徐明峰
小泉纯一郎(新疆新鑫矿业股份有限公司喀拉通克铜镍矿富蕴836107)
十二五科技成就展
摘要对富氧在铜精矿密闭式鼓风炉生产中的应用，从操作制度、工艺参数、经济指标几方面做了归纳、总结。关键词富氧浓度焦率床能力风压炉温富氧在密闭式鼓风炉生产中的应用，是对密闭式鼓风炉传统熔炼工艺的一种改进。通过富氧的应用，可以达到强化熔炼、降低焦率、提高处理量、增大产能的效果，符合目前对冶炼行业节能、规模化生产的大形势的要求。我矿冶炼车间于2006年3月开始在密闭式鼓风炉熔炼中使用富氧熔炼，富氧浓度28%左右，使用至今整4年，取得了比较显著的成效。 1富氧操作制度的确定
富氧熔炼中的富氧空气，是由工业氧气在进入主风管前，与空气管道相通，工业氧与空气进行混合所取得。一般来说，工业氧的送氧压力，大于空气熔炼时的风压1~2kPa。 1.1送氧操作
必须先鼓入普通空气，后送富氧空气。特别是在长时间停风后再开风时，需先空气熔炼1~2h，然后再送入富氧空气，即在焦点区的温度，达到空气熔炼时的正常温度范围时再送富氧，这样可增大氧气的利用率，避免出炉烟气中含氧过高，造成上燃现象。送氧时，普通空气风压一般要下调到7kPa以下，这样利于氧气的输送。通常情况下，送氧后10m in左右风压开始上升，当超过8kPa时，就要小幅下调风压。风压上升的同时，氧气浓度也开始上升。送氧约0.5 h，氧气浓度达到稳定值，表明氧气已全送过来了，这时，风压也稳定下来，表明送氧操作结束。
1.2停风操作
停风时，先停氧，停氧5min后再停风。这样做的目的是避免工业氧气直接进入支风管，使支风管烧毁。在2006年的富氧试验中，就曾出现过这样的事故。吸取这次事故的教训，修定了停风操作规定，并把送氧与风压进行了气动联锁。当风压低于规定值时，氧压机自动停止工作以保护支风管及水套的安全。
另外，若是降料柱，因随着料柱的下降，料层阻力降低，风压也会相应的下降。这时，应在风压降到气动联锁风压前，提前通知制氧站，停止氧压机工作以防氧压机跳闸。
1.3供风参数的确定
在富氧熔炼试验初期，风压过高，炉结生长迅速，伴随穿洞、上燃等故障多，破坏了炉气的正常分布，其后，穿洞对生产造成的不良影响越来越严重：鼓风炉已不能正常生产，因此，曾专门安排停风以处理炉结、穿洞。经分析，认为穿洞增多是风压过高所致，于是工艺上限定了风压上限。正常生产时，混氧稳定后，风压应维持在7.8~8.5kPa。这个风压在生产中贯彻执行后，穿洞故障大幅度减少，因此，供风参数确定为：混氧后风压7.8~8.5kPa，这时风量基本分布在30000~40000m3/h。两个参数之间，以风压为准。因风压一定时，风量的变化比较大，所以实际生产中，都是看风压，风量只作为参考。如在2008年生产中，出现过风量分布正常而风压过低只在6kPa左右，持续三个班后炉况开始明显恶化。后来，把风压调上去后炉况才好转。通过上述正反两个现象，可以明确，不管是富氧熔炼还是普通空气熔炼，都应遵守风压、风量确定的基本原则：以不破坏料层稳定及满足生产需要为前提。
1.4焦率的确定
密闭鼓风炉熔炼生精矿，普通空气熔炼时，焦率一般为12%~13%，焦粉多时，可达14%~15%，但很少见。富氧熔炼时，因富氧改善了焦炭的燃烧条件，强化了焦炭的燃烧，使焦炭燃烧发热值增大(焦炭充分燃烧的发热值与未充分燃烧的发热值，有很大的差距)，并且，因富氧空气中N2含量下降，使废气带走的热量减少，即提高了热量利用率。因上述两个原因，富氧熔炼节能。
在冶炼车间的富氧熔炼生产中，焦率分阶段逐步下调，在焦炭质量较好时，可达到10.5%的焦率，最
低时达到了9.5%。但这种焦率，几天后就出现炉温过热不足的现象，以致职工下班后无热水洗澡(改为密闭
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2009年新疆有金属
式鼓风炉后，汽包产生的蒸汽，给澡堂水加热。因此，职工以热水是否充足来直观判断炉温是否正常)。
富氧熔炼，按我车间处理的物料，从四年的生产实践看，正常情形下，焦率定在10.5%是合适的。再低炉温过热不够，前床情况恶化。从生产实践看，炉温高处理量大时，实际焦率都在10.5%以上。焦率低于10.5%，出现炉温低、前床横隔膜硬化、增厚及咽喉口凝结缩小的现象增多。
崔津渡
焦率10.5%这个值，与国内外炼铜的密闭鼓风炉富氧熔炼比是偏高的，出现这样的原因，与铜镍混合精矿中M gO含量较高及我车间所用焦炭质量参差不齐有关。
2富氧浓度对冶炼生产的影响
冶炼的富氧熔炼，氧气浓度，除开始试验时在24%左右，其后基本维持在27%~29%。
2.1对床能力的影响
富氧熔炼时的床能力，高时可达55~60t/m2d，但炉况不佳时，也有在40~45t/m2d的，甚至低于40t/m2d的情况也出现过。富氧熔炼，只是改善了焦炭的燃烧，强化了焦炭的燃烧，从而强化了冶炼过程，此外并没有太大的变化，因此，不能把富氧熔炼时床能力想得过高，还是要加强操作的规范化，规范的基础操作是富氧得以发挥的基础。2007,2008两年度，我车间实际床能力都在50~55t/m2#d。
2.2对渣含金属的影响
对比富氧熔炼前的2005年与富氧应用成熟时的2008年度鼓风炉渣含金属,2005年年均渣含金属(Cu +Ni)=0.25%,2008年年均渣含金属(Cu+Ni)= 0.28%，不升反降，但考虑到2008年度低锍品位为19%，而2005年低锍品位为13.8%。低锍品位的提高，必然造成金属在渣中机械夹杂损失的增大，因此，渣含金属的升高，不是富氧熔炼的必然结果。以相同低锍品位时比较，富氧熔炼时渣含金属略低于空气熔炼时。其实，富氧对渣含金属的影响，主要体现在熔体的过热上。过热度高对降低渣含金属有利，但能耗相对升高，所以，富氧熔炼时，熔体过热度比空气熔炼并没有多多少，只是比空气熔炼时相对稳定了很多。2.3对脱硫率及低锍品位的影响电极丝
鼓风炉的脱硫反应，主要分两块：高价硫化物在预备区上部的离解、氧化脱硫与FeS在焦点区还原磁
性铁时的二次脱硫。因富氧熔炼焦点区集中，与空气熔炼比，强化了二次脱硫，且因焦率降低使预备区的氧化气氛加强，从而也加强了预备区的主脱硫过程，所以，富氧熔炼时脱硫率要高于空气熔炼。从生产实践看，富氧时的脱硫率要比空气熔炼时高5~10个百分点。处理相同的物料，富氧熔炼时低锍品位要比空气熔炼时高2个百分点。
2.4对炉结的影响
富氧熔炼对炉结的影响较大，表现在炉结的生成部位有很大变化：空气熔炼时，炉结根深，几乎都延伸到了风口附近；富氧熔炼时，炉结生长部位上移多为上部炉结，炉结根部多在焦点区以上。原因为富氧熔炼焦点区更集中，氧化区缩短还原区延长所致。虽然是富氧熔炼，炉结的生成还是不能避免，且操作不当时也会产生下部炉结。这个现象，在生产中曾出现过几次。
激发各类市场主体活力2.5对上燃现象的影响
上燃现象，是鼓风炉生产中较常见的现象之一。富氧熔炼时曾出现过上燃现象，但相对而言，比空气熔炼时少得多。从生产实践看，只要焦粉率不过高，风压控制适当及氧的利用率高，上燃现象就可抑制。
3富氧熔炼中存在的问题
¥焦率的降低没有达到预想中的效果。
¦对焦炭质量的要求更严格，沫多的焦炭，上燃现象比空气熔炼时要严重。
§对物料的处理，适应性增大，但处理含难熔物高的物料，仍会出现空气熔炼时的状态：风口温度低，咽喉流动性差，前床横隔膜加厚，前床容积缩小，因此，对处理的物料仍要有选择与要求，另外，在块率上，也不宜低于45%。
¨虽然富氧熔炼后烟气中SO2浓度升高，整体烟气量减少，但处于收尘设备老化及没有制酸系统，烟气治理没有得到优化治理。
4结语
冶炼车间应用富氧熔炼已整四年，从这四年的生产来看，产能有了较大幅度地提高，床能力由普通空气熔炼时的40~45t/m2#d提高到53t/m2#d左右，焦率由空气熔炼时的12.5%左右降到10.7%左右，在经济上取得了较好的成绩。
在现场操作上也取得了很多方便，炉况稳定性大幅增强；停风后再开风，在1.5h内几乎不用放本床，开风时就可轻松开起来；风口区温度显著提高，正常情况下风口一打就亮，炉结对生产的不利影响下降。这些，都减轻了操作工的劳动强度。
创造新体验
收稿:2009-03-12
50徐明峰：富氧在密闭式鼓风炉生产中的应用第6期
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