陳展展，程亞武，徐 琦

（1.大冶有色金屬有限責(zé)任公司，湖北 黃石 435002；2.有色金屬冶金與循環(huán)利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 黃石 435002）

大冶有色金屬有限責(zé)任公司冶煉工藝由奧斯麥特爐、轉(zhuǎn)爐及陽(yáng)極爐組成的火法煉銅工序和電解陰極銅組成的濕法煉銅工序組成。轉(zhuǎn)爐車(chē)間現(xiàn)有5臺(tái)120T轉(zhuǎn)爐，負(fù)責(zé)將冰銅吹煉為礦產(chǎn)粗銅（含銅98.5%～99.5%）［1］。120T轉(zhuǎn)爐規(guī)格為L(zhǎng)11.7×Φ4 m，每臺(tái)爐子54根風(fēng)眼。轉(zhuǎn)爐采用富氧吹煉技術(shù)，工業(yè)氧氣（濃度99.99%）在高壓風(fēng)管內(nèi)與一定比例的高壓風(fēng)（壓縮空氣：氧氣濃度21%）［2］混合稀釋為一定的氧氣濃度的富氧空氣［3］，稀釋后富氧空氣的氧氣濃度即為轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)時(shí)的氧濃。2019年之前該公司轉(zhuǎn)爐氧濃控制在21.5%～22%，工業(yè)氧氣流量（以下簡(jiǎn)稱氧量）控制在500～1 000 m3／h。

1 試驗(yàn)背景

該公司2019全年礦產(chǎn)粗銅目標(biāo)增長(zhǎng)為32.7萬(wàn)t，原工藝條件下，最高22%的氧濃會(huì)限制轉(zhuǎn)爐產(chǎn)能提高，吹煉過(guò)程反應(yīng)受限，反應(yīng)速率較低。為滿足轉(zhuǎn)爐產(chǎn)能，決定進(jìn)行轉(zhuǎn)爐高富氧的吹煉研究，并在1＃轉(zhuǎn)爐進(jìn)行了試驗(yàn)，收到了較好的效果。

2 試驗(yàn)方法

2.1 氧量預(yù)測(cè)

吹煉S期開(kāi)始至篩爐30 min之前，氧量約是1 500 m3／h［4］，篩爐30min之前至出銅30 min之前，氧量約是1 150 m3／h，出銅前30 min以內(nèi)，氧量約是500 m3／h。

2.2 物料組織

由于試驗(yàn)過(guò)程氧化反應(yīng)加劇，為把溫度控制在1 150～1 260℃［5］，石英熔劑、冷料的加入需及時(shí)、充足。實(shí)際吹煉過(guò)程按照單爐180～200 t冰銅（品位54%～57%），30～45 t包冷料，45～90 t冷銅組織生產(chǎn)。

3 研究過(guò)程

1＃轉(zhuǎn)爐于8月11日－8月15日（16爐次－23爐次）進(jìn)行提高氧濃試驗(yàn)，試驗(yàn)期間對(duì)1＃轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)間、冰銅及冷銅冷料處理量［6］、用風(fēng)量、每爐次爐襯損耗等生產(chǎn)工藝指標(biāo)進(jìn)行了研究，具體情況如下。

3.1 氧濃控制

吹煉S期開(kāi)始至篩爐30 min之前控制23.9%～24.4%氧濃，氧量約是1 350～1 600m3／h，篩爐30 min之前至出銅30 min之前控制22.8%～23.6%氧濃，氧量約是800～1 300 m3／h，出銅前30 min以內(nèi)控制22%氧濃［7］，氧量約是500 m3／h，如圖1所示。

圖1 吹煉過(guò)程氧濃控制標(biāo)準(zhǔn)

3.2 生產(chǎn)工藝指標(biāo)

提氧濃試驗(yàn)期間，對(duì)1＃轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并與試驗(yàn)前1＃轉(zhuǎn)爐指標(biāo)對(duì)比，見(jiàn)表1。針對(duì)1＃轉(zhuǎn)爐單包冰銅（重量約21 t）吹煉時(shí)間和吹煉用風(fēng)量，將試驗(yàn)期間數(shù)據(jù)與試驗(yàn)前正常生產(chǎn)期間的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，如圖2、圖3所示。

表1 試驗(yàn)前與試驗(yàn)期間生產(chǎn)指標(biāo)

圖2 1＃轉(zhuǎn)爐相同爐次吹煉時(shí)間對(duì)比

圖3 1＃轉(zhuǎn)爐相同爐次吹煉用風(fēng)量對(duì)比

可以看出，提氧濃試驗(yàn)期間1＃轉(zhuǎn)爐處理量及工藝指標(biāo)提升明顯，每爐次冰銅處理量提高8%；每爐次冷料處理量提高8.3%；每爐次冷銅處理量提高8.3%；單包冰銅吹煉時(shí)間降低5.4%；單包冷料處理時(shí)間降低1.4%；單包冷銅處理時(shí)間降低13%；單包冰銅吹煉用風(fēng)量降低5.2%。

另外，提氧濃吹煉爐溫上升快，爐子熱強(qiáng)度高［8］，對(duì)轉(zhuǎn)爐爐襯消耗量和爐壽命會(huì)有影響，每爐次風(fēng)眼區(qū)爐襯消耗量由試驗(yàn)前的2.43 mm提高為5.3 mm，降低富氧吹煉對(duì)爐襯的影響有待探索。

3.3 作業(yè)制度完善

該公司制定了單臺(tái)轉(zhuǎn)爐22%～25%氧濃作業(yè)制度。

1.S期：吹煉0～70 min，按照25%氧濃、1 800 m3／h氧量配氧；吹煉70～180 min，按照24%氧濃、1 300～1 400 m3／h氧量配氧。

2.B期：吹煉180～270 min，按照24%氧濃、1 300～1 400 m3／h氧量配氧；吹煉270～290 min，按照22%氧濃、500 m3／h氧量配氧；吹煉290～300 min，停止配氧。

4 結(jié) 論

通過(guò)將氧濃從21.5%～22%提高至22%～25%，轉(zhuǎn)爐吹煉反應(yīng)速率相比有了明顯提升，生產(chǎn)效率提高，對(duì)于公司完成提高產(chǎn)能、達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)的生產(chǎn)任務(wù)起到了很大作用。