“你們實(shí)現(xiàn)了一代人的夢(mèng)想”
——記豫光金鉛首家工業(yè)化應(yīng)用雙底吹連續(xù)煉銅技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐之路

趙體茂｜文

一直以來，我們國家的有色冶煉技術(shù)人員都有一個(gè)夢(mèng)想，那就是實(shí)現(xiàn)銅冶煉的連續(xù)冶煉。今天，這個(gè)夢(mèng)想終于在豫光開花結(jié)果。2014年2月，豫光世界首家將“雙底吹”連續(xù)煉銅技術(shù)成功產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐。2016年，經(jīng)過兩年的生產(chǎn)實(shí)踐，吹煉爐一期爐齡達(dá)到16個(gè)月，陰極銅產(chǎn)能突破11.5萬噸。同時(shí)，也摸索出一套陽極爐適合所產(chǎn)粗銅的操作方式等。2016年12月28日，“YG”牌A級(jí)銅在上海期貨交易所（SHFE）成功注冊(cè)。2017年4月27日，該產(chǎn)品再次成為倫敦金屬交易所（LME）注冊(cè)品牌，成功走向國際高端市場。

2012年7月，懷著偉大的夢(mèng)想，豫光人在660畝熱土上揮灑汗水，開始了雙底吹連續(xù)煉銅項(xiàng)目建設(shè)。2014年2月，伴隨著響亮的鞭炮聲，該項(xiàng)目順利投料試產(chǎn)。如今，歷經(jīng)三年的生產(chǎn)實(shí)踐，攔路虎逐步攻破，昔日的難題變成了控制的訣竅，系統(tǒng)產(chǎn)能得到充分釋放，年產(chǎn)高純陰極銅12萬噸，超過設(shè)計(jì)產(chǎn)能。氧氣底吹連續(xù)吹煉爐首爐壽命為16個(gè)月，是現(xiàn)有P-S轉(zhuǎn)爐吹煉的爐襯壽命的5倍，大幅度降低粗銅單位耐材消耗，使產(chǎn)業(yè)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行得到了保證。

2016年10月10日，雙底吹連續(xù)煉銅技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)與應(yīng)用科技成果評(píng)價(jià)會(huì)在濟(jì)源舉行。會(huì)上，評(píng)價(jià)委員會(huì)組長、中國工程院院士邱定蕃激動(dòng)地說：“你們實(shí)現(xiàn)了一代人的夢(mèng)想！”

2017年4月27日，“YG”牌A級(jí)銅正式成為倫敦金屬交易所（LME）注冊(cè)品牌，成功走向國際高端市場。這是繼2016年12月28日，“YG”牌A級(jí)銅在上海期貨交易所（SHFE）成功注冊(cè)后的又一大喜訊！

技術(shù)創(chuàng)新

從目前世界煉銅技術(shù)來看，銅锍吹煉90%以上的產(chǎn)能仍沿用已有百年歷史的P-S轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)，但該技術(shù)存在低空污染、間斷作業(yè)、爐襯壽命短、耐火材料單耗高等嚴(yán)重缺點(diǎn)。為加快銅冶煉技術(shù)升級(jí)，豫光積極創(chuàng)新，2008年開始嘗試富氧雙底吹連續(xù)煉銅新技術(shù)。實(shí)踐證明，該技術(shù)在投資、運(yùn)行成本等方面都較閃速熔煉和其他熔池熔煉要少?！叭绻軌?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，絕對(duì)處于世界煉銅技術(shù)的領(lǐng)先地位！”董事長楊安國高瞻遠(yuǎn)矚道。

技術(shù)上一般遵循的是“先立后破”的規(guī)律，只有下大力氣，“破”字當(dāng)頭，才能為有色金屬行業(yè)的技術(shù)升級(jí)推波助瀾。2012年5月，豫光結(jié)合設(shè)計(jì)方，進(jìn)行了為期26天的冷態(tài)銅锍富氧底吹連續(xù)吹煉半工業(yè)試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了銅锍底吹連續(xù)吹煉工藝完全可行。

短短的26天時(shí)間，歷史不會(huì)忘記，豫光為銅冶煉工藝書寫了濃墨重彩的一筆，試驗(yàn)爐為雙底吹連續(xù)煉銅開創(chuàng)了嶄新的時(shí)代！全國工程勘察設(shè)計(jì)大師蔣繼穆在接受采訪時(shí)指出：該試驗(yàn)的成功，是具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的底吹連續(xù)煉銅產(chǎn)業(yè)化成功應(yīng)用邁出的寶貴一步，而這一步已經(jīng)足以和雙閃煉銅工藝相媲美。

冷銅锍底吹連續(xù)吹煉試驗(yàn)成功后，豫光迅速著手建設(shè)冶煉渣處理技術(shù)改造工程，成為行業(yè)第一家將銅锍底吹連續(xù)吹煉工藝應(yīng)用于綜合回收銅及有價(jià)金屬的冶煉企業(yè)。

2014年2月28日，豫光首創(chuàng)、國內(nèi)第一條雙底吹連續(xù)煉銅技術(shù)順利進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)。4月23日，生產(chǎn)線順利拉通，產(chǎn)出了濟(jì)源工業(yè)史上第一塊A級(jí)銅。

豫光金鉛股份公司副總經(jīng)理王擁軍自豪地說：“全國最先進(jìn)的底吹技術(shù)在豫光，最廣泛的底吹技術(shù)仍在豫光，我們有試驗(yàn)爐做平臺(tái)，又有各種專業(yè)人才做基礎(chǔ)，所有的底吹技術(shù)在豫光都將成功突破?！?/p>

這個(gè)新技術(shù)至為重要的是，成功實(shí)現(xiàn)了銅冶煉行業(yè)連續(xù)吹煉爐內(nèi)粗銅、白鈹、銅锍、吹煉渣等各物相對(duì)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)吹煉，完全解決了低空污染問題，對(duì)世界銅冶煉技術(shù)的發(fā)展具有重要的引領(lǐng)作用。

裝備創(chuàng)新

在創(chuàng)新的道路上，豫光一直是個(gè)實(shí)踐者，是讓夢(mèng)想落地的開拓者。

針對(duì)雙底吹連續(xù)煉銅新工藝，豫光研發(fā)了適用于熱態(tài)銅锍底吹連續(xù)吹煉工藝條件的吹煉裝置，開發(fā)了吹煉爐爐體技術(shù)、長壽命耐火材料內(nèi)襯技術(shù)、長壽命氧槍技術(shù)以及粗銅口快速修補(bǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了吹煉爐長爐期、高作業(yè)率運(yùn)行。

2014年，吹煉爐試產(chǎn)期間銅口、氧槍壽命短，氧槍運(yùn)行壓力低容易堵塞等成為持續(xù)生產(chǎn)的障礙。“為解決堵塞問題，光氧槍就改了18次，后來改用了高壓氧氣加氮?dú)猓鯓尩膲勖诺玫搅艘欢ǖ奶岣??！庇翊ㄒ睙拸S設(shè)備負(fù)責(zé)人張紅星說。

2016年春節(jié)，為了陰極銅年任務(wù)突破11萬噸，玉川冶煉廠再次吹響了提產(chǎn)的號(hào)角。但真正進(jìn)入提產(chǎn)狀態(tài)后才發(fā)現(xiàn)，由于工程設(shè)計(jì)限制，氧槍堵塞現(xiàn)象再次出現(xiàn)。張紅星說：“這次我們又對(duì)氧槍進(jìn)行了12次的改進(jìn)試驗(yàn)，并對(duì)槍座、供氣管路進(jìn)行了改造，熔煉爐處理量同比增加18%，吹煉爐有效處理量穩(wěn)定在20噸/小時(shí)以上，年產(chǎn)合格陰極銅11.5萬噸?！?/p>

曾經(jīng)，銅口磚因銅液的高溫沖刷及燒氧操作，造成內(nèi)層銅口磚的損傷，常規(guī)方法是更換全套銅口磚，耗時(shí)需要近6個(gè)小時(shí)，且高溫條件下勞動(dòng)強(qiáng)度大。于是，豫光自主創(chuàng)新銅口修補(bǔ)，利用一定配比的熱補(bǔ)料和黏合劑，穩(wěn)定自動(dòng)流入銅口磚內(nèi)部并凝固成型，不到1小時(shí)，便可修復(fù)好銅口磚，更換周期從12天增至30天，節(jié)省了材料成本，提高了吹煉爐的作業(yè)率。

操作創(chuàng)新

實(shí)踐最能檢驗(yàn)真理。雙底吹連續(xù)煉銅技術(shù)在生產(chǎn)中不斷得到創(chuàng)新，豫光人摸索出了一套適合自己的、獨(dú)具特色的操作方式。

提起造熔池技術(shù)，主管工藝的劉素紅甚是自豪。底吹爐常規(guī)造熔池的方法熔化速度比較慢，一般需要1～2天。而豫光自主研發(fā)的快速造熔池技術(shù)利用底部氧槍快速熔化銅锍，僅僅7個(gè)小時(shí)就造好了熔池，時(shí)間縮短了80%。

還有，本是行業(yè)常規(guī)的回轉(zhuǎn)式陽極爐，但因?yàn)樵ス馑a(chǎn)粗銅含硫是行業(yè)的10倍，這對(duì)陽極爐的生產(chǎn)提出了非常苛刻的要求，試產(chǎn)期間，氧化還原時(shí)間持續(xù)在10～12小時(shí)之間。由于精煉時(shí)間長，爐次不能保證，經(jīng)常造成吹煉爐憋爐，影響產(chǎn)量。面對(duì)這種無前車之鑒的難題，技術(shù)人員繼續(xù)發(fā)揚(yáng)自主創(chuàng)新的精神，硬是摸索了半年的時(shí)間，將氧化還原時(shí)間縮短為3小時(shí)，陽極板品位、合格率分別穩(wěn)定在99%以上，成為行業(yè)里的一個(gè)奇跡。中國恩菲的專家贊賞道：豫光這套陽極爐的操作方法足以申請(qǐng)專利。

在之后的生產(chǎn)中，面對(duì)電解液含砷嚴(yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致陰極銅品質(zhì)不能得到很好提升的問題，試產(chǎn)人員再次皺緊了眉頭。為了有效降低電解液含砷，他們從源頭抓起，控制陽極爐高砷銅加入量，對(duì)脫銅槽進(jìn)行改造，降低脫銅功能加大脫砷效率等。最終，電解液砷含量由2015年年初的38克/升降低至目前的10克/升以內(nèi)，脫砷效率達(dá)到80%。

隨著電解液成分的不斷優(yōu)化，再加上鍥而不舍地進(jìn)行了沉砷劑試驗(yàn)、和瓦試驗(yàn)、阿維酮試驗(yàn)等。如今，陰極銅銷售合格率大幅提升。

生產(chǎn)穩(wěn)定后，利用吹煉爐使用高氧濃和全熱態(tài)銅锍生產(chǎn)時(shí)的過剩熱量，處理大于60%品位的再生銅，在不增加煤及其他燃料的基礎(chǔ)上，可使再生銅與原生銅比例達(dá)1∶1，使雙底吹連續(xù)煉銅技術(shù)成為世界上“原生銅與再生銅相結(jié)合的連續(xù)煉銅新技術(shù)”。

（本文作者系豫光玉川冶煉廠廠長）