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浅析SKS法氧气底吹熔炼炉开炉的基础环节
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浅析SKS法氧气底吹熔炼炉开炉的基础环节
发布时间:2012.11.22 新闻来源: 浏览次数:4445

                                      (湘南学院 吴建林 许尚平 曹健)
      氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅新工艺及工业化装置开发,彻底改变了中国铅冶炼污染现状,在环境治理上取得突破性进展,是中国有色金属行业的重大技术进步,对国民经济可持续发展具有深远意义。该工艺属有色金属行业冶炼技术的重大技术创新,达到国际先进技术水平。其特点是利用氧气底吹炉氧化,替代烧结工艺,彻底解决了原烧结过程中SO2及铅尘严重污染环境的难题。底吹产出的高铅渣用创新后的鼓风炉还原,有效抑制了低沸点铅物的挥发,克服了其他炼铅新工艺普遍存在的烟尘率高、返尘量大的缺点,且具有金属回收率高、热能利用好等许多优点。在我国所采用此法的铅冶炼企业投产连续运行几年多实践表明,该工艺具有投资省(为传统流程的70%,不到引进工艺的50%),综合能耗低(为380-400kg标煤/t粗铅,与基夫赛特和顶吹浸没熔炼工艺持平),环保好(硫的捕集率>99%,所有排放物均达标),金属回收率高(铅、银达98%-98.5%),生产成本低(为传统工艺的85%,比国外新工艺更低)等特点。该工艺是先进的熔池熔炼现代技术与创新后的鼓风炉还原工艺的完美结合,具有显著的经济和环保效益,已获得铅冶炼同行的认可,并已扩展到铜冶炼。该技术在我市宇腾有色、华信集团等企业已成功应用,综合效益显著。
      笔者根据目前此法在我市几家铅冶炼企业所应用的基本情况,就该法氧气底吹熔炼炉的开炉环节,畅所欲言:
      一、 开炉前所要做的准备工作
      开炉前的首要工作是人员配备,这是氧气底吹熔炼炉开炉的先决条件。开炉及投底铅前应做到人手齐备、确保快速完成投底铅,快速开炉。
      因新砌底吹炉体在长期处于冷态,因此,在底吹炉升温过程要求严格按底吹炉升温工艺要求执行,防止因升温不当而导致炉衬及附属设施热应力损伤,给后续生产带来安全隐患;同时也防止升温不够,使底吹炉进入生产位时各熔池反应难以迅速进行,没有很好的熔池挠动的结果会产生氧枪工作不稳定,从而直接导致加料口大量烟气外溢。因此,主燃烧器工作时间按底吹炉升温曲线执行升温制度,为防止升温不当所造成的底吹炉炉衬损伤,故在开启主燃烧器升温前应使用木柴烤炉,烤炉时间不能低于一天(24小时),木柴烤炉时应保证入炉柴的干燥,在炉膛内的木柴应始终处于燃烧状态,禁止一次性投入大量木柴,人工助燃的烤炉方式进行。
      如何使底吹炉进入生产位时炉体内交互反应迅速进行,不但要有足够的反应温度,还要有充分的反应环境,营造一种反应器内良好的反应环境是保证底吹炉开炉时烟气不外溢的重要条件,开炉时投入底铅是最好的解决办法。因为光凭主燃烧器的升温很难达到使底吹炉内产生足够的液相环境,底铅投入量50吨,铅层高度25—30厘米。
      二、 开炉时所要做的工作
      底吹炉开车前,应启动被料系统,按生产技术科提供的配料单进行配料,制备合格粒料。通过制氧站开始送氧、氮气,提升至氮气压力1、25MPa,氧气压力1、3MPa。主控人员对现场气、水控制阀门组件是否在正常位,各工段现场、机辅材料准备好,通知硫酸工段、余热锅炉及电收尘做好开车准备,待各岗位及相应生产工艺指标达到要求后,底吹炉进入生产位。进入生产位以后,主控室执行底吹炉开炉制度,控制入炉料量及氧料比,防止长时间低氧料比操作在炉内产生生料积压,影响后期炉况顺行,同时也应防止长时间的高氧料比操作而影响底吹炉的沉铅。加料时可采用从小到大渐进的加料方式结合熔池液面高度合理控制加料量及氧料比,加料情况见下表:
      时间间隔 加料量(t/h) 氧料比控制(Nm3氧气量/吨量) 说明
      开炉 0 0
      开炉后1小时左右 15-17 130±5
      开炉后1小时-2小时 17-19 130±5
      开炉后2小时-3小时 19-20 125 注意探测熔池高度
      开炉后3小时-5小时 20-21 130 注意探测熔池高度及渣流动性
      开炉后5小时-出渣 按熔池高度控制加料量 按炉内渣流动情况控制氧料比 要关注探测熔池高度及流动性 
      出渣后 正常加料 正常氧料比 要控制好熔池高度 

      正常生产 正常加料 正常氧料比 可以正常生产操作
      因底吹炉开炉前期加料量上不去,烟气中SO2浓度低,硫酸引风后会对转化器温度形成负冲击,转化器温度过低后(一段不低于420℃,二段不低于485℃,三段不低于450℃)SO2转化率不高,硫酸尾气中SO2含量上升,加剧硫酸尾吸工作难度,不利于环保,硫酸工段减少引风量会直接导致底吹炉内负压过低后,炉内烟气外溢。因此硫酸工段在开炉初期转化器升温时间不低于24小时。
      同时余热锅炉在底吹炉执行升温知道前系统检查所有阀门、管件、仪表、控制器件及余热锅炉生产用材料准备情况,待底吹炉开始升温后,开启循环泵系统,调节循环水流量,同时监控汽包水位,除氧器水位,软水箱备水工作情况,执行余热锅炉作业制度;当接到主控室开炉指令后,进入余热锅炉生产作业制度,同时监控汽包水位、压力、水温;除氧器水位、水温;循环水流量;烟气温度变化并作出具体动作;软水箱备水等工作情况。电收尘在底吹炉升温时,对所属岗位设备、现场、本岗位使用工具检查和准备,开启阴极加热;接底吹炉开炉指令后,开启2#、3#埋刮板,开启各电场,调整电压,要求二次电压不低于4万伏,并监视各电场、设备工作情况同时开启各阴、阳极振打,必要时可以进行人工振打。
在开炉前相关工作人员应准备好堵口用黄泥、钢钎,关注铅口铅液面上涨情况,并做好保温工作,渣口工准备脱模泥浆,在接到主控室指令后,烧开渣口放渣,进入正常放渣岗位制度。待铅口出铅后,进入铅口作业制度。
      为此,氧气底吹熔炼炉的开炉工作就告别了一段落,那么接下来,我们要密切关注:开炉时熔池温度变化;烟气温度变化、渣含铅情况、处理情况时应谨慎操作、进料情况、认真分析锅炉循环水量、汽包水位、给水泵流量、除氧器水位三者对应关系。