，炉料堆积未熔化，冰铜层太浅
11 炉膛顶部结瘤严重 炉温低或炉料杂质偏高
12 加料口冒烟 烟道系统阻力大，熔池面超高。炉口结焦
适当提高氧料比
检查调整配料比
炉料减铜加硫，加氧升温
适当降低氧料比
提高铁硅比，炉温升高
更换氧枪
更换氧枪及检查套砖
适当调整富氧浓度
清通加料口
减少加料量，增深熔池，调整氧枪参数
提高炉温无效时，烧油化炉结
烟道、余热锅炉振打出灰，清出烟道结瘤，加大
高温风机频率，降低熔池液面，清打炉口结焦
4 结语
抚顺红透山矿业公司冶炼厂改造试生产阶段，
采取以上得力措施，保证了在试生产阶段达标、达产
和炉的正常安全运转工作。
Common Accidenrs Prevention and
参考文献：
[1] 李云军，金明水，等．红透山铜冶炼厂节能减排工艺技术改造项
目可行性研究报告I-R]．沈阳有色冶金设计研究院，2011．7．
[2] 崔志祥，沈殿帮，等．富氧底吹熔池炼铜的理论与实践EJ]．中国
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，Fushun 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页)
参考文献：
[1] 回转窑编写组．回转窑(设计、使用与维修)fM]．北京：冶金工
、 、 、 、
艺出版社，1977．
f2] 成大先．机械设计手册[M]．北京：化学工业出版社，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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