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1、姓名:谈存伟工种:火法冶炼工 申报级别:技师 单位:白银有色集团股份有限公司第三冶炼厂【摘要】:本文通过对烧结炉料在焙烧烧结过程中透气性影响因素的 分析和探讨,找出主要影响是炉料成分和比例、炉料加水、混合与 制粒效果、适宜的鼓风条件等因素,以提高炉料透气性,稳定生产 条件,优化工艺指标。【关键词】:炉料透气性成分混合制粒鼓风强度1、前言我厂采用密闭鼓风炉(ISP)冶炼铅锌工艺,烧结过程 主要是物料氧化脱硫和产出符合指标要求的合格的烧结块。为稳定氧化焙烧过程,促进反应有效进行,保证烧结炉料具 有良好、稳定的透气性显得尤为重要。炉料透气性差,床层 阻力大(料层厚度一定),风箱压力偏高,供风量不足,
2、鼓 风强度小,造成垂直烧结速度慢,焙烧反应差;造成烧穿点 后移,残硫高,结块差,环境差。长时间得不到改善,将恶 化操控条件;精矿处理量上不去,结块率偏低,严重影响ISF 炉正常连续生产。下面就影响烧结炉料透气性的因素作相关分析,以改善 和稳定生产条件,优化工艺参数。2、原因分析:透气性,即炉料的疏松度,表示为在单位面积炉篦上(对 一定厚度料层),单位时间内通过鼓风量大小,一般可结合 鼓风量和风箱压力来表现其特征。影响烧结炉料透气性的因 素主要有:2.1原料的物化特性及比例烧结采用混合精矿、单一铅、锌精矿原料配料,随着矿 山企业的生产模式变化和采购思路的改变,冶炼企业选用的 不同矿点的混合矿日益
3、增多,其占总矿量的比例呈逐年上升 趋势。就ISP冶炼方式,发挥了其技术优势和特点,也带来 生产组织困难,主要影响因素有:1、其矿源杂,矿种多,供矿量不稳定。随配入比例增 加造成精矿混合均匀性差,金属品位波动大。2、各矿点的精矿粒度差异大。粒级不同(如表1),带 来各矿种间粘性、亲水性的差异,在混合过程其相互融合性 较单一矿种要表现差许多,影响精矿均匀程度。同时引起炉 料成球效果的差异,混合矿成球率适中,较单一铅、锌精矿 差,各种矿源混杂会使成球率急剧降低,造成炉料透气性恶 化。表1精矿原料粒度分析矿种 1234567粒度 908894.586978493(%)3、混合矿金属品位波动较大,特别是
4、Pb+Zn品位低, 造成烧结块品位低,其主品位Pb+Zn在56%-58%范围,较 以往58%-62%下降2-4%同时混合矿原料中硫含量较单一 铅、锌精矿要低一些,而杂质元素SiO2较高,在烧结过程 中生成的低软化点硅酸盐粘结相,会造成炉料空隙降低,使 反应界面变得密实,鼓风阻力增大,阻碍反应有效进行,炉 料透气性变差。生产过程中,精矿与返粉投用比例失调也对炉料透气性 造成一定影响,精矿量比例增大,与返粉表面接触粘结厚度 增加,会造成相互粘合力下降,成球效果变差;同时大量精 矿分散在炉料中,堵塞炉料空隙,增大空气穿过阻力,引起 透气性下降。同时在烧结过程中分散精矿集中燃烧,使炉料 过早烧结,表面
5、结壳,炉料透气性急剧变差。返粉投用量比 例小,亦产生同样结果。2.2炉料的混合与制粒/烧结常采用圆筒混合制粒机进行混合制粒成球。设备 采用2800*9000mm圆筒混合制粒机,其造成效果与圆筒 内部结构,转速,给料量等因素有关。在圆筒内部结构上,最早使用铸铁耐磨内衬,衬板间安 装08mm钢棒做扬料板,间距150mm。在使用过程中发现, 炉料扬料效果较差 基本在距底面600mm位置做轨道运动, 翻动不剧烈。同时精矿粘结筒体内壁严重,筒壁变得光滑, 挂料作用丧失,且带来清理困难,清理时间长,运行周期短 的不利因素。同时衬板磨损严重、易掉落、维修量大。分析 原因主要是(1 )内衬材料耐磨强度不够,在
6、炉料激烈翻动 过程中易造成磨损变形。(2)扬料板规格及间距不合理,0 8mm钢棒做扬料板起不到挂料和扬料作用,炉料扬起高度 不够,扬起炉料量也较少,不足以造成炉料充分混合,在外 加机械力作用下制粒效果不佳。圆筒转速对物料的制粒影响较大,转速过高,物料受离 心力作用而附在筒壁上,不能很好的混合制粒,且易造成内 壁粘结精矿;转速过低,物料扬起程度不够,制粒效果差。 合理的圆筒转速与圆筒直径、内部结构及物料水分和粘结性 等有关,通过大量的生产实践和摸索,在严格控制炉料水分 和保持较稳定给料量的情况下,圆筒转速变化不大时,筒体 内部结构是影响炉料透气性的主要因素。2.3炉料粒级精矿与返粉经充分混合、制
7、粒,形成一定大小的“球团” 该“球团”的强度、形成比例的均匀性充分体现了炉料所具有 的透气性好坏,也反映了炉料中的精矿和返粉粒级对炉料透 气性的重大意义。精矿粒级一般要求200目(0.074mm ) 在85%以上,粒级愈细,愈容易粘附在返粉表面,形成粘 合性好的均匀薄层,在燃烧过程中能保持反应界面速率稳 定,有稳定炉料透气性的作用;且粒级越均匀越好,精矿均 匀分布,使炉料有很好的孔隙率,从而保证炉料透气性。返 粉是制粒的核心,其粒度是影响烧结炉料透气性的重要因 素。粒级过小,相互间空隙小,密实度增大,料面穿过空气 量少,造成料层透气性小,床层阻力大;粒级过大,精矿与 返粉接触面积小,相互间粘合
8、力差。使制团效果差,且易发 生偏析,影响烧结效果。表2 近期粒级测定结果粒级()取样91#7.514.738.033.46.42#8.815.538.532.54.73#11.120.538.226.05.24#4.435.039.012.19.5上表中,样1#、2#是生产中保持较稳定炉料透气性时的 粒级;3#为3mm粒级比例增大,透气性有所变差的粒级; 4#表明当炉料两极分化严重时,3mm和9mm粒级比例急 剧增加,炉料透气性变得相当差,鼓风压力持续偏高。生产 实践表明,鼓风烧结时,要保持较好的炉料透气性和反应效 果,作为制粒成球的“核心”粒级要大小适中,均匀性越稳定, 与精矿粘合性越强,其
9、制粒效果越明显。生产过程中,大量返粉循环使用,造成返粉粒级出现均 匀度下降甚至两极分化现象的原因主要是烧结块强度不够、 返粉配比大和破碎过程控制不到位。烧结过程炉料透气性不 稳定,造成垂直烧结速度波动,烧结过程平稳性下降,或过 早结块或延缓反应时间,都将造成块强度降低,粉料多;返 粉配比大,精矿与之粘合有限,成球率低,烧结不完全,导 致返粉量增大。在破碎中,合理调整破碎机辊间间隙非常重 要,特别是波纹辊和光面辊的间隙控制,对粒级影响较大。 过小,粒级变得碎小;过大,大粒级返粉比例急剧增加,严 重影响炉料制粒。炉料粒级跟辊面平整度、磨损程度和油压 大小也有关。滚面平整,辊间距均匀,破碎后粒级比例
10、均匀; 磨损程度越大,辊间距越不易保证,影响粒级。一般通过控 制移动滚油压调整辊间隙,粒级过大,增大油压;反之则降 低。2.4水分的影响水分的加入量对炉料透气性起很重要的作用。不仅改善 混合炉料的均匀性,防止过早烧结,使反应均匀进行,还起 到减少运输中扬尘问题。合适的水分能带来炉料的最大的透气性。图11-炉料堆密度;2-炉料透气性由上图可知,当炉料润湿到一定程度,会具有最小的堆 积密度,也就是具有最大的容积,这时透气性最好。对炉料 来讲,加水后的湿润程度与加水时间、加水点及加入量大小 有直接关系。冷却圆筒加水,对返粉湿润是最为重要的,大 量返粉经布水后,不仅表面湿润,随运输过程部分水渗透入 返
11、粉内部形成结晶水,随后续水量进一步加入,返粉间水膜 张力增大,由水膜变成较为紧密的水网。此时布水效果最好, 其吸附粘结精矿最强,制粒造球效果最佳。生产过程中冷却 圆筒加水量最大,要尽可能使返粉充分润湿,一次混合机适 量加水,以补充过程损失水,而二次混合制粒机则根据炉料 润湿状况进行调整。操作中发生炉料忽干忽湿甚至跑稀现 象,就是各点加水量大小控制不稳定造成的,其严重影响炉 料透气性能,造成烧结操作条件不稳,点火效果时好时坏, 风机压力波动大,过程控制困难。2.5适宜的鼓风条件烧结是强氧化过程,鼓风量的大小直接影响炉料的反应 效果,合理的鼓风强度能保证炉料在焙烧过程中有稳定的透 气性(即床层阻力
12、)和良好的燃烧性。否则会引起床层阻力 急剧变化,从而影响送风量和鼓风强度。生产实践中表现出 鼓风压力偏高(特别1#、2#风机),鼓风量不足,主要原因 是:(1 x供风条件不足,鼓风强度偏低,特别是头部3#和 5#风箱,带来垂直烧结速度上不去,床层温度不高,延缓反 应过程。(2)、烟罩内总风量不稳定,波动频繁,造成PsO2、PO2 比例失调和各风机鼓风量不平衡。过大,炉料过早烧结,块 夹生,强度变差;过小,将直接影响垂直烧结速度,致使床 层温度低,烧穿点位置严重后移。同时结块率下降,后部控 制条件变坏。(3)风箱压力决定于料层对空气阻力,即料层的透气 性。在料层性质不变时,风压随反应进行不断增大
13、,在焙烧 时最大,随烧结块增多其透气性增大而逐步降低。适宜的风 压保证了料层的最大透气性。过小,透过料层空气最少,烧 结垂直速度慢,床层温度(料层中的实际温度)低,造成脱 硫不完全,残硫高;过大,易造成料层局部穿孔(俗称跑风),使烧结过程变坏。同时降低SO2浓度而不利于制酸。表3各风机鼓风压力及风量配置风机配置风箱风量(m3/h)压力(pa)鼓风强度(m3/m2-min)11#-2#12000-175004500-650017.332#3#-5#24000-275005500-680018.993#6#-10#28500-310004500-550016.394#11#-15#3500-45003结束语通过对烧结过程影响因素的分析探讨,制定相应保证和 改善措施,烧结炉料透气性得到明显改善。床层阻力有效降 低,各风机压力回归正常,有效风量得到保障;生产过程整 体趋于良好,床层温度进一步提高,烧穿点位置保持稳定, 精矿处理量保持稳步提升。参考文献:1 陈国发主编,重金属冶金学,M.冶金工业出版社,1990.122 彭容秋主编,锌冶金,M.中南大学出版社,2005