奥斯麦特炉
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有色冶炼行业冶炼炉型及其需要使用的耐火材料介绍一鼓风炉鼓风炉广泛应用于铜、铅、铅锌、锑等金属的粗炼过程。
鼓风炉由炉顶、炉身、本床(也称咽喉口)、炉缸、风口装置等组成。
冶炼炉料(精矿、烧结矿等)、焦炭、熔剂、反料等固体物料,从炉顶加入,炉身下部侧面风口装置中鼓入的高压空气,在向上走的过程中,与向下的物料进行熔化、氧化、还原等反应,完成冶炼过程,液态金属、锍、炉渣从炉子下部的咽喉口或炉缸排出,烟气、烟尘、气态金属或金属氧化物从炉顶烟气出口排出。
目前多为密闭炉顶,炉身为全水套,耐火材料只在咽喉口和炉缸使用,因其炉渣属碱性炉渣,故咽喉口部分主要用镁砖、镁铬砖、铝铬砖;炉缸侧壁和炉底上部用镁砖、镁铬砖、铝铬砖;炉底砌成反拱形。
二反射炉反射炉有熔炼反射炉和精炼反射炉,其结构形式基本相同只是精炼反射炉规格较小。
为长方形炉体,生产是连续的,反射炉炉头操作温度一般为1400~1500℃,出炉烟气温度一般为1150~1200℃。
炉底由下而上依次为石棉板、保温砖层、粘土砖层、镁铝砖或镁砖层。
炉墙多采用镁铝砖或镁砖,有些重要部位为了延长使用寿命均采用镁铬砖砌筑,外墙一般采用粘土砖。
炉顶采用吊挂式炉顶,小型反射炉炉顶采用砖拱,拱顶材质为镁铝砖。
我国炼铅(铜)工厂大多采用传统的烧结—鼓风炉熔炼流程,由于它存在着以下缺陷:a、烧结过程中硫燃烧很不充分,返回料比率高;b、鼓风炉炉料中铅(铜)含量低;c、大量烟气污染环境。
因而人们一直在努力探索炼铅新工艺,其目的不外乎两个方面:1、利用反应热进行熔炼;2、用一步法工艺代替原来的多步法。
国外已成功地研究出艾萨炉(奥斯麦特炉)、卡尔多炉、QSL法、基夫赛特法、悉罗法、富氧炼铅炉等新型炼铅炉和新工艺。
三艾萨炉(奥斯麦特炉)艾萨炉炉体为简单的竖式圆筒形,其技术核心是采用了浸没式顶吹燃烧喷枪,在多年小规模试验研究基础上,芒特&8226;艾萨冶炼厂于1983年建成了一个处理量为5T/H的炼铅艾萨炉。
云锡澳斯麦特炼锡系统烟气处理生产实践介绍云南锡业股份有限公司冶炼分公司宋兴诚、黄书泽温州市双屿防腐设备制造公司王家骐、胡湘诚[摘要]简要介绍了云锡集团引进先进的澳斯麦特炉取代原有反射炉、电炉等锡精矿还原炉,重点描述与之配套的烟气处理系统以及生产实践。
[关键词]澳斯麦特炉烟气处理湍冲洗涤技术生产实践。
一、概况云锡公司是世界第二家、中国第一家采用 Ausmelt 熔炼炉进行锡精矿熔炼的企业。
主体工程从2000年11月破土动工,经过16个月的紧张施工建设,至2002年3月,工程进入全面联动试车阶段;从2002年5 月转入试生产阶段。
澳斯麦特炉炼锡系统由炼前处理、配料、澳斯麦特炉、余热发电、收尘系统、烟气处理系统、冷却水循环、粉煤供应和供风系统等8个部分组成。
其主体部分由澳大利亚Ausmelt公司设计,配套设计单位为北京有色冶金设计研究总院,烟气处理系统设备由温州市双屿防腐设备制造公司制作。
云锡公司根据工程的进展情况,特设立了Ausmelt工程建设指挥部,经过调查研究,分析论证,制造单位样板工程现场考察等一系列决策过程,决定采用先进的具有除尘脱硫效率等,适应烟气波动能力强,允许洗涤液含固量高,装置操作简单等特点高效湍冲洗涤系统来处理澳斯麦特炉炼锡系统的烟气。
二、工艺流程的选择澳斯麦特炉在熔炼过程中氧化,还原气氛的控制极为重要,它直接影响到烟尘量的多少,就目前世界范围内采用该技术炼锡的两个工厂的实践证明烟尘量大,烟气波动范围大,是该技术推广应用应解决的技术难题,国内尚无先例可鉴。
烟气处理工艺流程选择原则:a. 技术先进,工艺可靠,对含尘量高,气量波动大,烟气有较强的适应性。
b. 流程简洁,配置紧凑,维修费用少,水资源利用高。
c. 固液分离系统处理量小。
d. 系统阻力要小,减少装置运行费用。
烟气处理系统工艺流程设计为余热锅炉的水平段3200 m2,表面冷却器和3390 m2布袋收尘器组成的收尘工序,由二段高效湍冲洗涤器及相配套的浆液循环沉降,过滤设备组成的烟气SO2洗涤工序和作为湍冲洗涤的SO2洗涤吸收剂的石灰乳制备工序的部分。
艾萨炉和奥斯麦特炉比较艾萨炉和奥斯麦特炉的结构基本上是一样的,由炉壳、炉衬、炉底、炉墙、炉顶、喷枪、喷枪夹持架及升降装置、加料装置、上升烟道以及产品放出口等组成。
(1)炉壳。
炉壳是一个直立的圆筒,由钢板焊接而成,上部钢板厚约25mm,熔池部分钢板厚约40mm,熔池部分还有--个钢结构加强框架。
炉身上部向一边偏出一个角度,以便让开中心喷枪,设置烟气出口。
(2)炉衬。
炉衬全部用直接结合镁铬砖砌筑。
(3)炉底。
炉底可以是平底,向放出口倾斜约2%;也可以是反拱形炉底,同样也要向放出口倾斜约2%。
炉底总厚度约1200mm,一般分为三层。
上面的工作层一般厚460mm,采用带凹槽的异形砖砌筑;工作层下面是一层约300imn厚的镁铬质捣打料层;最下面是优质黏土砖砲层。
黏土砖砲层分为两层,下层是厚为115mm侧砲层,上层是厚为300mm立砲层。
(4)炉墙。
炉墙的工作条件非常恶劣,下部受强烈搅动的熔体侵蚀、冲刷,上部受喷溅熔渣的侵蚀和高温烟气的冲刷;其中,又在液面的波动范围内,即距炉底1000-2000mm的范围内损坏尤其严重。
早期的炉衬寿命比较短,只有0.5a左右,随着操作技术的改进,目前的炉子寿命已超过10a。
新设计的炉子都增加了炉墙的冷却设施,炉墙寿命可达到1.5〜2a。
(5)炉顶。
炉顶的形式可以是倾斜的(如奥斯麦特炉),也可以是水平的(如艾萨炉)。
斜炉顶的烟气流动比较畅通。
在炉盖上要布置喷枪孔、加料孔、烘炉烧嘴孔、烟道孔等,所以结构比较复杂,工作条件恶劣,因此炉盖的结构和寿命一直是一个难以解决的问题。
炉盖的结构之一是采用钢板水套,水套下面焊上锚固件,用镁铬质捣打料捣制耐火衬里;另一种结构是铜水套炉盖,内表面靠生产时自然喷溅黏上的一层结渣保护。
(6)喷枪。
奥斯麦特炉与艾萨炉熔炼工艺的基础是直立式浸没于熔渣池中的一个垂直喷枪,称为赛洛喷枪。
两种炉型的喷枪构造基本相同。
喷枪直立于顶部吹炉的上方,在吹炼过程中用升降、固定装置对其进行升降和更换等作业。
来宾华锡奥斯麦特炉热调试分析与解决方案蒙斌【摘要】总结了来宾华锡奥斯麦特炉热调各项技术参数,并对热调试过程出现的问题做了分析说明,提出相应的解决措施.【期刊名称】《大众科技》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】4页(P47-49,72)【关键词】奥斯麦特炉;热调试;分析;解决【作者】蒙斌【作者单位】来宾华锡冶炼有限公司,广西来宾546115【正文语种】中文【中图分类】TF8奥斯麦特炉采用奥斯麦特技术又称喷枪顶浸沉没喷吹技术[1-2],它是当前有色金属冶炼行业当中开发最为成功的有色金属强化熔炼技术。
来宾华锡奥斯麦特炉是目前中国仅有两座粗锡冶炼炉之一,投产后来宾华锡冶炼有限公司锡冶炼能力将达2万吨,锡回收率提高3.5个百分点,年节约标煤近万吨,且“三废”排放量大幅下降。
这对提高企业经济效益、降低环境影响以及提高职工生活水平、工作幸福感有着重要影响,是来宾华锡冶炼有限公司发展壮大史上的一个重要里程碑。
奥斯麦特炉热调试工作顺利与否决定着奥斯麦特炉能否顺利进行生产,奥斯麦炉热调试对奥斯麦特炉能否真正应用于冶炼实际操作有着举足轻重的作用。
本文主要对来宾华锡冶炼有限公司奥斯麦特炉热调试作归纳总结、并对调试过程发现的问题进行分析探讨,并提出其相应的解决方案。
奥斯麦特炉热调试共进行42天,共进行58批次锡精矿熔炼,处理锡精矿总量3136.7吨,产粗锡1823.43吨,锡产率58%。
从图1、图2,可以看到热调试过程粗锡含锡量基本上稳定在96%至97.5%之间,粗锡含铁量大体上小于1%。
从图2可看到在第25批次熔炼之前粗锡含铁杂质量低于1%,从第25批次至第43批次粗锡含铁量总体大于1%,由于粗锡含铁量过高导致粗锡精炼工段处理粗锡难度加大,这原因可能是投入炉内锡精矿种类发生变化、或者在排粗锡时取金属锡样员取样不规范、或者是分析化验室对过程渣分析测试结果不准引起(因为奥斯麦特炉的运行主要是根据分析化验室对过程渣的分析化验结果进行调节)。
2021年第2期新疆有色金属五鑫铜业延长奥斯麦特炉喷枪使用寿命的生产实践单永得(新疆五鑫铜业有限责任公司阜康831500)摘要奥斯麦特炉富氧顶吹熔池熔炼技术的核心是喷枪,喷枪使用寿命的长短直接影响奥炉的作业率。
为了提高喷枪平均使用寿命,在生产作业过程中围绕喷枪材质、枪位控制、喷枪流量、熔池温度等影响喷枪使用寿命的因素进行探讨实践,通过生产实践,奥炉喷枪平均使用寿命逐步提高。
关键词奥斯麦特炉喷枪使用寿命生产实践五鑫铜业熔炼系统采用现代先进的奥斯麦特炉富氧顶吹熔池熔炼技术。
该技术的核心是喷枪,熔炼需要的空气、氧气、燃料通过喷枪鼓入熔池,在强搅拌作用下与炉内物料发生一系列物理化学反应,完成传热传质过程。
五鑫铜业奥炉配有三杆喷枪,一用两备,作业过程中如遇到喷枪烧损,无法满足生产时需要及时提枪更换,每次更换喷枪熔炼作业至少中断40分钟,频繁换枪对奥炉全月作业率影响较大。
为了提高奥炉作业率,延长喷枪使用寿命就是途径之一。
针对喷枪使用寿命我们从喷枪结构、材质、枪位控制、流速、熔池温度等方面展开试验,实践证明,综合性技术改进对延长喷枪寿命成效更为显著。
本文通过对奥炉熔池熔炼技术的探讨和分析,提出延长喷枪使用寿命的措施。
1喷枪的基本结构及工作状态1.1喷枪的基本结构五鑫铜业奥炉喷枪总长21.435m ,是一个低碳钢钢管和不锈钢钢管的组合体,从内到外由四层同心圆管组成,依次为喷枪燃料管、内层喷枪管、外层喷枪管、喷枪后燃气管,枪尖处为混合腔,长度约500mm ,在熔池熔炼期间,枪尖长时间浸没在熔池液面以下[2],喷枪结构如图1所示。
1.2喷枪的工作原理喷枪最内层是燃料管,主要作用是向炉内输送粉煤、天然气、重油等燃料,五鑫铜业选择的燃料是粉煤,通过压缩空气输送至喷枪燃料管进入奥炉,对熔池温度的波动进行平衡,以达到所需要的冶炼温度;内层喷枪管输送氧气,满足冶炼过程中所需要的氧量;外层喷枪管输送参与熔池反应并用于搅拌熔池的压缩风,使得枪口喷出的粉煤充分燃烧和熔池内造锍造渣物理化学反应得以顺利进行,同时压缩风对枪壁产生冷却效果,有利于喷枪表面挂渣;喷枪后燃气管也叫喷枪套筒风管,主要作用是输送冷却风,对喷枪外壁起到冷却作用,有利于喷枪挂渣护枪,同时对炉膛上部空间的单质硫和其它在熔池中燃烧不充分的可燃物提供二次燃烧风。
奥斯麦特铜冶炼工艺的主要危险因素与安全防护摘要:由于奥斯麦特铜冶炼工艺复杂,作业场所存在高温金属熔融物和有害烟尘,具有显著的危险性,必须采取相应的安全防护措施。
本文通过对该工艺过程的火灾、爆炸、灼烫和中毒等危险因素的分析,指出了应重点采取防护措施的危险源,并针对安全技术、安全管理等方面提出了防护措施。
认为对其给予落实,就能够进一步促进生产安全。
关键字:奥斯麦特、铜冶炼、危险因素、安全防护中图分类号:p624.8 文献标识码:a 文章编号:奥斯麦特铜冶炼是以奥斯麦特熔炼炉(下简称奥炉)为核心的火法炼铜工艺,奥炉生产采用顶吹喷枪熔池技术,富氧空气经金属软管送入喷枪,喷枪从炉顶喷枪孔插入熔池,高速喷入熔体中。
生产中维持熔池所需的热量,由炉料熔炼反应热和喷枪喷入的煤粉燃烧热提供,喷嘴停止工作时,以柴油作为燃料进行保温。
总体工艺流程是以原料铜精矿等为原料,使用奥炉熔炼、转炉吹炼、固定式阳极炉火法精炼生产阳极铜;采用常规较大极板电解法生产阴极铜;铜熔炼和吹炼产生的含so2烟气经余热锅炉、电收尘器收尘混合后进烟气制酸系统。
一、冶炼过程中的主要危险、有害因素1、火灾、爆炸(1)奥炉熔炼过程中的爆炸奥炉采用炉壁喷淋水强制冷却方式,在炉壁各个部分形成均匀的水膜,分别在炉体圆柱部分、锥体部分和平炉盖设置相应的喷水管,在出渣口和出铜口采用水套强化冷却。
各路回水最终沿炉壁流下,经汇水槽汇入低位积水器,在自流到循环水泵房的热水池,最后回水冷池循环使用。
水质不良、水泵失效、冷却水管道堵塞或破裂、水池缺水,可造成冷却水系统供给不足,从而造成炉体温度升高;炉体漏水、水温检测失灵、水压过低等也可造成炉体温度持续升高。
如果高温金属熔融将炉体烧穿,将导致高温金属物与冷却水接触,并造成冷却水迅速汽化、膨胀,从而造成金属熔融物爆炸。
炉衬破损也可造成循环水与高温金属熔融物接触并造成爆炸。
另外,如果排放口和溜槽内潮湿有水,高温熔体接触低温水份,存在爆炸的危险,使用潮湿的工具与高温金属熔融物接触易造成熔融物喷溅。
奥斯麦特炉砌筑方案一、工程概况。
咱这个奥斯麦特炉啊,就像是一个超级复杂又超级重要的大容器。
它在整个生产流程里那可是核心角色,所以它的砌筑工作必须得做得特别精细,就像搭建一个超级精密的乐高城堡一样。
二、施工前的准备。
1. 材料准备。
耐火材料。
先得把那些耐火砖啊、耐火泥之类的材料好好检查一遍。
这些耐火材料就像是奥斯麦特炉的铠甲,得确保它们质量过硬。
不能有裂缝或者损坏的,要是有问题的材料混进去了,那可就像是在士兵的铠甲上留了个洞,到时候在高温战斗(生产过程)中可就麻烦了。
根据设计要求,把不同类型的耐火材料按照数量都准备好,可不能到时候砌着砌着发现材料不够了,那就像做饭做到一半发现没米了,多尴尬啊。
施工工具。
各种工具也不能少,像砌砖用的小铲子、测量用的水平仪、垂直仪之类的。
这些工具就像是厨师做菜的锅铲和调料勺,缺了哪个都不行。
而且工具得提前调试好,就像给赛车做赛前检查一样,确保它们在施工的时候能精准工作。
2. 人员准备。
找一群技术熟练的工人那是必须的。
这些工人就像是一群技艺高超的工匠,每个人都得清楚奥斯麦特炉的砌筑要求和技巧。
在施工前得给他们开个小会,把施工的要点、注意事项都讲清楚,就像教练给运动员讲解比赛规则一样。
三、砌筑工艺流程。
1. 基础检查与放线。
首先得仔仔细细地检查奥斯麦特炉的基础,看看有没有不平或者缺陷的地方。
这就好比盖房子之前检查地基一样,地基不牢,房子可就不稳了。
然后根据设计图纸进行放线,这放线可重要了,就像是给整个砌筑工作画了个精确的蓝图,工人就按照这个线来砌砖,要是线放歪了,那砌出来的炉体可就成歪脖子了。
2. 耐火砖砌筑。
从炉底开始砌起,这炉底就像是房子的地面,得稳稳当当的。
耐火砖要一块一块地按照预定的排列方式砌好,砖与砖之间的缝隙要用耐火泥填得严严实实的,就像给它们之间抹上了强力胶水一样。
在砌墙的时候,要注意保持垂直,这个时候垂直仪就派上用场了。
工人得像搭积木一样小心翼翼,而且每砌几层就得用水平仪检查一下平整度,要是砌歪了或者不平,那炉体的结构强度可就大打折扣了。
奥斯麦特炉吹炼课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生了解奥斯麦特炉的基本结构、工作原理及其在冶炼工业中的应用;2. 掌握奥斯麦特炉吹炼过程中涉及的化学反应,了解吹炼过程中的物理变化;3. 掌握影响奥斯麦特炉吹炼效果的主要因素。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际冶炼过程中问题的能力;2. 提高学生通过实验观察、数据分析等方法,研究奥斯麦特炉吹炼过程的能力;3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对冶炼工艺、金属加工等领域的兴趣,培养其探究精神;2. 培养学生关注环保、资源利用等社会问题,树立绿色发展的观念;3. 增强学生对我国冶炼工业的自豪感,培养其爱国主义情怀。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识和实际操作,使学生更好地理解和掌握奥斯麦特炉吹炼技术。
学生特点:学生为八年级学生,具备一定的物理、化学基础知识,对实践操作充满好奇,但可能对冶炼工艺了解较少。
教学要求:结合学生特点,采用理论讲解、实验演示、小组讨论等多种教学方法,使学生在掌握知识的同时,提高实践操作能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 奥斯麦特炉基本结构及工作原理- 炉体结构及各部分功能- 冶炼过程中气体流动及热量传递- 冶炼过程中金属提取的基本原理2. 奥斯麦特炉吹炼化学反应- 冶炼过程中金属氧化还原反应- 吹炼过程中气体与金属熔体反应- 影响化学反应速率的因素3. 奥斯麦特炉吹炼操作及影响因素- 操作流程及注意事项- 冶炼温度、时间、气体流量等参数对吹炼效果的影响- 常见问题及解决方法4. 实践操作与实验分析- 实验设备、材料及步骤- 实验现象观察与数据分析- 小组讨论与总结教学内容安排与进度:第一课时:奥斯麦特炉基本结构及工作原理第二课时:奥斯麦特炉吹炼化学反应第三课时:奥斯麦特炉吹炼操作及影响因素第四课时:实践操作与实验分析教材章节及内容列举:第一章:金属冶炼概述- 第三节:奥斯麦特炉冶炼技术本教学内容紧密结合课程目标,按照由浅入深、理论与实践相结合的原则,确保学生能够系统掌握奥斯麦特炉吹炼相关知识。
提高澳斯麦特炉铜冶炼内部作业率的生产实践提高澳斯麦特炉铜冶炼内部作业率的生产实践随着工业化进程的不断加快,铜作为一种重要的金属材料,其需求量越来越大。
澳斯麦特炉是一种重要的铜冶炼设备,其生产效率对于整个铜行业的发展具有重要的意义。
本文将围绕澳斯麦特炉铜冶炼内部作业率提高的生产实践进行讨论。
第一步:优化炉料质量炉料质量是澳斯麦特炉内部作业率的关键因素。
要提高内部作业率,必须要从炉料质量入手。
首先,要优化原料的选择,选择品质好的原料,比如高纯度石英等。
其次,要对原料进行精细处理,将原料中的杂质和有害元素去除干净,以免对炉内反应造成影响。
第二步:优化炉内气氛炉内气氛是影响澳斯麦特炉内部作业率的另一个重要因素。
在炉内加入适量的氧气可以促进内部反应的进行,但是过量的氧气会加剧矿物的氧化程度,降低铜的回收率。
因此,在加氧气的同时还要注意控制好氧气的加入量,保证炉内气氛的适度。
第三步:控制反应速率澳斯麦特炉的反应速率对于整个冶炼过程的效率有着决定性的影响。
在实践中,要通过控制反应速率的方式来提高内部作业率。
具体操作中,可以通过调整加热温度和控制气氛中的CO浓度等方式来实现反应速率的控制。
第四步:提高能效利用率能效利用率是澳斯麦特炉内部作业率提高的又一个关键因素。
在生产实践中,可以通过优化燃料选择、减少热能损失等方式来提高能效利用率,从而提高内部作业率。
综上所述,要想提高澳斯麦特炉铜冶炼内部作业率,必须要从多个方面入手,包括优化炉料质量、优化炉内气氛、控制反应速率和提高能效利用率等。
只有从这些方面共同入手,才能够提高澳斯麦特炉的内部作业率,从而提高铜冶炼的效率。
澳斯麦特炉炼锡工艺与生产实践宋兴诚黄书泽(云南锡业集团有限责任公司,云南个旧661000)[摘要】简要描述了云锡集团引进澳斯麦特炉取代原有的反射炉、电炉等锡精矿还原熔炼炉的工艺过程和对配套的工序进行全面的技术改造后形成的新的炼锡系统,以及试生产的实践。
[关键词】澳斯麦特技术;锡冶炼;工艺;试生产 [中图分类号】TF814 [文献标识码】B [文章编号】 1002—8943(2003)02—0015—071、前言澳大利亚澳斯麦特技术(Ausmelt Technology)也被称为顶吹沉没喷枪熔炼技术(top submergedlance technology),它是由澳大利亚澳斯麦特公司在赛罗熔炼技术(Sirosmelt Technology)基础上开发成功的有色金属强化熔炼技术。
1999年通过反复论证,云锡公司决定引进澳斯麦特技术,用一座澳斯麦特炉取代所有的锡精矿还原熔炼反射炉和电炉。
并对锡精矿还原熔炼车间及其配套工序和设施进行全面改造,使云锡公司的整体锡冶炼技术达到世界领先水平。
工程于20o0年11月1日破土动工,2002年4月11日点火烘炉,4月18日炼出第一炉锡, 5月14日完成引进合同规定的对澳方的72 h验收指标考核,正式验收。
5月20日澳方人员撤离现场,转入试生产阶段。
在试生产过程中,利用云锡长期积累的丰富经验,除很快掌握了基本操作外,还对澳方提供的炉渣渣型、喷枪风煤比、二次燃烧(套筒)风等工艺条件进行了调整和改进的探索,取得显著成效,多项指标超过了澳方人员指导热调试阶段的水平,各项技术指标全面达到或超过设计指标。
因炉衬损坏,9月3日停炉整改至此第一炉期结束,期间连续运行了303周期(炉),共处理锡物料24 731.159 t,产出粗锡9 139.52 t,炉床能力达到14.62 t /(m ·d),粗锡品位在90%以上;共发电715.68万kW·h,日发电量已达90 000 kW·h,基本满足澳斯麦特系统用电需要;熔剂率接近零,充分体现了澳斯麦特炉炼锡系统优质、高效、节能、低消耗的特点。
但同时也暴露出诸如因烟尘量过大致使锡直收率低,收尘系统不适应等问题。
停炉后除更换渣线附近的耐火砖外,同时针对发现的问题进行了全面整改。
本文对云锡澳斯麦特炉炼锡工艺以及在第一炉期内的试生产的实际情况作一简要的描述。
2 澳斯麦特炉炼锡系统的组成澳斯麦特炉炼锡系统由炼前处理、配料、澳斯麦特炉、余热发电、收尘与烟气治理、冷却水循环、粉煤供应和供风系统等8个部分组成(见图1)。
2.1 澳斯麦特炼锡炉澳斯麦特炉是一个高8.6 m、外径5.2 m、内径4.4 m的钢壳圆柱体,上接呈收缩的锥体部分。
圆锥体通过过渡段与余热锅炉的垂直上升烟道连接,炉子总高约12 m,炉子内壁全部衬砌优质铬镁砖。
炉顶为倾斜的平板钢壳,内衬带钢纤维的高铝质浇注料,其上分别开有喷枪口、进料口、备用烧咀口和取样观察口。
在炉子底部则分别开有相互成90゜角的锡排放口和渣排放口,渣口比锡口高出200mm。
熔炼过程中,经润湿混捏的物料从炉顶进料口加入熔池,燃料(粉煤)和燃烧空气以及为燃烧过剩的含CO、C和SnO、SnS等的二次燃烧风均通过插入熔池的喷枪喷入。
当更换喷枪或因其它事故需要提起喷枪时,则从备用烧咀口插入。
备用烧咀以柴油为燃料。
喷枪是澳斯麦特技术的核心,它由特殊设计的三层同心套管组成,中心是粉煤通道,中间是燃烧空气,最外层是套筒风。
喷枪被固定在可上下运行的喷枪架上,工作时随炉况的变化由DCS系统或手动控制上下移动。
澳斯麦特炉炼锡分三个阶段周期性进行:(1)熔炼阶段。
锡精矿还原熔炼温度1 150℃左右,连续6 h不间断加入物料,最终熔池深度1.2 m,炉渣含锡约15%。
其间放粗锡三次,粗锡放入炉前锡锅,经适当冷却捞出浮渣后泵入锡罐车,送精练车间处理。
放完第三次粗锡后,进入渣还原阶段。
(2)渣还原阶段。
加入还原煤,对炉渣进行深度还原,使炉渣含锡由15%降到5%左右。
这时熔池温度上升到1 250℃,持续时间约1 h。
(3)排渣阶段。
还原阶段结束后,停止加入一切物料,提起喷枪,开渣口排出炉渣,用渣包运送烟化炉处理,直到渣池深度下降到350 innl左右为止;渣还原阶段生成的高铁锡合金则留在炉内参与下阶段反应。
上述过程全部DCS系统自动控制。
包括各种物料的配比、喷枪的风煤比及鼓风量、燃烧空气过剩系数、喷枪进入炉内程序、喷枪高度、炉内温度和负压等参数的检测,控制,记录以及备用烧咀的升降等,也包括对余热锅炉的状况(蒸气量、蒸气温度、蒸气压力等),烟气处理系统各工序的进出口温度和压力等监测。
整个熔炼过程基本实现自动控制。
2.2 炼前处理系统个旧地区相当一部分锡精矿中含有大量的As、S和Fe(具体成分见表1),如将这部分精矿直接进行熔炼,会产生大量的浮渣(如硬头、离析渣、锅渣、炭渣和铝渣等)和烟尘,使粗锡质量下降和大量的锡在流程中反复循环。
这不但降低了熔炼炉的实际处理能力,积压资金,更致命的是返回品的多次反复产出及处理增加了加工成本,严重影响整体经济效益表1 锡精矿主要组成质量分数%Sn Pb Fe As S Zn精矿1 41.84 2.44 16.69 0.99 2.04 0.30精矿2 58.54 2.52 8.47 1.05 1.27 0.15精矿3 36.99 1.26 14.55 3.35 4.30 --锡精矿炼前处理系统包括沸腾焙烧工序和磁选工序。
锡精矿通过沸腾焙烧使焙砂中As和S的质量分数均低于0.8%。
经过焙烧的精矿中,大部分Fe由FezO,转化为有磁性的Fe304,因此采用弱磁机通过一段干式磁选就可以把锡精矿含锡由40%左右变为50%,高级精矿回收率可达90%t2J。
2.3 配料系统配料系统由料仓、电子皮带秤、皮带运输机和双螺旋混捏机组成。
分装在7个料仓中的锡精矿、石英、石灰石、还原煤、返回烟尘、焙烧析渣等物料,按控制室的指令经皮带秤计量后,汇人1#皮带送人双螺旋混捏机中加水混捏成团,以防止粉状的精矿、烟尘等物料在加入炉子跌人熔池时被抽人烟道中。
经润湿混捏的物料顺序由2#、3#、4#和5#皮带运输机送到炉顶,从进料口直接加入炉内。
2.4 余热发电系统澳斯麦特炉在熔炼过程中产生大量高温烟气,但锡冶炼过程基本不用蒸气,而本公司有长期利用余热发电的经验,因此采用余热发电方案。
考虑到锡冶炼过程会产生大量烟尘以及发生炉渣喷溅粘结堵塞上升烟道的可能性,因此采用了新型的带有膜式全水冷壁垂直上升烟道、强制循环和新型带弹簧垫锤式振打清灰装置的余热锅炉(图2),每小时产出30 t的2.5 MPa、400℃过热蒸气,供6 000 kW 汽轮机发电机组发电。
澳斯麦特炼锡过程是周期性的,在放渣阶段或更换喷枪时烟气量大幅下降,以至余热锅炉产出的蒸气量甚至不足以推动汽轮机空负荷运行,这将会造成机组的损坏,对汽轮发电机组的运行是不允许的。
为此,配置了一台能力为10 t/h 的燃煤蒸气锅炉,平时可作为中心锅炉站向全厂提供蒸气,而在余热锅炉蒸气不足时,集中供汽轮机发电组发电。
由于余热锅炉蒸气量的频繁变化,给系统的控制带来很大的困难,为此采用DCS对汽机运行时的各参数检测、控制和汽机保护联锁以及设备状态的监测等,并在汽机组上设置了先进的数字式电液调节系统DEH (Digital Electro Hydraulic Control of Turbine),保证系统安全可靠运行。
2.5 烟气处理系统烟气处理系统由3部分组成:①余热锅炉的水平段,3 200 m 的表面冷却器和3 390 m 布袋收尘器组成的收尘工序(图2);②由二级高效湍冲洗涤器及相配套的浆液循环、沉降、过滤等设备组成的SO₂洗涤工序;⑧作为湍冲洗涤器的SO ₂洗涤吸收剂的石灰石乳制备工序。
从澳斯麦特炉排出的高温烟气经余热锅炉降温到300~350℃并在水平段沉降一部分烟尘后,进入表面冷却器。
在表面冷却器中烟尘进一步沉降并使烟气温度降到150~200℃。
此后,再进入布袋收尘器。
在锅炉水平段沉降的烟尘由设在其底部的刮板运输机刮人储灰斗,并定期从储灰斗放出烟尘,用真空输送至制粒。
表面冷却器和布袋收尘器灰斗中的烟尘,也同样定期真空输送到制粒系统,经制粒后的烟尘直接返回配料系统或进行焙烧脱砷处理后再返回配料系统。
通过布袋收尘器除尘后的烟气经二级串联的高效湍冲洗涤器,用石灰石乳淋洗,烟气中的SO:达到排放标准后,经800 kW 引风机排人烟囱。
脱硫过程生成的石膏泥浆泵人沉降槽,底流送板框压滤机过滤,滤液返洗涤器,石膏渣送堆渣场。
石灰石乳制备站日处理100t石灰石,外购一5 mm石灰石粒经二段球磨,石灰石乳粒度100%通过250目(见图3)。
产出的石灰石乳除供澳斯麦特炉炼锡系统烟气洗涤用外,还供烟化炉和炼前处理烟气洗涤脱SO₂使用。
2.6 冷却水循环系统采用炉壁喷淋水强制冷却的方式,以延长炉衬耐火材料寿命。
冷却水经软化处理循环使用。
如图1所示,冷却水从循环水泵房冷水池泵到30 m处的高位冷水箱,自流到澳斯麦特炉。
为保证炉壁各个部分形成均匀的水膜,分别在炉体圆柱部分、锥体部分和平炉盖上设置相应的喷水管,而在出渣口和出锡口则采用铜水套强化冷却。
各路回水最终沿炉壁流下经汇水槽汇入低位集水箱,再自流到循环泵房的热水池,最后回冷水池循环使用。
为保持水的清洁,在循环中部分回水要进行过滤处理。
在循环水泵房中还有一循环系统,负责风机房各类风机冷却水的供给和处理。
2.7 燃煤供应系统澳斯麦特炉用粉煤做燃料。
燃煤供应系统由粉煤制备、粉煤仓、粉煤计量器、螺旋输煤泵和载煤风干燥装置组成。
(见图4)。
由粉煤制备车间气动输送来的粉煤进入顶部粉煤仓,经给料器使粉煤均匀流入环状天平计量器计量后,进入螺旋输煤泵,被载煤压缩空气(载煤风)裹载,通过喷枪喷入熔池。
为防止载煤风中的水份和油雾造成送煤设备和管道的粘结,在输煤泵前设置了一套除水、除油装置。
2.8 供风系统澳斯麦特技术的核心是喷枪,燃煤和燃烧空气通过喷枪喷入熔池,二次燃烧风则通过外层套管在熔池上方鼓入炉内。
由于喷枪插入熔池,并使熔池保持一定程度的搅动状态,要求燃烧风有恒定的大于0.2 MPa的风压,而二次燃烧(套筒)风的压力为80 kPa。
此外,由于在三个熔炼阶段的供风量变化幅度很大(见表2),因此要求鼓风机在保持恒压的前提下有较宽的风量调节余地。
燃烧风量套筒风量熔炼阶段25605 15865渣还原阶段13460 11225放渣阶段4000 3500保温阶段4000 3500心压缩机和一台16650 m3/h、风压90 kPa的单级离心压缩机,分别作为燃烧风、载煤风和套筒风的供风设备。
供风系统还包括3台供备用烧咀雾化风和布袋收尘器反喷吹除灰用压缩空气的4L一20/8型压缩机,一台作仪表动力用风的螺杆压缩机。