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铅富氧侧吹还原炉开炉生产实践 (1) (1)

铅富氧侧吹炉开炉生产实践

胡卫文、徐旭东、欧阳坤

(湖南水口山有金属集团第八冶炼厂，湖南衡阳 421500)

摘要：详细介绍了目前国内已建成的采用无烟粒煤作为还原剂最大的的富氧侧吹还原炉开炉试生产情况和技术指标。工业生产实践表明，该厂侧吹还原炉技术先进、投资省、工艺稳定、吨铅综合能耗低、工作环境好，整体工艺技术处于世界领先水平。

关键词：铅；侧吹炉；生产实践；富氧熔炼

Startup Practice of Lead Rich Oxygen Side-Blown Furnace

Hu Wei-wen,Xu Xu-dong, Ou Yang -kun

(Shuikoushan Nonferrous Metals Group of Hunan Province, Hengyang 421500, China)

Abstract: The trial production and technical index of the largest current domestic built using

smokeless coal as reducing agent rich oxygen side-blown furnace were introduced in detail.The industrial practice has shown that the rich oxygen side-blown furnace of this furnace was advanced technology、low investment、stable process、low comprehensive energy、good working environment,and the whole technology was world leading level.

Key word: lead; side-blown furnace; production; oxygen enriched air smelting

一、前言：

某厂侧吹炉由西安有冶金设计院负责设计，侧吹炉炉床面积为12.15㎡，是目前国内已建成的采用粒煤作为还原剂的最大的富氧侧吹还原炉，设计规模为年产10万t粗铅，侧吹炉项目由2013年11月份开工建设，至2014年10月份开炉试生产，开炉试生产工作进展顺利。液态高铅渣还原项目建设内容主要包括：1）年处理23万t液态高铅渣的侧吹还原炉；2）年处理12.9万t侧吹还原炉炉渣的烟化炉；3）余热发电系统；4）脱硫系统；某厂侧吹还原炉工艺流程图如图1所示，侧吹还原炉包括余热锅炉、表面冷却器、布袋收尘器、余热发电、脱硫等系统。富氧侧吹还原熔炼的基本任务：对底吹炉产生的液态高铅渣进行还原，

产出粗铅、含锌炉渣、含硫烟气，含锌炉渣进入烟化炉进行继续吹炼，含硫烟气经收尘后进入脱硫系统。

图1 炼铅富氧侧吹还原炉工艺流程图

二、筑炉和烘炉作业

目前，采用无烟粒煤作为还原剂的富氧侧吹炉炉缸砌筑材料基本采用镁铬砖。使用此种砌筑材料存在以下缺点：

1.侧吹还原炉本体由水套组成，一旦水套漏水，镁铬砖遇水会发生反应而粉化。

2.镁铬砖砌筑过程中会留有砖缝，铅的渗透力特别强，在生产过程中，铅会渗入到砖缝破坏炉底砌砖，甚至使炉底砌砖浮起，影响炉缸寿命。

3.镁铬砖砌筑时间长，整个砌筑过程用时14-20天。

图2 12.15m2侧吹还原炉

如图2所示，某厂对原炉缸筑炉设计和设计进行整体更改，炉缸耐火材料改用铝铬渣捣打料和铝铬渣砖，整个筑炉过程采用铝铬渣捣打料整体捣打，一次成型。采用此种耐火材料和砌筑方式有以下优点：

导电碳油1.铝铬渣耐火材料抗侵蚀性、抗热震性较好。

2.侧吹炉炉缸部分采用铝铬渣捣打料整体捣打、一次成型，可防止铅渗漏至炉底，有效地延长炉寿。

3.筑炉时间短，整个炉缸筑炉用时在7天以内。

侧吹炉烘炉既要满足炉缸耐火材料升温要求，也要兼顾余热锅炉升温规定【1】。本次烘炉设计时间为15天，采用200℃、400℃、800℃三个恒温点，具体步骤为：

1.使用电阻丝低温烤炉，按照升温曲线升至200℃后，恒温72小时，保证炉缸铬铝渣捣打料表面水分缓慢蒸发。

一下一下的顶开

2.恒温72小时后，继续按照升温曲线（20℃/h）升温至400℃，恒温72小时。此期间必须控制升温速度，升温速度不能过急、过快，保证炉缸中部和底部的铝铬渣捣打料中的水分逐步蒸发，升温速度一旦过快，炉缸表面和中部捣打料水分大量蒸发导致铝铬渣捣打料产生大量裂缝，严重影响炉缸寿命。

3.恒温72小时后，拆除电阻丝，在炉内铺设钢板，安装油烘炉，按升温曲线升温至800℃，恒温48小时，铺设钢板的目的是将压住油火焰，保证炉内耐火材料受热均匀。

待各系统具备开炉试生产条件后，将炉缸温度按照升温曲线加热至1200℃进行投料生产。

三、投料试生产

侧吹还原炉所有设备调试试车完毕，联动试车正常无故障，相关公共设施齐备，水、电、气、油供应正常，开炉物料准备齐全，各种物料数量、质量合符开炉要求，侧吹炉还原炉进行开炉投料工作。

开炉作业程序：

1、在炉内铺设3层木柴。铺设木柴的作用是用于引火，以及保持炉缸温度。

2、点燃木柴，待木柴火烧旺后，均匀向炉内投入焦炭。投焦炭期间，控制好侧吹还原炉工艺参数，保证炉内焦炭充分燃烧。

3、待炉内焦炭充分燃烧后，开始投入底铅。投入底铅的重量根据炉缸熔池大小确定，某厂侧吹还原炉底铅高度在600-650mm的范围内。投入底铅的速度必须根据炉内温度的变化而进行调整，在投底铅的过程中可适当补加少量焦炭用于升温，所用底铅需在1.5个小时内全部投完。

4、待底铅投入完毕后，虹吸口浸没在铅池里，侧吹炉开始进底吹炉热渣转入第一个吹炼炉期，此期间侧吹还原炉根据底吹炉高铅渣渣型、渣量、渣温设定合适的一次风量、一次风口开设数量、二次风量、下煤量等工艺参数，在整个吹炼炉期内必须保证熔池温度（熔渣温度1200-1300℃、铅液温度600-800℃），避免热渣和铅池交接面形成隔层，防止铅上炉台事故的发生。此炉期因炉内有大量燃烧未尽的焦炭，此吹炼期内可适当调整下煤量，确保炉内焦炭燃烧殆尽。

5、待吹炼完一个炉期后，侧吹还原炉转入正常生产过程。某厂侧吹还原炉开炉试生产3个月典型高铅渣成分如表1所示，底吹炉高铅渣渣型对侧吹炉生产影响较大，因此必须严格底

吹炉高铅渣渣型。

表1 典型高铅渣成分

样品	Pb（%）	Zn（%）	Cu（%）	S（%）	SiO2（%）	FeO（%）	CaO（%）	快速厌氧胶 Au g/t	Ag g/t
底吹炉高铅渣	39.81 海洋浮标	10.2	2.01	0.5	9.88	17.79	3.56	2.7	2020

正常生产作业制度按照进渣、还原、放渣3个阶段进行，因底吹炉熔炼温度在1000-1050℃，没有满足侧吹还原炉1200℃熔炼温度的要求，且在进渣阶段为达到侧吹还原炉和烟化炉工序合适的渣型，需要配加一定量的白石进行造渣，白石的熔解、CaCO3的分解反应以及铅、锌等金属的还原反应均为吸热反应，因此为保证侧吹还原炉炉温，控制3个阶段的氧碳比尤为重要，3个阶段的吹炼时间和氧过剩系数α值不尽相同【2】，具体数值如表2所示，侧吹还原炉可根据情况炉况适当延长或缩短进渣、放渣的升温时间。

表2 富氧侧吹炉还原炉作业周期及氧过剩系数

阶段	进渣	还原	放渣
时间（min）	40-50	30-40	20-30
α值	0.6-0.7	0.4-0.5	0.85-0.9

为配合底吹炉、烟化炉工序的生产【3】，侧吹还原炉吹炼周期为2小时/炉，通过调整进渣、还原、放渣时间可进一步缩短侧吹炉吹炼周期。

该厂2014年11月份粗铅熔炼系统作业数据：底吹炉下料量39-45t/h，侧吹还原炉日吹炼炉数为12炉，粒煤消耗量2.86t/h，白石配加量1.4t/h,侧吹还原炉烟尘率8.5%（对初渣），一次风鼓风量为3000-4000Nm3/h，富氧浓度54.85%，二次风鼓风量2700-3500Nm3/h。余热锅炉入口温度1100-1200℃，蒸汽量（4.0MPa饱和蒸汽）为12-16.5t/h，余热锅炉（省煤器）出口温度300℃左右，虹吸口处铅温700-900℃，炉渣温度1200℃左右。

四、生产技术指标

截止至2015年1月侧吹还原炉已连续开炉试生产三个月，在此期侧吹还原炉炉况良好，生产稳定连续,日吹炼炉数稳定在10-12炉，入炉高铅渣量在17000t/月以上，粗铅产量在7000-8000t/月，月平均渣含铅≤2.5%，通过提高高铅渣铅品位和侧吹还原炉处理量可进一步提高粗铅产量。侧吹还原炉技术经济指标与鼓风炉炼铅工艺对比见表3，由表3可知，采用侧吹还原炉技术金属回收率均较鼓风炉有所提高，其中铜回收率提高较为明显，较鼓风

炉提高20%左右。吨铅综合能耗较原炼铅工艺节能[4]40%以上，因处于开炉试生产，铅综合能耗有进一步降低的空间。

表3 侧吹还原炉与鼓风炉技术指标对比

核反应堆的慢化剂序号弹性pvc	技术经济指标	侧吹还原炉	鼓风炉
1	铅总回收率（%）	98	97
2	金回收率（%）	99	98
3	银回收率（%）	98	97
4	铜回收率（%）	80	60
5	吨铅综合能耗/kgce	270	470
6	粗铅产能（t/月）	7100	5000
7	粗铅直接冶炼成本	1386	1065