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鎳冶煉沉降電爐的生產(chǎn)實(shí)踐

2016-02-11 03:40高曉艷
中國(guó)有色冶金 2016年3期
關(guān)鍵詞:吉恩麥特冶煉廠

高曉艷

(吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司冶煉廠, 吉林 磐石 132311)

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鎳冶煉沉降電爐的生產(chǎn)實(shí)踐

高曉艷

(吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司冶煉廠, 吉林 磐石 132311)

敘述了吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司冶煉廠鎳冶煉沉降電爐生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)踐。沉降電爐是澳斯麥特爐主要配套部分,是熔煉爐渣與鎳锍沉降分離的裝置。本文介紹了沉降電爐運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及技術(shù)改進(jìn)措施。

沉降電爐; 澳斯麥特爐; 渣凍結(jié)

0 引言

吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司新建15 kt/a冶煉廠采用澳斯麥特熔煉技術(shù),設(shè)計(jì)產(chǎn)高鎳锍29 013 t/a、硫酸125 000 t/a,高鎳锍含鎳量18 020 t/a。冶煉廠沉降電爐變壓器總?cè)萘繛? 000 kW,電壓級(jí)總共分為15級(jí)。電爐啟動(dòng)生產(chǎn)以來(lái),開爐期間用電功率達(dá)到過(guò)4 500 kW,正常生產(chǎn)過(guò)程中,用電功率穩(wěn)定在3 500 kW左右,能夠滿足沉降電爐生產(chǎn)需要。

1 生產(chǎn)運(yùn)行情況

1.1 生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題

沉降電爐曾出現(xiàn)渣凍結(jié)層過(guò)高問(wèn)題。凍結(jié)層過(guò)高導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)有效容積大幅度減小,爐內(nèi)熔體漲幅波動(dòng)過(guò)大,特別是鎳锍面的大幅漲落(工藝要求不超過(guò)600 mm,而實(shí)際經(jīng)常在900 mm左右),無(wú)法正??刂?,上述情況給轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)帶來(lái)了極大的困難。由于有效容積小,溫度過(guò)高,電爐爐前爐墻存在冰銅滲漏的危險(xiǎn);且電爐爐墻為單磚體結(jié)構(gòu),均為通縫,這種結(jié)構(gòu)極易出現(xiàn)鎳锍滲漏現(xiàn)象。電爐排渣口極易帶出鎳锍,破壞排渣銅溜槽,并引發(fā)溜槽和?;?nèi)放炮。由于電爐生產(chǎn)上存在很大的安全隱患,嚴(yán)重影響冶煉廠穩(wěn)定生產(chǎn),而且鎳锍面及渣面波動(dòng)幅度大,導(dǎo)致澳斯麥特熔煉爐不得不大幅度減少加料量。

經(jīng)過(guò)分析,造成沉降爐出現(xiàn)渣凍結(jié)層過(guò)高的原因有以下幾點(diǎn):

(1)沉降電爐其中一根電極離爐后端墻區(qū)距離較大,導(dǎo)致該區(qū)域溫度偏低;

(2)轉(zhuǎn)爐返渣口偏向爐后,返渣量約210 t/d,且含有20%磁性鐵;

(3)電爐試車時(shí)加入爐內(nèi)的物料、熔劑,沉降電爐用電功率下無(wú)法正常熔化,電爐本身無(wú)法實(shí)現(xiàn)渣型調(diào)整;

(4)由于爐內(nèi)有效容積縮小,采用3 500 kW以上用電功率長(zhǎng)時(shí)段運(yùn)行時(shí),電爐熔體溫度過(guò)高,渣溫在1 400 ℃以上,而鎳锍溫度達(dá)1 250 ℃均處于過(guò)熱狀態(tài),極易出現(xiàn)漏爐及跑渣等事故。而采用3 500 kW的用電功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到熔化物料的溫度。

1.2 解決措施

針對(duì)沉降電爐生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題,吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司冶煉廠采取了以下相應(yīng)措施:

(1)為了改善電爐爐況,采取單支小油槍化渣對(duì)電爐爐后區(qū)域的凍結(jié)層進(jìn)行清洗操作,使該部位的凍結(jié)層由原來(lái)的1 600 mm左右降至850 mm左右,保證了爐后的正常排放;

(2)停止向電爐內(nèi)加入物料及熔劑,降低冷料對(duì)熔體溫度的影響;

(3)在停爐冷修期間采用人工打凍結(jié)層的手段,降低爐內(nèi)凍結(jié)層厚度。

1.3 操作工藝參數(shù)

通過(guò)采用上述措施,沉降電爐渣凍層問(wèn)題基本得到了解決。表1列出了沉降電爐操作工藝參數(shù)。其中鎳锍的重量單位按冶煉廠的轉(zhuǎn)運(yùn)包來(lái)計(jì)量。

表1沉降爐工藝參數(shù)變化情況

平均功率/kW鎳锍/t鎳锍面高度/mm渣面高度/mm3500804701900350080500190035008043019003500754301950350080430195035007547019003500754201900350075470200035005040018003500654002000

2 技術(shù)改進(jìn)

2.1 改進(jìn)電爐工藝操作

在2009年電爐送電、澳斯麥特爐試車過(guò)程中,沉降電爐加入了低鎳锍物料,而且澳斯麥特爐正處于試車階段,從澳爐排出的渣不穩(wěn)定,渣型不好,導(dǎo)致沉降電爐凍結(jié)層逐漸升高,最高在爐子冷區(qū),高達(dá)1 500 mm左右,爐后排放極其困難。根據(jù)生產(chǎn)情況,考慮到沉降電爐功能,冶煉廠決定停止向爐內(nèi)加料,爐況逐漸好轉(zhuǎn)。

沉降電爐的尺寸為14 000 mm×6 200 mm×3 200 mm,面積為86.8 m2, 沉降電爐最大功率為8 000 kVA,爐底單位面積的平均功率為92 kVA/m2,而貧化電爐的爐底單位面積功率為100~185 kVA/m2,由于升高溫度后出現(xiàn)渣滲漏現(xiàn)象,給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患,所以現(xiàn)在用電功率最高為3 500 kVA,爐底單位面積功率為40 kVA/m2,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于貧化電爐的最低限,其只能起保溫作用,起不到貧化電爐的作用。

2.2 改善電爐熔煉條件

電爐凍結(jié)層中的鐵主要以Fe3O4形式存在,F(xiàn)e3O4熔點(diǎn)為1 594.5 ℃,普通的沉降電爐無(wú)法達(dá)到高于Fe3O4熔點(diǎn)的溫度,物料的熔化溫度也達(dá)不到,因此,在熔煉過(guò)程中通過(guò)嚴(yán)格控制氧勢(shì)實(shí)現(xiàn)熔煉渣中的磁性鐵含量在可控范圍內(nèi),并在沉降電爐返轉(zhuǎn)爐渣溜槽中加入焦炭等還原劑使部分磁性鐵轉(zhuǎn)變?yōu)镕eO,進(jìn)而降低爐渣磁性鐵的含量,從而改善電爐的熔煉條件。

2.3 返渣溜槽技術(shù)改造

沉降電爐返轉(zhuǎn)爐渣溜槽原設(shè)計(jì)在靠近爐后煙道電極處,這種情況存在兩個(gè)弊端。①溜槽呈直角形狀,轉(zhuǎn)渣加入時(shí)沖刷嚴(yán)重。②吹煉吊車有一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí),另一臺(tái)運(yùn)行的吊車將無(wú)法靠近返渣溜槽,導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐渣不能返入電爐,影響生產(chǎn)。針對(duì)此種情況,將沉降電爐返轉(zhuǎn)渣溜槽移至吊車可以運(yùn)行到的位置,原來(lái)呈直角形狀的溜槽改為弧形,緩解了返渣沖涮溜槽,保證了沉降電爐安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

此返渣溜槽原設(shè)計(jì)最大的問(wèn)題是轉(zhuǎn)爐渣加入靠近爐后排渣口的位置,轉(zhuǎn)爐渣沒(méi)有進(jìn)行沉降就排出電爐,造成電爐渣含鎳指標(biāo)較高。技術(shù)改造后,轉(zhuǎn)爐渣加入到澳斯麥特爐附近處,轉(zhuǎn)爐渣從爐前到爐后進(jìn)行完全沉降,電爐渣含鎳指標(biāo)得到了較好地改善。

3 結(jié)論

沉降電爐從2009年試車到正常生產(chǎn),期間出現(xiàn)過(guò)很多技術(shù)及生產(chǎn)上的問(wèn)題,經(jīng)過(guò)不斷改造和完善,目前沉降電爐運(yùn)行基本平穩(wěn),爐況較好,爐內(nèi)凍結(jié)層控制在合理的范圍內(nèi),為冶煉廠正常生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1] 陳林章.銅鎳礦熱電爐的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)[J].有色金屬(冶煉部分),1984,(4).

[2] 李德臣,張東,韓瑞富.吉恩鎳業(yè)75 m2礦熱電爐連續(xù)運(yùn)行兩年的技術(shù)總結(jié)[A]. 全國(guó)銅鎳鈷生產(chǎn)工藝、技術(shù)及裝備研討會(huì)論文集[C].全國(guó)銅鎳鈷生產(chǎn)工藝、技術(shù)及裝備研討會(huì),2009.

Production practice of settling furnace of nickel smelting

GAO Xiao-yan

This paper describes the operation aspects of settling furnace in Jilin Jien Nickel smelter. The settling furnace, as a supporting for Ausmelt furnace, is used for nickel matte separation from slag. This paper introduces the issues found during the operation of settling furnace and technical solutions.

settling furnace; Ausmelt furnace; frozen slag

高曉艷(1972—),女,吉林省吉林市人,研究生學(xué)歷,高級(jí)工程師,冶煉廠副主任工程師,從事冶金專業(yè)技術(shù)工作。

2016-01-29

2016-04-13

TF815

B

1672-6103(2016)03-0020-02

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