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    提高轉爐吹煉氧氣濃度的試驗研究

    時間:2021年08月18日 所屬分類:推薦論文 點擊次數:

    摘要:冰銅吹煉的產能主要是在P-S轉爐中進行的,在P-S轉爐吹煉過程中,用于氧化除雜的富氧空氣的含氧濃度一般控制在21.5%~22%,其中配比工業氧氣流量控制在1000m3/h以內。隨著生產規模的提升,為滿足高效率生產的需要,大冶有色金屬有限責任公司將P-S轉爐吹

      摘要:冰銅吹煉的產能主要是在P-S轉爐中進行的,在P-S轉爐吹煉過程中,用于氧化除雜的富氧空氣的含氧濃度一般控制在21.5%~22%,其中配比工業氧氣流量控制在1000m3/h以內。隨著生產規模的提升,為滿足高效率生產的需要,大冶有色金屬有限責任公司將P-S轉爐吹煉用風的氧氣濃度提高至22%~25%進行試生產,期間對冰銅處理量、冷料處理量、冷銅處理量、冰銅吹煉時間、冷料吹煉時間、冷銅吹煉時間、冰銅吹煉用風量、爐襯消耗等生產工藝指標進行研究,獲得了寶貴的生產經驗,并制定了針對單臺P-S轉爐富氧空氣吹煉的作業制度。

      關鍵詞:有色金屬冶金;氧氣濃度;吹煉;轉爐

    有色金屬

      大冶有色金屬有限責任公司冶煉工藝由奧斯麥特爐、轉爐及陽極爐組成的火法煉銅工序和電解陰極銅組成的濕法煉銅工序組成。轉爐車間現有5臺120T轉爐,負責將冰銅吹煉為礦產粗銅(含銅98.5%~99.5%)[1]。120T轉爐規格為L11.7×Φ4m,每臺爐子54根風眼。轉爐采用富氧吹煉技術,工業氧氣(濃度99.99%)在高壓風管內與一定比例的高壓風(壓縮空氣:氧氣濃度21%)[2]混合稀釋為一定的氧氣濃度的富氧空氣[3],稀釋后富氧空氣的氧氣濃度即為轉爐正常生產時的氧濃。2019年之前該公司轉爐氧濃控制在21.5%~22%,工業氧氣流量(以下簡稱氧量)控制在500~1000m3/h。

      1試驗背景

      該公司2019全年礦產粗銅目標增長為32.7萬t,原工藝條件下,最高22%的氧濃會限制轉爐產能提高,吹煉過程反應受限,反應速率較低。為滿足轉爐產能,決定進行轉爐高富氧的吹煉研究,并在1#轉爐進行了試驗,收到了較好的效果。

      2試驗方法

      2.1氧量預測吹煉S期開始至篩爐30min之前,氧量約是1500m3/h[4],篩爐30min之前至出銅30min之前,氧量約是1150m3/h,出銅前30min以內,氧量約是500m3/h。

      2.2物料組織由于試驗過程氧化反應加劇,為把溫度控制在1150~1260℃[5],石英熔劑、冷料的加入需及時、充足。實際吹煉過程按照單爐180~200t冰銅(品位54%~57%),30~45t包冷料,45~90t冷銅組織生產。

      3研究過程

      1#轉爐于8月11日-8月15日(16爐次-23爐次)進行提高氧濃試驗,試驗期間對1#轉爐吹煉時間、冰銅及冷銅冷料處理量[6]、用風量、每爐次爐襯損耗等生產工藝指標進行了研究,具體情況如下。

      3.1氧濃控制

      吹煉S期開始至篩爐30min之前控制23.9%~24.4%氧濃,氧量約是1350~1600m3/h,篩爐30min之前至出銅30min之前控制22.8%~23.6%氧濃,氧量約是800~1300m3/h,出銅前30min以內控制22%氧濃[7],氧量約是500m3/h。

      3.2生產工藝指標

      提氧濃試驗期間,對1#轉爐生產工藝指標進行了統計,并與試驗前1#轉爐指標對比。針對1#轉爐單包冰銅(重量約21t)吹煉時間和吹煉用風量,將試驗期間數據與試驗前正常生產期間的數據進行了對比?梢钥闯,提氧濃試驗期間1#轉爐處理量及工藝指標提升明顯,每爐次冰銅處理量提高8%;每爐次冷料處理量提高8.3%;每爐次冷銅處理量提高8.3%;單包冰銅吹煉時間降低5.4%;單包冷料處理時間降低1.4%;單包冷銅處理時間降低13%;單包冰銅吹煉用風量降低5.2%。另外,提氧濃吹煉爐溫上升快,爐子熱強度高[8],對轉爐爐襯消耗量和爐壽命會有影響,每爐次風眼區爐襯消耗量由試驗前的2.43mm提高為5.3mm,降低富氧吹煉對爐襯的影響有待探索。

      金屬論文范例: 航空金屬固體滲碳熱處理缺陷分析及預防

      3.3作業制度完善

      該公司制定了單臺轉爐22%~25%氧濃作業制度。1.S期:吹煉0~70min,按照25%氧濃、1800m3/h氧量配氧;吹煉70~180min,按照24%氧濃、1300~1400m3/h氧量配氧。2.B期:吹煉180~270min,按照24%氧濃、1300~1400m3/h氧量配氧;吹煉270~290min,按照22%氧濃、500m3/h氧量配氧;吹煉290~300min,停止配氧。

      4結論

      通過將氧濃從21.5%~22%提高至22%~25%,轉爐吹煉反應速率相比有了明顯提升,生產效率提高,對于公司完成提高產能、達產達標的生產任務起到了很大作用。

      參考文獻:

      [1]華一新.有色冶金概論[M].北京:冶金工業出版社,2014.

      [2]唐尊球.銅PS轉爐與閃速吹煉技術比較[J].有色金屬(冶煉部分),2003,(1):9-12.

      [3]彭容秋.銅冶金[M].長沙:中南大學出版社,2005.

      [4]張晉.轉爐富氧吹煉的自動控制[J].世界儀表與自動化,2005,(12):27-29.

      [5]李林山,姚能貴,金澤志,等.溫度控制對大型轉爐銅锍吹煉的影響[J].銅業工程,2020,(1):91-94.

      [6]李嘉柱.對銅冶煉轉爐作業物料平衡的認識[J].世界有色金屬,1998,(2):35-38.

      作者:陳展展1,2,程亞武1,2,徐琦1,2

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