闪速炉车间工艺流程图

转炉作业对闪速炉排烟的影响及改进措施

转炉作业对闪速炉排烟的影响及改进措施刘飞【摘要】随着贵溪冶炼厂产能的进一步扩张,闪速炉产出的烟气量及烟气中SO2浓度均大幅增加,由于硫酸车间能力受限,经常造成闪速炉排烟不畅.尤其是当转炉开始送、停风作业时,烟气量瞬间大幅增加或减少,导致硫酸车间工况大幅波动,进而造成闪速炉排烟异常.文章阐述了转炉作业对闪速炉排烟的影响,并就造成影响的原因进行了分析,提出了有效的解决措施.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2012(028)005【总页数】3页(P27-29)【关键词】转炉;SO2风机;送风;停风【作者】刘飞【作者单位】江西铜业集团公司贵溪冶炼厂,江西贵溪335424【正文语种】中文【中图分类】TF806.26贵溪冶炼厂(以下简称贵冶)是我国第一座采用世界先进的闪速熔炼技术的现代化炼铜工厂。

熔炼车间作为贵冶的主生产车间,通过闪速炉熔炼、转炉吹炼、卡尔多炉吹炼、阳极炉精炼把铜精矿及废杂铜、电解残极冶炼成合格的阳极铜,并浇铸成能满足电解工序要求的阳极板。

转炉工序的作用是将闪速炉、贫化电炉产出的冰铜吹炼成粗铜以满足阳极炉精炼的要求。

吹炼过程分两个阶段:第一阶段的任务是使铁氧化造渣,称为造渣期(S期);第二阶段是使上阶段获得的CuS (白冰铜)氧化成粗铜,称为造铜期(B期)。

吹炼产生的高温烟气经废热锅炉回收余热后,进入球型烟道,经沉降室和电收尘器进行收尘处理后,与闪速炉产生的高温烟气一起送硫酸车间制酸。

1.1 作业模式随着贵冶二期、三期的建成,熔炼车间一系统由一期时的3台转炉变成了6台转炉,产量也由原来的7万t扩大到现在的40万t,生产节奏日益紧凑。

转炉工序工艺流程图如图1所示。

为了满足产量任务的需求,转炉吹炼采用了期交互模式,即1#～3#转炉、4#～6#转炉各为一个系列,每个系列的3台炉子中有2台炉子处于热状态,另外1台炉子进行炉修或备用,2台处于热状态的炉子中,只对1台炉子进行送风吹炼。

把造铜期、造渣期均再分成2个期,分别为S1、S2、B1和B2期,在1台炉子的B1和B2期中间安排另1台炉子的S1期。

闪速炉铜锍熔炼车间设计

闪速炉铜锍熔炼车间设计闪速炉铜锍熔炼车间设计(design of flash furnace smelter of copper matte)以硫化铜精矿为原料，配入粉状石英石熔剂，在闪速炉内进行熔炼，产出吹炼用铜锍的铜冶炼厂车间设计。

闪速炉有奥托昆普(Outokumpu)型和国际镍公司(International Nickel Co．简称INCO)型两种。

闪速炉除生产铜锍外，对特殊的原料还可以生产粗铜。

闪速炉铜锍熔炼车间设计内容主要为：工艺流程选择、设备结构设计、车间配置和主要技术经济指标。

简史 1949年芬兰奥托昆普公司在哈里亚瓦尔塔(Harjavalta)厂建成世界上第一座闪速炉。

其反应塔内径为3.6m，日处理铜精矿360t。

1956年至1973年间，日本共建成7座闪速炉，对炉体结构和热风制备等方面都作了重大改进，同时还发展了能一次获得弃渣的自电闪速炉。

20世纪80年代，美国马格马铜公司(Magma Copper Corp)圣•曼纽埃尔(San Manuel)炼铜厂采用富氧自热熔炼技术建成单炉年产铜25万t的闪速炉。

波兰格沃古夫(Glogow)厂根据处理含硫铁低的高品位铜精矿的特点，设计建成直接获得含铜98％以上粗铜的闪速炉。

中国在80年代，设计建成第一台奥托昆普型闪速炉，并对炉渣的铁硅比、铜锍品位和铜锍温度三项参数实现计算机在线控制，1990年又完成了富氧熔炼技术改造工程。

1953年加拿大国际镍公司首先建成INCO型闪速炉，设计规模为日处理铜精矿1000t。

80年代初，美国熔炼与精炼公司(American Smeling & Refining Corp Asarco)海登(Hayden)厂和齐诺矿业公司(Chino Mines Co．)赫尔利(Hurley)厂各建成1座：INCO型闪速炉。

此外，苏联于1968年在阿尔马累克公司建成1座类似于INC()型闪速炉的氧焰炉。

90年代，全世界建成的铜闪速炉约有35座。

4铜精矿的闪速熔炼

冈田
57
20 46 15 57 27 58
袁则平
62 41.34 59.32 75.64 23.99 35.28 9.6 32.7 3.82 11.88
35
三、闪速熔炼的热化学与能量消耗
1、闪速熔炼的热化学闪速熔炼的生产过程中，精矿中的硫化物氧
化以及造渣反应放出大量的热，辅之以热风或富氧空气，使过程能半自热或自热进行。随着精矿中的发热元素硫和铁的含量不同和矿物相组成不同，氧化反应放出的热量也不同。
36
放出的热量还取决于氧化程度，即生产出的铜锍品位越高，化学反应放出的热量就越多。表 5.3列出了典型的硫化铜精矿的发热值，并和普通燃料发热值进行比较。
一般铜精矿，生产含铜为40%～60%的铜锍时，反应的净热约为2500～3300kJ/(t·精矿)。
37
表5.3 精矿和燃料发热值的比较
名称
34
表5.2 不同研究者和不同锍品位时元素分布
研究者或锍品作者位(%)
在锍中（%） As Sb Bi
在渣中（%） As Sb Bi
在烟气中（%） As Sb Bi
H.Y.Sohn 40
10
25
1
86 62 79
Steinhause r
55
10
30
15
10
30
5
80 40 80
袁则平
55 39.16 64.09 83.71 14.58 32.11 6.09 46.18 3.35 10.08
5
图
图5.1 奥托昆普闪速炉
6
图5.2 奥托昆普闪速炉
7
奥托昆普闪速熔炼炉的自动控制：主要用计算机来控制闪速炉产出的铜品位，冰铜温度和炉渣中Fe/SiO2 比的控制。它们分别由控制反应塔送风量、重油量和炉料中石英溶剂的比率来实现。

METSIM软件在闪速炼铜工艺设计的运用论文

METSIM软件在闪速炼铜工艺设计的运用论文METSIM软件在闪速炼铜工艺设计的运用论文〔摘要〕介绍闪速炼铜METSIM工艺计算模型的建立过程和技术特点，METSIM模型计算结果与NCC软件计算结果、以往工程实际运行数据的比较及应用该模型的工厂实践均表明：METSIM模型是一款成功的模型。

并且，对METSIM软件存在的缺陷也进行了介绍。

〔关键词〕闪速炼铜；工艺模拟；METSIMMETSIM软件最初起源于一个冶金工艺的模拟程序，该程序可用于复杂工艺流程图中主要单元操作的质量平衡计算。

该应用程序的成功，使它的应用扩展到热平衡计算、化学反应、过程控制、设备设计、成本估算和过程分析。

目前，METSIM几乎可以对所有的冶金工艺流程进行模拟计算[1-3]。

1模型建立建立一个合适的闪速熔炼METSIM模型，应该有计划进行，建模过程应当包括如下一些步骤：1）初步的工艺流程图。

初步工艺流程图应当在开始建立模型之前就准备好，包括物流的走向，包括设备的初步选用。

2）化合物的选定。

在有了初步工艺流程图以后，可以开始进行模型的搭建，第一步应该是选择整套工艺流程涉及的各个化合物。

3）模型中流程图的建立。

根据事先准备的初步工艺流程图，在模型中建立对应的物流线、设备模块,并将物流走向确定。

4）编制名称。

为了方便操作及追溯,应当在流程图建立后，给每个设备及物流输入对应的名称。

5）通过软件模块建立EXCEL文件和模型的关联。

6）给每个设备模块输入化学反应方程式或一些设备参数。

7）增加过程控制器，并输入对应的函数命令。

在流程图建立、模块内容补充完毕后，应对物流及模块内的反应进行控制设定。

8）对模型的检查。

在模型建立后，要进行测试,推荐的方法是一个一个模块进行测试，这样能较容易地找出模型编制过程中的错误。

9）对模型计算结果的检验。

当模型运行无问题后，应当对计算结果进行检查，检查的内容包括关键技术参数指标是否符合实际情况、产出的.产品是否和正常值偏差很大等等。

Inco公司闪速熔炼

第六章Inc0公司闪速熔炼Inco公司闪速熔炼把工业氧气、干燥的Cu—Fe—s精矿、SiO2造渣剂和返回料从水平方向喷吹入高温(1250℃)炉中。

一旦进入炉中氧气就和精矿按反应式(1.1)和式(1.2)发生反应。

生成：①熔锍，55％～60％Cu②熔渣，1％～2％Cu③烟气，60％～75(体积)％SO2冰铜出到钢包中被送去吹炼，见图1．6所示。

渣出到钢包中被送到储料堆，进行渣中铜的回收，也可不回收，见第11章。

烟气经过水冷、除尘后送到硫酸厂。

Inco公司闪速炉也可用于从转炉返回的熔渣中回收铜。

渣从一个倾斜的钢槽从水冷门倒入炉中，见图6．1(a)所示。

2002年初，已有五座Inco公司闪速炉投人生产，乌兹别克斯坦的Almalyk、亚利桑那州的Hayden、新墨西哥的Hurley以及加拿大安大略省的Sudbury。

A1malyk、Hayden和Hurley的闪速炉熔炼Cu—Fe—S精矿，Sudbury的闪速炉熔炼Ni—Cu—Co—Fe—S精矿，生产约45~Ni—Cu—Co冰铜和1％Ni—Cu—Co的渣。

6．1闪速炉参数Inco公司的闪速炉由高质量MgO和MgO—CrzOa砖砌成，见图6．1(a)。

主要包括：①闪速炉的两端各有一个精矿燃烧室；②端部和侧墙装有铜质水冷套；③一个中央烟气上升烟道；④侧壁上有出铜口；⑤末端墙上有一个出渣口；⑥端墙上有一个加入转炉炉渣的溜槽。

6．1．1精矿燃烧室Inco公司精矿燃烧室是一个直径0．25m、长lm、壁厚1cm、带有陶瓷内衬的水冷不锈钢管。

干精矿从上部一个倾斜的料管加入炉中，工业氧气从炉子的水平方向吹人，见图6．1(b)。

此炉燃烧室的直径应保证氧气和炉料能以40m／s的速度喷人炉中。

这个速度产生的精矿／氧气火焰，能够到达中央上升烟道，该炉大约向下倾斜7。

左右，使火焰在渣的表面上燃烧，而不是在顶部和墙h。

6．1．2水冷Inco公司炉子的侧面墙和端墙装有水冷冷凝铜管、冷却板和隔板，以保证炉子结构的完整性，对于奥托昆普闪速炉，水冷会使富含磁铁矿的炉渣在炉壁上沉积，这样可以保护炉体砖衬和水冷铜管，延长炉子的寿命。

紫金铜业闪速炉烘炉方案2011.9.28

闪速炉烘炉方案编制：朱明辉审核：王爱民批准：陈汉春熔炼车间2011年9月26日目录1 前言 (2)2 烘炉准备工作 (3)2.1 升温曲线的制定 (3)2.2 烘炉过程炉体受力调整（受力计划见附表1） (4)2.3 炉体膨胀指示器的安装 (4)2.4 炉体基本尺寸的测量、标定和绘制 (4)2.5 辅助工艺设施 (5)2.6 炉体各部位负压的冷态下动态测试 (5)2.7 开炉过程材料、备件和工器具的准备 (6)2.8 水系统挂牌和编号 (6)2.9 现场灭火器材、应急物资及相关安全警示牌 (7)2.10 临时检测仪表的安装 (7)2.11 开炉资料的准备 (7)3 闪速炉烘炉具备的条件 (8)3.1 系统内部具备的条件 (8)3.2烘炉准备工作安排（以10月20日为基准） (9)3.3 对其它单位的要求 (10)4 烘炉 (12)4.1 烘炉的目的 (12)4.2 烘炉原则 (12)4.3 烘炉方案 (13)4.4 烘炉过程人员安排 (17)4.5 升温过程技术管理 (18)4.6 烘炉过程注意事项 (20)4.7 烘炉期间资料整理归档 (20)5 烘炉组织机构 (20)闪速炉烘炉方案1 前言闪速炉熔炼系统是公司20万吨铜项目最关键的工程之一，目前闪速炉系统设备正在安装、收尾，通过各单位的共同努力，闪速炉系统已进入单体、联动试车调试阶段。

根据公司对项目的总体进度安排，闪速炉计划于2011年10月20日11时18分点火烘炉。

本方案的编制以此时间为依据。

闪速炉烘炉分为两种不同的方法。

一种是高温快速烘炉法，另一种是低温慢速烘炉法。

由于烘炉是闪速炉生产前一个非常重要的环节，烘炉质量的好坏直接关系到闪速炉投产后长周期、高负荷、安全稳定的运行，同时对闪速炉的钢结构、耐火材料和水冷件的使用寿命，也都起着至关重要的作用。

高温快速烘炉法对耐火材料、砌筑质量、升温控制等要求较高。

为了保证闪速炉烘炉后安全、稳定的投料试生产，本次闪速炉烘炉采用安全、稳妥的低温慢速烘炉法。

闪速炉安装方案

1.闪速炉概况（1）、闪速炉概况1）、闪速炉是铜火法冶炼的第一道程序，也是铜冶炼工程大型主体设备之一。

它将焙烧、熔炼和部分吹炼融为一体，用来熔炼铜精矿和烟尘等物质。

具有生产能力大，自动化程度高，燃料消耗低，对原料适应能力强，综合利用好及无公害等特点，是世界上目前铜冶炼最先进的工艺设备。

2）、闪速炉熔炼系统包括配料、干燥、闪速炉、闪速炉废热锅炉、闪速炉电收尘、热风设备及DCS集散监控检测系统等。

（2）、闪速炉组成及特点1）、闪速炉本体由反应塔、沉淀池、上升烟道，精矿喷咀四部分组成(见图11-1-1)。

闪速炉附属系统包括冷却系统、重油系统、热风系统、氧油燃烧系统及DCS集散监控检测系统等。

图11-1-1 闪速炉总装示意2）、反应塔是铜精矿发生热化学反应的主要部位，由塔顶、塔上段、塔段、塔下段及连接部组成，各段为钢板制成圆筒体，段与段之间由法兰连接，法兰连接处设置了冷却铜水套。

塔内壁装有冷却铜水管。

并内衬耐火砖。

整个反应塔由吊挂螺栓悬挂在钢骨架上，钢骨架通过球面台固定在基础上。

3）、沉淀池位于反应塔，上升烟道下方，用于贮存冰铜和炉渣并使之分离的一个上大、下小的长方斗型池子。

沉淀池地板铺设在炉底梁上，炉底梁通过基础板支撑在基础上。

沉淀池四壁是焊接钢结构框架，框架内铺设侧板和波纹板，并设置有四个冰铜口、两个渣口，十三个重油烧咀和水平，倾斜铜冰套一级冷却铜管，内衬耐火砖。

4）、上升烟道：冶炼时产生的高温烟气由此引至废热锅炉回收热量和烟尘。

5）、精矿喷咀：位于反应塔顶部，将铜精矿粉和烟尘高速喷入反应塔内，反应塔所需的富氧、压缩空气和氧气也通过精矿喷咀同时喷入塔内。

6）、冷却系统：在闪速炉的关键部位都采用铜水套、铜水管等实行强制冷却，用于保护耐火砖、同时使炉壳温度维持在一定范围内。

7）、重油系统：由重油、轻柴油、压缩空气组成，共十六个阀门组，控制着十八个重油烧咀向炉内喷射重油。

2.施工准备（1）、技术准备施工前进行图纸自审及会审，了解本设备的主要构造、组成及性能，掌握安装方法与步骤。