張志鵬，張林偉

（1.山東恒邦冶煉股份有限公司冶煉二公司電解二車間，山東 煙臺(tái) 264000；2.山東恒邦冶煉股份有限公司冶煉二公司綜合部，山東 煙臺(tái) 264000）

近年我國(guó)金屬冶煉的方式主要以火法冶煉為主，有色金屬冶煉的傳統(tǒng)工藝具有勞動(dòng)強(qiáng)度大和操作環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，并且在生產(chǎn)過(guò)程中，由于金屬冶煉對(duì)工人經(jīng)驗(yàn)水平依賴性較強(qiáng)，致使有色金屬的冶煉具有流量控制不穩(wěn)定以及工藝條件波動(dòng)大等缺點(diǎn)，除此之外色金屬粒度細(xì)難過(guò)濾，高溫環(huán)境下儀器儀表難以長(zhǎng)周期運(yùn)行，工序的自動(dòng)控制程序不穩(wěn)定，這些都是工藝技術(shù)人員在傳統(tǒng)冶煉工藝中遇到的難點(diǎn)。隨著科技的進(jìn)步發(fā)展，冶金行業(yè)針對(duì)不同類型的工藝冶煉實(shí)現(xiàn)不同的冶煉要求，有色金屬的冶煉技術(shù)逐漸步入現(xiàn)代化，金屬冶煉具體分為選硫熔煉、經(jīng)過(guò)焙燒后的炭熱還原生產(chǎn)金屬以及焙燒后的硫化礦或氧化礦用硫酸等溶劑浸出，硫化礦或氧化礦浸出后用電積法從溶液中提取金屬，火法冶煉工藝中除了這三類常見(jiàn)的冶煉工藝，對(duì)于金、銀陽(yáng)極泥的處理，冶煉廠仍使用傳統(tǒng)的火法流程，使控制點(diǎn)簡(jiǎn)明有效并能反饋控制生產(chǎn)過(guò)程，在實(shí)際操作上有著很大的可行性，銅硒和貴鉛等還原熔煉和精煉都在陽(yáng)極泥處理范圍內(nèi)，作為冶煉工程當(dāng)中傳質(zhì)和傳熱的物質(zhì)，陽(yáng)極泥直接用熔煉和電解的方法或與脫銅脫硒后的銅陽(yáng)極泥混合處理，從而有效的實(shí)現(xiàn)有色金屬的冶煉，完成銀電解金電解等冶煉工序。為滿足有色金屬產(chǎn)量需求，冶金行業(yè)冶煉的工藝設(shè)備有很多，如中頻爐、反射爐和臥式轉(zhuǎn)爐等，當(dāng)前有色金屬冶煉的工藝設(shè)備要滿足穩(wěn)定工藝、優(yōu)化工藝條件等要求，在實(shí)際冶煉生產(chǎn)中，最好可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制使自動(dòng)化控制點(diǎn)簡(jiǎn)明有效，并且適合自動(dòng)化儀表的長(zhǎng)周期低故障運(yùn)行。為滿足當(dāng)今對(duì)金屬工藝冶煉的新一輪要求，技術(shù)人員要充分掌握工藝設(shè)備及工藝技術(shù)，優(yōu)化工藝使控制點(diǎn)更具代表性，奠定自動(dòng)化改造基礎(chǔ)，為此對(duì)當(dāng)前有色金屬冶煉過(guò)程中主要工藝設(shè)備及其用途進(jìn)行分析。

1 有色金屬冶煉主要工藝設(shè)備

1.1 反射爐設(shè)備

有色金屬冶煉保溫以及熔渣處理等過(guò)程中都要廣泛應(yīng)用到反射爐設(shè)備，在冶金行業(yè)對(duì)銅的冶煉過(guò)程中，反射爐設(shè)備是冶煉過(guò)程中的主要設(shè)備，在銅冶煉的過(guò)程中，反射爐設(shè)備具有實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)以及有效降低成本的優(yōu)點(diǎn)，由于銅熔爐的砌筑材料對(duì)耐火性的要求非常高，而反射爐爐膛內(nèi)的傳熱則可以滿足有色金屬銅的冶煉需求，不僅可以通過(guò)火焰的反射進(jìn)行傳熱，另一方面爐頂爐壁和熱氣的輻射同樣傳熱。并且隨著冶金行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)反射爐技術(shù)改造的研究越發(fā)深入，保留了傳統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)外，還彌補(bǔ)耗能量高以及煙氣大并且含有二氧化硫的缺點(diǎn)，降低金屬冶煉過(guò)程中對(duì)環(huán)境的污染程度，并且在生產(chǎn)效率上，新型的反射爐可以借助富氧鼓風(fēng)或者是氧氣噴射裝置將精礦噴入爐中，從而提升反射爐的生產(chǎn)能力。

1.2 中頻爐設(shè)備

中頻爐設(shè)備廣泛應(yīng)用于有色金屬的冶煉過(guò)程，其具有體積小重量輕的特點(diǎn)，技術(shù)人員在冶煉過(guò)程中更加方便快捷，對(duì)有色金屬進(jìn)行冶煉時(shí)，中頻爐所采用的中頻電源在 200Hz 至 2500Hz的范圍之間，冶煉過(guò)程中耗能較低。中頻爐設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)有電源線圈以及耐火材料等，中頻爐又被稱為中頻電爐，主要由電源和感應(yīng)線圈組成，其中感應(yīng)線圈的主要材料為耐火性高的氦，在感應(yīng)線圈連接交流電源時(shí)會(huì)形成感應(yīng)渦流，并且在一定程度上產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，當(dāng)連接到交流電源時(shí)，中頻爐里的金屬電荷會(huì)降低形成一個(gè)閉環(huán)，并在此基礎(chǔ)之上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而中頻爐內(nèi)金屬制品產(chǎn)生的電荷會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，起到變壓器電阻的作用，相當(dāng)于變壓器的次級(jí)繞組，而由于電荷本身形成的是閉環(huán)，次級(jí)繞組的特征是只有一個(gè)閉合的匝，當(dāng)感應(yīng)電流通過(guò)電荷時(shí)，會(huì)建立有效的中頻磁場(chǎng)，致使中頻爐的熔煉溫度快，冶煉技術(shù)人員可以對(duì)中頻爐設(shè)備進(jìn)行有效合理的控制，從而提高冶金效率。

2 工藝設(shè)備主要用途

2.1 處理完全混合的金屬細(xì)料

在對(duì)有色金屬進(jìn)行冶煉的過(guò)程中，反射爐設(shè)備的主要作用為對(duì)完全混合的金屬細(xì)料進(jìn)行有效處理，并且結(jié)合實(shí)際情況，反射爐在細(xì)料的處理方面具有很大優(yōu)勢(shì)，適用于很多種類的原材料和燃料。

反射爐中的冶煉爐渣經(jīng)過(guò)末端的沖刷繼而水萃出渣水混合物的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，為了對(duì)金屬細(xì)料進(jìn)行有效處理，在反射爐的爐壁上設(shè)置石英槍，并且在水平方向之上安裝排風(fēng)裝置，混合的金屬細(xì)料流經(jīng)管槽直接進(jìn)入到發(fā)射爐中，通過(guò)石英槍裝置向爐中噴入一定量的石英溶劑，并在反射爐傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中安裝渦輪渦桿裝置和電磁抱閘裝置，從而使傳動(dòng)設(shè)備具備一定的靈活性與可靠性，這樣就可以將壓縮空氣吹入爐體中，從而達(dá)到混合金屬細(xì)料的有效處理，通過(guò)重力的相互作用力實(shí)現(xiàn)固液之間分離的效果，并且沖細(xì)料水在實(shí)際的應(yīng)用中可以采取循環(huán)使用的策略。反射爐具備高溫溶體，有效避免爐子在慣性的作用之下而發(fā)生自轉(zhuǎn)，反射爐內(nèi)會(huì)設(shè)置交流發(fā)動(dòng)機(jī)和直流發(fā)動(dòng)機(jī)，正常處理金屬細(xì)料時(shí)使用交流發(fā)動(dòng)機(jī)，處理過(guò)程中發(fā)生事故時(shí)則使用直流發(fā)動(dòng)機(jī)，從而保證反射爐處理金屬細(xì)料過(guò)程的正常進(jìn)行，并且這兩臺(tái)電機(jī)都連接在同一變速箱的主軸上，技術(shù)工作人員在實(shí)際操作過(guò)程中可以有效控制反射爐設(shè)備的故障問(wèn)題，在交流電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，可立刻啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)使風(fēng)口抬離液面。反射爐處理金屬細(xì)料的技術(shù)較為成熟完善，技術(shù)人員只要做好監(jiān)控和把關(guān)環(huán)節(jié)就可以對(duì)混合金屬細(xì)料進(jìn)行有效處理。

2.2 降低金屬電荷

在有色金屬冶煉的過(guò)程中，中頻爐可以對(duì)金屬進(jìn)行熔煉和加熱保溫，而其中最主要的核心則是降低有色金屬內(nèi)部的金屬電荷。隨著冶金行業(yè)的不斷發(fā)展，中頻爐將反應(yīng)槽改變?yōu)閱尾鄄⒙?lián)連續(xù)反應(yīng)，進(jìn)而形成一個(gè)有效的高溫熔煉區(qū)，爐框放置在支撐桿上作為整個(gè)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，在對(duì)有色金屬進(jìn)行冶煉時(shí)，中頻爐的感應(yīng)線圈在高溫的作用之下發(fā)生劇烈的反應(yīng)并熔化，進(jìn)而分離有色金屬與熔渣，線圈的感應(yīng)電流會(huì)降低電荷，致使金屬熔煉得以順利進(jìn)行。技術(shù)工作人員在降低金屬電荷的過(guò)程中，要對(duì)PH等工藝條件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，令空氣會(huì)從高爐轉(zhuǎn)爐的下風(fēng)口中進(jìn)入爐內(nèi)，這樣爐料會(huì)進(jìn)行一定程度的預(yù)熱，而中頻爐較高的傳熱傳質(zhì)條件會(huì)使有色金屬在預(yù)熱過(guò)程中，就能與感應(yīng)電流發(fā)生反應(yīng)降低電荷，并且在此基礎(chǔ)上，中頻爐的燃料能夠充分燃燒進(jìn)而熔煉有色金屬，熱煙氣會(huì)通過(guò)爐料上升到爐頂，在冶煉效率上發(fā)揮較大優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于碳鋼特鋼等的冶煉。

3 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前有色金屬的冶煉效率和技術(shù)在很大程度上得以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展，行業(yè)對(duì)有色金屬的需求量增加，冶金企業(yè)應(yīng)該進(jìn)一步引進(jìn)新的技術(shù)設(shè)備，針對(duì)不同原材料進(jìn)行不同的冶煉方法，對(duì)工藝設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，技術(shù)工作人員需要結(jié)合實(shí)際情況熟練掌握冶煉主要工藝設(shè)備，進(jìn)而有效提高有色金屬的冶煉效率和質(zhì)量。