铅锌密闭鼓风炉加料装置的改造实践.pdf

2 0 0 5年1 2月第6期2 0 0 5年1 2月第6期 作者简介 陈悦忠 1 9 6 4 男 广东省兴宁市人 本科 工程师 在韶关冶炼厂设备工程部从事设备技术管理工作 收稿日期 2 0 0 5 0 4 0 2 铅锌密闭鼓风炉加料装置的改造实践 陈悦忠 韶关冶炼厂 广东 韶关5 1 2 0 2 4 摘要 分析了鼓风炉加料装置的工况条件及存在的问题 对加料装置的下部漏斗及结合面等进行改 造 延长了其使用寿命 关键词 铅锌密闭鼓风炉 加料装置 下部漏斗 冷却方式 中图分类号 T F 8 0 6 2 1 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 2 6 1 0 3 2 0 0 5 0 6 0 0 5 1 0 3 1概述 铅锌密闭鼓风炉熔炼时鼓风炉的加料装置是 关键设备之一 由于其工作环境温度高 1 0 8 0 左 右 工况条件复杂 烟尘多 因此极易磨损 加料装 置密封性能的好坏 使用周期的长短 直接关系到 企业的环境状况 生产成本及工人的劳动强度等 韶关冶炼厂在生产中曾经多次因加料装置出现故 障而非计划性休风 对正常生产造成影响 从1 9 9 8 2 0 0 4年的维修记录可知 加料装置的主要问题是设 备热磨损 变形和腐蚀引起料钟和下部漏斗结合面 密封不好 出现窜火 冒烟 造成设备受损 环境污 染 因此 改进加料装置 提高其密封性能是解决问 题的关键 2鼓风炉加料装置的工况条件及运行 2 1工况条件 加料装置位于鼓风炉的最上部 其下部漏斗及 底钟直接与鼓风炉内的高温烟尘接触 最高温度可 达1 2 8 0 鼓风炉内产生的大量烟气 主要成分为 C O2 0 2 5 C O28 1 2 N2约6 0 Z n蒸 气 6 8 A s S O2 P b等蒸气微量 在高温环境下 具有 极强的氧化性和腐蚀性 更主要的是底钟开启的瞬 间 炉中的Z n蒸气在高温条件下与加料装置内的 冷空气接触 发生氧化反应 2 Z n O2 2 Z n Q 该反应 释放大量的热 使下部漏斗及底钟接触面温度上升 氧化 形成一层脆弱的金属氧化物 而且物料下落 时直接冲刷密封面 加剧了密封面的磨损 2 2运行 鼓风炉加料装置的结构如图1所示 当加料吊车的料罐下放到上部漏斗卸料时 上 部漏斗的顶钟汽缸动作 顶钟开启 这时底钟是关 闭的 物料下落到加料装置内 料罐内的物料卸完 料罐上升后 顶钟汽缸动作 顶钟关闭 约3 s后 底 钟汽缸动作 底钟开启 物料下落到鼓风炉内 物料 全部下落后 底钟汽缸动作 底钟关闭 等待下一批 物料 3存在的问题及改造实践 3 1存在的问题 从鼓风炉加料装置的工况条件可以看出 炉内 的高温强氧化条件 使得顶钟 底钟及上下部漏斗 特别是下部漏斗和底钟的磨损十分严重 生产实践 表明 当下部漏斗和底钟的密封面间隙达5 8 m m 时 其密封性变差 生产过程中有大量的烟气外泄 铅锌密闭鼓风炉加料装置的改造实践 陈悦忠5 1 中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金中 国 有 色 冶 金 对于这种情况 只能在休风清扫时更换加料装置 当 间隙扩大到8 m m以上时 加料或正常生产时甚至 有火窜出 这时必须紧急休风更换加料装置 3 2改造实践 以上分析可知 加料装置的一系列问题是底钟 和下部漏斗磨损 热变形 腐蚀等原因引起的 因 此 改造应集中在底部漏斗和底钟部分 3 2 1底钟 对于底钟从改变材质入手 韶冶曾在底钟上采用过 多种材料 如Z G C r 2 2 N i 4 N Z G C r 2 2 N i 7 N Z G C r 3 1 N i 1 1 N 并一度将钟的厚度由3 8 m m增加到6 0 m m 还在底 钟下面浇铸耐高温混凝土 但是结果均不理想 平均 使用寿命在5 5 d左右 另外 从其他方面了解的情 况看 虽然采用高温合金可以延长使用寿命 但高 温合金的造价比较昂贵 成本太高 通过总结经验 和摸索 最终选用耐高温 耐腐蚀 耐磨 成本比原 材质约低8 的G W 1 0合金钢 并在铸造过程中加 强控制 2 0 0 3年9月改造后的底钟开始投入使用 到大修停炉拆卸 共计1 2 7 d 底钟除有少许变形 外 表面完好无损 说明这种材质的抗磨 抗腐蚀能 力强 之后又加工了两个底钟 使用寿命都在5个 月以上 而底钟的费用仅增加1 0 左右 3 2 2下部漏斗 对于底部漏斗主要在结构上进行改进 改进前 底部漏斗采用周边风管相对冷却 但由于周边风管 分布的局限性 而且周边风管的温度也很高 达 9 5 0 左右 这种冷却的效果不明显 改造前下部 漏斗结构示意图如图2所示 改进后的下部漏斗结构如图3所示 改进是在 下部漏斗和底钟的密封面外围增加1个焊接冷却 水套 同时将密封面的宽度由原来的6 0 m m增加到 1 0 0 m m 目的在于 一冷却效果不受下部漏斗嘴外 围结渣的影响 二采用常温水冷却 冷却效果好 三 结合面的宽度增加后 下部漏斗与底钟结合更紧密 从改进后的使用情况看 下部漏斗的寿命延长 至1 2 0 d 平均寿命比改进前提高了4 0 d左右 但又 出现一些新问题 一是水套使用没多久 焊接处就 渗水 由于影响炉况冷却水被关停 在使用后期水 套失去作用 二是由于关停冷却水源 焊接水套被 烧废 无法补焊重复使用 为了解决该问题 将下部 漏斗与水套整体浇铸 同时考虑到通水冷却对鼓风 炉工艺产生影响及存在安全隐患 又把水冷却改为 气体冷却 在原来的整体水套斜面钻孔 加工出2 0 个 8 1 0 m m的出气孔 均布在水套面上 变水冷为 压缩风冷 改进后 消除了水冷对鼓风炉况带来的 隐患 同时压缩空气既冷却了加料装置下部漏斗和 底钟 又减少了下部漏斗与底钟结合部的氧化物结 垢 此外 压缩空气同时起到气封的作用 增加了下 部漏斗与底钟的密封性 一定程度上阻止了炉内烟 尘外冒 2 0 0 3年7月改进后的下部漏斗在二系统熔 炼分厂采用 使用寿命达1 8 0 d以上 是改进前的4 倍 3 3改造效果 通过以上改造 不仅确保鼓风炉安全顺利生 产 同时降低了生产成本 改善了岗位工作环境 减 轻了劳动强度 改进前两个系统底钟年消耗2 5个 下部漏斗年消耗1 2个 整套加料装置年消耗备件 量价值约3 5 0万元 改进后两个系统底钟年消耗6 8个 下部漏斗年消耗4个 整套加料装置备件年消 耗量价值约1 6 0万元 下降了1 9 0万元 同时减少 了停炉维修时间 大大提高了设备作业率 从而提 高生产率 改进前2 0 0 0 2 0 0 4年因加料装置问题引 起的非计划性休风每年发生1 2 1 5次 改进后 2 0 0 4 2 0 0 5年基本上减少了三分之二 底钟和下部 漏斗损坏引起冒烟和窜火的现象基本上得到解决 环境状况得到极大改善 4结束语 通过对加料装置的底钟 底部漏斗及结合面进 设备及自动化5 2 2 0 0 5年1 2月第6期2 0 0 5年1 2月第6期 行改造 因加料装置引起的非计划性休风大大减 少 加料装置备件损耗费用大大降低 底钟和下部 漏斗损坏引起的冒烟和窜火现象基本上得到解决 环境状况得到极大改善 下一步设想对底钟 下部漏斗结构做进一步的 改进 底钟采用双倾斜斜角结构 减少炉料对接触 面的磨损并可增加底钟对下部漏斗的压紧力 使钟 与斗结合得更好 底钟和下部漏斗 在接触区采用 球面大钟与锥形漏斗 两者呈球面接触 增大接触单 位压力有利于密封 以上设想底钟和下部漏斗的结 构变化较大 为了不影响正常生产 还需作深入的 论证 Mo d i f i c a t i o no f f e e d e r o f i mp e r i a l s me l t i n gf u r n a c e C H E NY u e z h o n g A b s t r a c t A f t e r a n a l y s i s o f o p e r a t i n g c o n d i t i o n s a n dp r o b l e m s i nt h e f e e d e r o f i m p e r i a l s m e l t i n g f u r n a c e t h e l o w e r h o p p e r a n df a y i n g f a c e o f t h e f e e d e r h a s b e e nm o d i f i e d t h u s e x t e n d i n g i t s s e r v i c e l i f e K e yw o r d s i m p e r i a l s m e l t i n g f u r n a c e f e e d e r l o w e r h o p p e r c o o l i n g m e t h o d 表1连续吹炼炉技术经济指标 序号项目单位指标备注 1送风时率 1 0 0 2铜的直收率 9 0 3炉寿命d9 55 6 0 0 t 炉期 4镁砖消耗k g t7 2 5床能率t m 2 d 9 1 0 6渣含铜 2 4 7粗铜品位 9 8 8粗铜重油单耗k g t8 2 上接第4 1 页 3 2个 风口内径 3 0 m m 风口倾角2 0 风口中心距 3 5 0 m m 4 2吹炼产物 1 粗铜 冰铜经吹炼以后 得到粗铜 成分如 下 C u 9 8 9 9 F e 0 1 0 5 S 0 6 0 8 N i 0 3 0 5 P b 0 2 0 4 A s A u A g S e等微量 2 炉渣 炉渣主要由铁和硅组成 其主要成 分如下 F e 4 3 4 8 S i O22 2 2 6 C u 2 4 3 烟气 烟气中的S O 2浓度比较高 而且烟气 量比较稳定 这对制酸极为有利 也是冰铜连续吹 炼的一个突出优点 造渣期S O 2浓度6 8 造铜 期S O 2浓度9 1 3 4 烟尘 连续吹炼炉烟尘量较少 其主要成 分是石英粉 冰铜 炉渣 金属铜细粒以及铅 锌 砷 锑的氧化物 4 3技术经济指标 连续吹炼炉的技术经济指标见表1 5结束语 1 5 5 m 2连续吹炼炉经过 8个月的运行 生产正 常 操作稳定 粗铜产量增加2 0 t d左右 各种消耗 大幅下降 改造取得圆满成功 并创造了同类炉型 全国最大的纪录 连续吹炼炉由于风口操作和使用制度的限制 未实现机械化捅风口 全部由人工操作 劳动强度 较大 下一步改造的方向是实现机械化捅风口 减 轻工人劳动强度 提高生产效率 P r o d u c t i o np r a c t i c e o f 1 5 5 m 2c o n t i n u o u s c o n v e r t i n gf u r n a c e Z H A N GH o n g c h a n g A b s t r a c t T h i s p a p e r d e s c r i b e t h e s t r u c t u r e o p e r a t i n g c o n d i t i o n s m o d i f i c a t i o n p r o c e s s a n d m a i n i n d e x e s o f 1