蒙 斌（來賓華錫冶煉有限公司，廣西 來賓 546115）

來賓華錫奧斯麥特爐熱調(diào)試分析與解決方案

蒙 斌
（來賓華錫冶煉有限公司，廣西 來賓 546115）

總結(jié)了來賓華錫奧斯麥特爐熱調(diào)各項技術(shù)參數(shù)，并對熱調(diào)試過程出現(xiàn)的問題做了分析說明，提出相應(yīng)的解決措施。

奧斯麥特爐；熱調(diào)試；分析；解決

1 簡介

奧斯麥特爐采用奧斯麥特技術(shù)又稱噴槍頂浸沉沒噴吹技術(shù)[1-2]，它是當前有色金屬冶煉行業(yè)當中開發(fā)最為成功的有色金屬強化熔煉技術(shù)。來賓華錫奧斯麥特爐是目前中國僅有兩座粗錫冶煉爐之一，投產(chǎn)后來賓華錫冶煉有限公司錫冶煉能力將達2萬噸，錫回收率提高3.5個百分點，年節(jié)約標煤近萬噸，且“三廢”排放量大幅下降。這對提高企業(yè)經(jīng)濟效益、降低環(huán)境影響以及提高職工生活水平、工作幸福感有著重要影響，是來賓華錫冶煉有限公司發(fā)展壯大史上的一個重要里程碑。

奧斯麥特爐熱調(diào)試工作順利與否決定著奧斯麥特爐能否順利進行生產(chǎn)，奧斯麥爐熱調(diào)試對奧斯麥特爐能否真正應(yīng)用于冶煉實際操作有著舉足輕重的作用。本文主要對來賓華錫冶煉有限公司奧斯麥特爐熱調(diào)試作歸納總結(jié)、并對調(diào)試過程發(fā)現(xiàn)的問題進行分析探討，并提出其相應(yīng)的解決方案。

2 奧斯麥特爐熱調(diào)試各項指標歸納分析

奧斯麥特爐熱調(diào)試共進行42天，共進行58批次錫精礦熔煉，處理錫精礦總量3136.7噸，產(chǎn)粗錫1823.43噸，錫產(chǎn)率58%。從圖1、圖2，可以看到熱調(diào)試過程粗錫含錫量基本上穩(wěn)定在96%至97.5%之間，粗錫含鐵量大體上小于1%。從圖2可看到在第25批次熔煉之前粗錫含鐵雜質(zhì)量低于1%，從第25批次至第43批次粗錫含鐵量總體大于1%，由于粗錫含鐵量過高導(dǎo)致粗錫精煉工段處理粗錫難度加大，這原因可能是投入爐內(nèi)錫精礦種類發(fā)生變化、或者在排粗錫時取金屬錫樣員取樣不規(guī)范、或者是分析化驗室對過程渣分析測試結(jié)果不準引起（因為奧斯麥特爐的運行主要是根據(jù)分析化驗室對過程渣的分析化驗結(jié)果進行調(diào)節(jié)）。為了降低精煉工段處理粗錫雜質(zhì)難度，主要是鐵雜質(zhì)，在熔煉過程把熔煉過程渣含錫目標量從15%提高至15%至20%，目的是為了防止爐內(nèi)過度還原導(dǎo)致粗錫含鐵量高；還原過程渣含錫從1%至5%提高至5%至8%，目的是控制硬頭生成量，最大限度降低雜質(zhì)鐵以硬頭方式進入下一批次熔煉。使雜質(zhì)鐵盡量存在終渣中，最終排出爐內(nèi)，降低下一批次錫精礦熔煉鐵雜質(zhì)對粗錫的影響，提高粗錫質(zhì)量。通過調(diào)整熔煉階段與還原階段過程渣錫含量，粗錫含雜質(zhì)過高這一現(xiàn)象得到一定程度的降低。從圖2、圖3可以看到這一明顯操作改動所帶來的變化趨勢。

圖1 批次粗錫含錫量分布圖

圖2 批次粗錫含鐵雜質(zhì)分布圖

圖3 批次熔煉過程渣與終渣含錫分布圖

根據(jù)奧圖泰與公司合約設(shè)計值，利用奧斯麥特爐處理我廠錫精礦時，熔池中控制的鈣硅比值為0.4，鐵硅比控制為0.9。但是從圖4與圖5可以看出，奧斯麥特爐熱調(diào)試正常生產(chǎn)處理錫精礦的鈣硅比值大部分穩(wěn)定為 0.5，鐵硅比約為 0.8，實際值與設(shè)計值存在區(qū)別的主要原因在于來賓華錫冶煉有限公司錫精礦屬于低鐵物料，在維持反應(yīng)平衡條件下，為了提高熔池內(nèi)熔體的流動性、加快排渣速度，在進行錫精礦熔煉時須往熔池中加入石灰石造渣保持反應(yīng)平衡。

圖4 熔池中渣鐵硅比

圖5 熔池中渣鈣硅比值

由于在熱調(diào)試初期，批次噴槍粉煤用量記錄不規(guī)范，導(dǎo)致第20批次之前批次粉煤用量數(shù)據(jù)缺失，但是從收集到的數(shù)據(jù)進行分析來看，具體見圖6，奧斯麥特爐熱調(diào)試期間批次噴槍粉煤用量大致保持在13000～15000Kg之間，個別批次噴槍粉煤用量大于 15000Kg，據(jù)分析可能是在批次熔煉過程中，進料系統(tǒng)、尾氣系統(tǒng)或者風機房等發(fā)生故障導(dǎo)致批次熔煉、還原過程中斷引起，因為發(fā)生上述故障，噴槍不能在 6號位以下進行繼續(xù)熔煉、還原，噴槍只能提高至位置 5對爐整體進行保溫，這導(dǎo)致批次粉煤用量大大上升，間接導(dǎo)致批次煉錫成本上升。所以建議在批次還原階段或還原最終排渣階段對可能中斷下一批次熔煉操作的因素進行檢查維修，并定期對關(guān)鍵設(shè)備進行巡檢、維修，盡量將故障在本批次處理、或?qū)⒐收显诿妊繝顟B(tài)處理。

圖6 批次噴槍粉煤用量分布圖

3 奧斯麥特爐調(diào)試過程問題分析

奧斯麥特爐熱調(diào)試目的是驗證奧斯麥特爐性能達到設(shè)計要求。奧斯麥特爐煉錫除了主體廠房系統(tǒng)外，還包括其它一些輔助系統(tǒng)，所以在進行熱調(diào)試期間不可避免會發(fā)生些許問題，從而影響奧斯麥特爐煉錫粗錫質(zhì)量、產(chǎn)錫成本及產(chǎn)錫進度。下面主要按照奧斯麥特爐熱調(diào)試初期、奧斯麥特爐熱調(diào)試中期、奧斯麥特爐熱調(diào)試后期，這三大部分來對熱調(diào)試期間出現(xiàn)的問題做分析。

3.1 熱調(diào)試初期

奧斯麥特爐熱調(diào)試初期，主要進行的是奧斯麥特爐爐內(nèi)耐火材料烘干及使爐內(nèi)溫度加熱至奧斯麥特爐處理錫精礦目標操作溫度的一個過程，該過程主要根據(jù)耐火材料供應(yīng)商提供的耐火材料烘爐曲線進行。烘爐開始階段主要采用備用燒嘴進行烘爐，在該階段主要出現(xiàn)的問題為爐殼部位有部分冷卻水泄漏，因為隨著爐內(nèi)耐火材料溫度的不斷增高，爐內(nèi)耐火材料不斷自我膨脹，進而對爐殼鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的應(yīng)力，導(dǎo)致爐殼焊接部位拉伸、拉裂，導(dǎo)致出現(xiàn)爐殼冷卻水泄露問題。奧爐運行首要保證條件是爐冷卻水系統(tǒng)運行正常，所以在奧爐烘爐階段也是考驗爐整體焊接質(zhì)量的一個過程。特別是當奧斯麥特爐爐內(nèi)溫度上升至800oC，啟動噴槍代替?zhèn)溆脽爝M行烘爐階段，爐內(nèi)溫度上升過快、且爐內(nèi)中心溫度高達1200～1300oC，其對爐子二樓排料平臺排錫口與排渣口附近鋼結(jié)構(gòu)影響重大，因為排料口與排料銅塊形狀都為正方形，且邊角都為尖銳形狀，在爐內(nèi)溫度不斷增高的情況下，該處鋼結(jié)構(gòu)不僅存在自身熱膨脹還要受爐內(nèi)耐火材料膨脹所產(chǎn)生應(yīng)力的影響，而該應(yīng)力的產(chǎn)生方向與力度又不能人為控制，所以在用噴槍代替?zhèn)溆脽爝M行烘爐最終階段時，隨著溫度的不斷增高，排料口附近鋼結(jié)構(gòu)焊接經(jīng)常出現(xiàn)拉裂出現(xiàn)冷卻水泄露問題；而排料口附近鋼結(jié)構(gòu)漏水對于排錫、排渣作業(yè)影響重大，易發(fā)生爆炸，所以在熱調(diào)試初期花費了很大的精力與時間用于研究、修復(fù)冷卻水泄露問題。因冷卻水系統(tǒng)正常運行是奧斯麥特爐能否正常運行的關(guān)鍵，建議主操手在進行正常奧爐煉錫操作的同時，要在PCS系統(tǒng)上時刻監(jiān)控爐冷卻水系統(tǒng)運行狀況，監(jiān)控冷卻水流量變化與爐冷卻水溫度變化；除此之外還建議主操手加強對奧爐現(xiàn)場巡查，不定期巡檢奧爐整體爐殼、中間水槽冷卻水狀況，并重點對隱蔽、易發(fā)生重大危險部位（例排料口附近鋼結(jié)構(gòu)）進行仔細檢查，將爐冷卻水泄漏產(chǎn)生隱患扼殺在萌芽之前。

當爐內(nèi)溫度上升至1200oC，開始投水淬渣進行洗爐。在該階段主要是為了驗證奧斯麥特爐整體系統(tǒng)是否運行正常，還有加深奧斯麥特爐主操手對奧斯麥特爐操作的認識與經(jīng)驗積累。洗爐階段主要投的是水淬渣，還適當投入少量塊煤，投入塊煤的作用是控制爐內(nèi)氣氛、防止水淬渣在洗爐階段出現(xiàn)泡沫渣。

在奧斯麥特爐洗爐完成后，以4t/h速度投入第一批總量為30t錫精礦進行熔煉，排錫口打開后發(fā)現(xiàn)沒有錫排放出來，后進行還原排渣；接著投入總量為40噸錫精礦，排出總量為5.7噸奧爐第一鍋粗錫。第一批次錫精礦投入爐內(nèi)沒有排出粗錫的原因分析，可能存在下列幾點原因：

（1）新爐啟動，錫金屬溶液可能部分滲透到爐底耐火材料，使爐底錫金屬溶液高度達不到排放高度。

（2）進料系統(tǒng)的問題，可能進料系統(tǒng)部分料倉給料皮帶秤稱重不準確。

（3）可能為爐內(nèi)溫度過高，導(dǎo)致錫精礦投入爐內(nèi)后，大量錫金屬以煙塵形式揮發(fā)，被回收至布袋收塵室。因為第一批次錫焙砂進料速度為 4～5t/h，而用于熔煉的粉煤供給速度為1200kg/h，這導(dǎo)致了爐內(nèi)熔池溫度過高，導(dǎo)致錫蒸發(fā)速度很快，使大量錫金屬以煙塵的形式被回收至布袋收塵。在奧爐熱調(diào)試達到合同設(shè)計要求時，錫焙砂進料速度為 6.8t/h、含錫煙塵為4t/h，總含錫物料投入約為 10.8t/h，在該含錫進料速度下，用于熔煉的粉煤供給速度為1150～1200 kg/h，綜合一對比可以推斷第一批次沒有產(chǎn)錫的主要原因在于爐內(nèi)溫度過高。

（4）爐內(nèi)負壓控制過低，并且物料在混捏機處混捏，物料水分控制不好，導(dǎo)致投入爐內(nèi)物料過干，在爐內(nèi)負壓較低的情況下，很大一部分物料被直接帶入尾氣系統(tǒng)，在爐過渡段、旁路煙道、余熱鍋爐上升煙道等處結(jié)焦，進而導(dǎo)致直接投入到高溫熔池進行熔煉的物料量過低，導(dǎo)致產(chǎn)錫量小，進而排不出粗錫。

（5）噴槍浸入熔池深度過淺，導(dǎo)致熔池熔體噴濺、飛濺劇烈；并且當噴槍浸入熔池深度過淺時導(dǎo)致產(chǎn)生的飛濺物粒度過細，當在爐內(nèi)負壓控制較低的情況下，大量粒度細的飛濺物會被抽至尾氣系統(tǒng)，在過渡段、旁路煙道、余熱鍋爐煙道處結(jié)焦。除了這個原因，因為所采用的奧爐進料口為開放式，當在熔煉階段往爐內(nèi)投料時，由于爐內(nèi)存在一定負壓，爐外冷空氣也會相應(yīng)鼓入爐內(nèi)，當噴槍浸入熔池過淺，產(chǎn)生大量細小顆粒飛濺，在負壓抽動下，細小顆粒會從爐熔池飛濺區(qū)上升，在進料口附近將會與從進料口投入的物料及冷空氣相遇，從而在進料口附近、爐過渡段下部等處結(jié)殼，從而使投入爐內(nèi)物料大部分沒有能投入爐內(nèi)進行熔煉，而是以結(jié)殼、結(jié)焦的形式懸掛在進料口下部及過渡段、旁路煙道段、余熱鍋爐上升煙道段。

所以為了保證批次粗錫產(chǎn)量，保證批次粗錫產(chǎn)率，首先，必須要控制好爐內(nèi)熔煉溫度，由于測量熔池中心溫度熱電偶處于爐反應(yīng)中心，該處溫度過高易損壞熱電偶，所以不能直接給出直接表觀數(shù)據(jù)，但是從尾氣溫度值可間接推斷出爐內(nèi)溫度；輔之，在利用取樣棒取渣樣過程，通過渣樣表面物理性質(zhì)間接推斷出熔池內(nèi)溫度情況，上述兩者一綜合可以幫助控制爐操作溫度，防止錫揮發(fā)到煙塵。其二，經(jīng)常于進料口處檢查投入爐內(nèi)物料水分，保證投入爐內(nèi)物料能完全投入爐內(nèi)反應(yīng)區(qū)進行熔煉。其三，控制好噴槍在熔池內(nèi)深度，降低飛濺，增加反應(yīng)強度、反應(yīng)產(chǎn)率。

在奧斯麥特爐達到穩(wěn)定正常生產(chǎn)期間，還出現(xiàn)很多小問題，但是不足以影響爐子正常操作，及影響粗錫與終渣質(zhì)量要求。期間出現(xiàn)的一個比較主要問題，就是爐過渡段物料結(jié)焦、結(jié)殼嚴重，使過渡段及上升煙道處幾乎被物料堵死，導(dǎo)致布袋收塵段引風機工作載荷加重，爐負壓控制不理想。在熔煉階段物料（因混捏物料含有一定水份）投入爐內(nèi)， 在高溫反應(yīng)區(qū)水份會大量蒸發(fā)、且噴槍噴入粉煤與空氣在燃燒后會釋放大量氣體，如果爐內(nèi)負壓控制不理想，會瞬間在爐內(nèi)產(chǎn)生正壓，進而導(dǎo)致爐內(nèi)噴料及在五樓平臺爐頂各個端口產(chǎn)生大量煙塵。爐過渡段及煙道出處發(fā)生堵塞的原因可能在于：

（1）熔煉錫精礦之前批次爐內(nèi)負壓控制過低，且物料在混捏機處混捏，物料水分控制不好，導(dǎo)致投入爐內(nèi)物料過干，在爐內(nèi)負壓較低的情況下，很大一部分物料被直接帶入尾氣系統(tǒng)，在爐過渡段、旁路煙道、余熱鍋爐上升煙道等處結(jié)焦，久而不斷累積導(dǎo)致堵塞，增加布袋收塵處引風機工作載荷。

（2）奧爐進料口為開放式，當在熔煉階段往爐內(nèi)投料時，由于爐內(nèi)存在一定負壓，爐外大量冷空氣也會相應(yīng)鼓入爐內(nèi)，且冷風從進料口處直接抽至爐過渡段及上升煙道處，與該處煙塵物料結(jié)合冷凝在爐過渡段與上升煙道處，導(dǎo)致堵塞。

為了更好的控制爐內(nèi)負壓，需要從三個方面著手：一是在進行冶煉操作時要時刻監(jiān)控投入爐內(nèi)物料水分含量，防止物料過干、過濕；二是在爐頂進料口處盡可能的增加相應(yīng)密封裝置，最大限度的防止外部冷空氣鼓入爐內(nèi)；三是時刻監(jiān)控爐內(nèi)負壓，當察覺爐內(nèi)負壓控制出現(xiàn)不理想端倪時，及時組織人員對過渡段、上升煙道進行清理。

熱調(diào)試初期由于是整個奧斯麥特爐系統(tǒng)的磨合期及主控制操作員一個學習階段，難免會出現(xiàn)些許問題，當將問題解決后奧斯麥特爐進入正常生產(chǎn)階段，直至進入到熱調(diào)試中期。

3.2 熱調(diào)試中期

熱調(diào)試中期，熔煉第12批次物料時，在排錫時出現(xiàn)渣錫分離不好狀況，排錫、排渣困難。后經(jīng)查明，為 2號料倉熔煉塊煤裝載種類不對，導(dǎo)致投入不好的熔煉塊煤，控制不住爐內(nèi)氣氛，導(dǎo)致爐內(nèi)氣氛過氧化，熔池內(nèi)反應(yīng)生產(chǎn)大量磁性鐵產(chǎn)生。在把問題查明后，將料倉內(nèi)物料更改為正確物料后，熔煉操作正常，產(chǎn)出合格粗錫與終渣，且排料恢復(fù)正常。在奧斯麥特爐正常生產(chǎn)過程中，建議操作員時刻監(jiān)控、明了所進物料的種類、成分及粒度，特別是還原階段所要用到的塊煤。因為還原階段所采用塊煤料倉為 7號倉，塊煤沒有經(jīng)過混捏制團直接加入爐內(nèi)，當還原階段所采用的塊煤粒度過小時，在爐內(nèi)存在一定負壓情況下，粒度小的塊煤就會被抽至尾氣收塵系統(tǒng)，容易導(dǎo)致渣出現(xiàn)熔池泡沫，也會加大還原階段塊煤進料量、及加長還原階段時間，不利于奧斯麥特爐產(chǎn)率、加大了批次物料成本及批次周轉(zhuǎn)周期。

3.3 熱調(diào)試后期

奧斯麥特爐熱調(diào)試后期，奧斯麥特爐穩(wěn)定處理錫精礦并產(chǎn)粗錫，各系統(tǒng)運行正常，但是由于產(chǎn)出粗錫含鐵雜質(zhì)過高，導(dǎo)致精煉工段粗錫處理難度加大，進而影響錫回收率，產(chǎn)出了大量乙錫與富錫渣。

由于在粗錫精煉過程中，主要金屬雜質(zhì)是鐵雜質(zhì)，為了降低粗錫中雜質(zhì)鐵含量，降低精煉工序處理粗錫難度，在熔煉階段主要是通過控制熔煉過程渣中錫含量來控制粗錫的的鐵含量。為了控制粗錫中雜質(zhì)鐵含量，須根據(jù)過程渣化驗數(shù)據(jù)降低熔煉塊煤進料量，提高熔煉過程渣中錫含量，使過程渣中錫的還原不那么完全，盡可能保證雜質(zhì)鐵不被同時還原進入金屬相污染粗錫，使雜質(zhì)鐵盡可能存在渣相中；且在還原階段降低還原塊煤加入量，在一定限度下降低硬頭的產(chǎn)生量，使雜質(zhì)鐵盡量存在終渣中，最終排出爐內(nèi)，降低下一批次錫精礦熔煉鐵雜質(zhì)對粗錫的影響，提高粗錫質(zhì)量。

4 總結(jié)

當奧斯麥特爐熱調(diào)試進入到末期，整個奧斯麥特爐系統(tǒng)已經(jīng)進入最佳生產(chǎn)狀態(tài)，產(chǎn)出粗錫與終渣質(zhì)量滿足設(shè)計技術(shù)要求。奧斯麥特爐調(diào)試結(jié)束交付使用后，怎樣提高奧斯麥特爐的熔煉效率、降低單位粗錫能耗、提高粗錫冶煉直收率、降低冶煉渣率及煙塵率成為當前奧斯麥特爐操作過程需不斷探索的過程，這需要不斷關(guān)注噴槍使用狀態(tài)、爐內(nèi)渣成分以及入爐物料成分的穩(wěn)定性，同時關(guān)注風煤比及粉煤質(zhì)量變化情況，才能保證奧斯麥特爐的正常穩(wěn)定產(chǎn)出、達標達產(chǎn)。

[1] 宋興誠,黃書澤.奧斯麥特爐煉錫工藝與生產(chǎn)實踐[J].有色冶煉,2003,4(2):15-21.

[2] 黃書澤.奧斯麥特爐錫精礦還原熔煉過程的渣化學[J].有色冶煉,2003,4(2):10-14.

Analysis and conclusion of Ausmelt furnace hot commissioning in Lai Bin Smelter

Summary the technical parameters of Ausmelt furnace hot commissioning in Lai Bin China Tin, analysis the problem arise during the hot commissioning, and presenting relevant countermeasure.

Ausmelt furnace; hot commissioning; analysis; Solution

TF8

A

1008-1151(2016)11-0047-03

2016-10-10

蒙斌（1985－），供職于來賓華錫冶煉有限公司。