貴冶陽極爐重油單耗生產(chǎn)實踐

蔣昌波（江西銅業(yè)集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

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貴冶陽極爐重油單耗生產(chǎn)實踐

蔣昌波
（江西銅業(yè)集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

摘要：簡單介紹貴冶二系統(tǒng)回轉(zhuǎn)式陽極爐精煉工序，燃料以及燃燒方式。重油作為陽極爐的主燃料，在工序總成本所占比例最大，降低噸銅油耗，實現(xiàn)降本增效的同時，也有利于低碳清潔生產(chǎn)。結(jié)合日常生產(chǎn)和相關(guān)指標分析，總結(jié)分析影響重油單耗的各種因素，結(jié)合實際生產(chǎn)，制定相關(guān)降低重油單耗的可行性措施，以及實施后取得的效果。

關(guān)鍵詞:陽極爐；燃燒；重油；重油單耗；產(chǎn)量；溫度；措施

1　引言

近年來，隨著江西銅業(yè)集團貴溪冶煉廠（全文簡稱貴冶）“對標國際一流，建銅冶煉標桿工廠”，隨著“低碳生活”［1］概念的提出，到如今的“綠色發(fā)展”，工段、車間乃至整個工廠在生產(chǎn)成本和環(huán)境保護方面面臨巨大的壓力。在陽極爐日常生產(chǎn)過程中，重油是陽極爐的主燃料，重油的燃燒，會伴隨大量碳化物廢氣的產(chǎn)生、排放。針對這一現(xiàn)狀，如果降低重油燃量，可在實現(xiàn)節(jié)能的同時，減少煙氣排放。

2　工藝系統(tǒng)簡述

在銅的火法精煉中，熱能來自于粉煤、重油或天然氣，貴冶二系統(tǒng)陽極精煉工序采用重油為燃料，燃燒裝置由燃燒風道、燃油噴嘴和爐前重油管路組成。重油通過油槍，在油槍噴嘴處被蒸汽打散霧化，與燃燒風機引來的燃燒風在燃燒器內(nèi)霧化［3］，在爐內(nèi)進行燃燒，給陽極爐提供熱能。

陽極爐的作業(yè)周期分等料、氧化、放渣、還原及澆鑄期，除還原期，其它周期均由重油燃燒向爐內(nèi)提供熱能。陽極爐的主能源消耗有重油、液化石油氣、電、壓縮空氣等，其中重油能耗占總能耗70％以上。在常規(guī)的空氣—燃料燃燒時，空氣中的78％的氮氣帶走60％～70％的熱量的同時，也產(chǎn)生大量的碳化物廢氣。

3　2014年重油單耗指標分析及影響因素

3.12014年各月油耗、相關(guān)指標及分析

2014年年產(chǎn)798爐次共計437180.70t陽極銅，年均重油單耗14.49kg/t.cu。2014年各月重油單耗及相關(guān)指標見表1，2014年9月5#6#爐單爐噸銅單耗趨勢圖見圖1。

表1　2014年各月重油單耗及相關(guān)指標

從表1可看出，日產(chǎn)陽極銅越高，澆鑄能力越高的相對的噸銅單耗越低，12月的重油單耗13.20kg/t.cu全年最低。日產(chǎn)陽極銅越高，爐子作業(yè)進度緊湊，縮短了等料時間；澆鑄能力越高，縮短了澆鑄期的高油量保溫時間，都對重油單耗的降低起到了促進作用。

圖1　2014年9月5#6#陽極爐單爐重油單耗趨勢圖

如圖1所示，其中5#6#爐7～11爐次因卡爾多爐停爐檢修，19爐次因系統(tǒng)定修，轉(zhuǎn)爐停爐，產(chǎn)量受影響，延長了等料時間，重油單耗偏高；6# 爐32爐次因卡爾多爐粗銅帶干渣，反復(fù)升溫倒渣延長了氧化周期，造成重油單耗的偏高。

3.2影響重油單耗的相關(guān)因素

主任給副主任評獎，隨意增加獲獎名額，評獎結(jié)果不公示……針對近日公布的第九屆四川文學獎評獎結(jié)果，攀枝花詩人曾蒙發(fā)文，認為“評比過程存在漏洞，監(jiān)督機制形同虛設(shè)，評選過程缺乏公正性”。

影響重油單耗的工藝原因主要有燃燒工況、作業(yè)進度及日常生產(chǎn)的其它因素。結(jié)合生產(chǎn)，影響油耗的工藝原因大致有表2所列的幾個方面。

表2　影響重油單耗的因素

結(jié)合日常生產(chǎn)，影響重油單耗的主要因素中產(chǎn)量波動、出銅溫度高對重油單耗的影響較大，其次原料粗銅品質(zhì)、燃燒工況對油耗也有較大的影響。

4　控制重油單耗的相關(guān)措施

4.1降低出銅溫度

根據(jù)實際生產(chǎn)情況，經(jīng)多次檢測，當澆鑄包內(nèi)銅水溫度≥1130℃即能保證澆鑄正常，而銅水從出銅口、經(jīng)活動溜槽、固定溜槽、中間包、至澆鑄包的溫降約50℃。修訂原出銅溫度1210±10℃為1180±5℃，根據(jù)還原期鼓入液化石油氣的升溫效果，氧化終點目標溫度也下調(diào)至1130℃。出銅溫度的下調(diào)，降低了各個周期的燃油量，降低了燃油總量，也就降低了噸銅燃耗。

出銅溫度的降低，通過對活動溜槽、固定溜槽的改進及加強保溫，減少熔體流動時的熱量散失，減少溫降。工藝、設(shè)備的預(yù)防性檢修保證澆鑄系統(tǒng)故障率、提高澆鑄速度，縮短單爐澆鑄時間，確保澆鑄周期的順行。

4.2粗銅要求

陽極爐粗銅來自于轉(zhuǎn)爐和卡爾多爐，因工藝的不同，對上道工序的要求也不同，根據(jù)轉(zhuǎn)爐與陽極爐的作業(yè)周期，轉(zhuǎn)爐來料300～320t/爐，可以較好地平衡且滿足陽極爐生產(chǎn)。粗銅溫度1140℃、大鼓炮銅，經(jīng)85t行車吊運到陽極爐，之間轉(zhuǎn)爐倒銅、行車吊運、進料的過程中伴有自然氧化過程，而氧化是個放熱過程，補償了吊運過程中的熱散失，進料后稍氧化放渣就能直接進入還原期，縮短了氧化升溫時間。對卡爾多爐，要求不得帶干渣，避免爐內(nèi)干渣倒不出反復(fù)升溫放渣延長作業(yè)周期。

在整個陽極爐作業(yè)周期中，等料期占整個周期的60％的作業(yè)時間，粗銅品質(zhì)的穩(wěn)定，等料期就可以根據(jù)爐內(nèi)銅量，穩(wěn)定、合理地設(shè)定燃油量，能較好地控制滿爐時實際溫度與目標溫度相當，減少了熱能的浪費。

4.3提高澆鑄能力

陽極爐配備的雙M-18模圓盤澆鑄系統(tǒng)的設(shè)計能力為110t/h，2014年實際澆鑄能力102t/h，澆鑄能力還有提升空間。澆鑄能力的提高，進一步縮短澆鑄時間，縮短澆鑄期的高油量保溫時間，也有利于溫降后的澆鑄作業(yè)順行。

通過活動溜槽和固定溜槽改進、出銅口的管理、包子的規(guī)范制作［4］、點檢的預(yù)防提前更換關(guān)鍵備件及澆鑄參數(shù)優(yōu)化調(diào)整。2015年月均澆鑄速度最高111.24t/h達到設(shè)計能力，年均澆鑄速度107.36t/h，單爐澆鑄時間從2014年的5.36h降低到2015年的5.12h，單爐減少澆鑄期15min，進一步縮短了澆鑄期。

4.4改善燃燒效果

爐內(nèi)溫度的高低是保證爐子正常工作的重要條件，而決定爐內(nèi)溫度的最基本因素是燃料燃燒時燃燒產(chǎn)物所能達到的溫度［5］。提高燃燒效果，提高燃燒溫度。

霧化蒸汽、重油噴嘴是否暢通，爐體出口Z型煙道、燃燒器是否堵塞、爐內(nèi)壓是否正常都是燃燒效果的影響因素。為避免重油的浪費，定期清理燃燒器，油槍檢查更換油槍噴嘴，合理組織生產(chǎn)，適當?shù)娘L油比、爐膛壓力控制，減少燃燒熱能的損失。

根據(jù)轉(zhuǎn)爐來料周期，轉(zhuǎn)爐進第一爐料后滿半爐，爐子提前進入升溫操作，此時爐內(nèi)銅量不多，爐內(nèi)有效爐膛空間大，燃燒效果相對較好，能較快地提升銅水溫度至目標溫度，避免滿爐時因銅水溫度不夠，在升溫過程中因爐膛空間的狹小，燃燒空間不夠，燃燒效果受影響，造成燃料的浪費，也延長了氧化作業(yè)周期。

5　實施效果

5.1指標分析及節(jié)能效果

截止2015年10月底共計產(chǎn)694爐次計378989.51t正品陽極銅，其中重油單耗及其相關(guān)指標見表3。

表3　2015年各月重油單耗及相關(guān)指標

較2014年，2015年通過降低出銅溫度，澆鑄能力的提高和合理組織生產(chǎn)對重油單耗有較大的優(yōu)化，最佳為4月10.17kg/t.cu，年均噸銅油耗11.47kg/t.cu。

按重油單價3500元/t，年產(chǎn)43萬t陽極銅，由表3可知，可直接產(chǎn)生的年經(jīng)濟效益為454.5萬元，節(jié)約1298t重油。

5.2污廢氣體排放量大幅減少

重油單耗的降低，減少了單位時間內(nèi)重油消耗量，也減少燃燒風總量，從而減少了碳化物廢氣產(chǎn)生、排放，如表4所示。

表4　排煙總管煙氣檢測數(shù)據(jù)對比

5.3降低了爐襯損耗

出銅溫度整體降低后，通過對爐體關(guān)鍵點，風口區(qū)、端墻、渣線及其它部位測溫，發(fā)現(xiàn)爐殼溫度有明顯下降。以6#爐為例，出銅溫度降低前后的4次檢測不同爐殼位置的溫度變化見圖2。

圖2　6#爐出銅溫度降低前后的爐殼溫度變化

結(jié)合耐火材料的特性，溫度下降有利于降低耐火磚的消耗，降低了爐襯損耗，有利于爐壽命的維護［6］，保證了爐子長作業(yè)周期的安全。

6　結(jié)束語

一年來，貴冶二系統(tǒng)陽極爐重油單耗有了明顯的下降。如要進一步提升節(jié)能和清潔生產(chǎn)水平，純氧燃燒技術(shù)［7］應(yīng)用以及清潔能源天然氣的使用，將是下一步努力的方向。

參考文獻：

［1］向章婷.淺議低碳生活的推廣路徑［J］.重慶科技學院學報（社會科學版），2011（1）:73-74.

［2］鄧敏隸.貴冶新30萬t陽極爐工序循環(huán)水系統(tǒng)［J］.銅業(yè)工程，2008（1）:33-34，53.

［3］李文峰.固定式陽極爐燃燒系統(tǒng)的改進［J］.銅業(yè)工程，2013（5）:25-28.

［4］馬楊軍.陽極澆鑄用包子制作與烘烤方式的改進［J］.銅業(yè)工程，2015（2）:16-17，96.

［5］貴溪冶煉廠.貴溪冶煉廠熔煉車間二系統(tǒng)陽極爐培訓教材［E］.貴溪:貴溪冶煉廠，2008:34-35.

［6］黎渡.提高轉(zhuǎn)爐爐齡生產(chǎn)實踐［J］.銅業(yè)工程，2014（3）:11-13.

［7］蘇峰，王彤，黃永峰.清潔、高效、節(jié)能銅陽極爐生產(chǎn)實踐［J］.銅業(yè)工程，2013（1）:31-34.

Production Practice on Heavy Oil Consumption of Anode Furnace at Guixi Smelter

JIANG Chang-bo
（Guixi Smelter，Jiangxi Copper Corporation，Guixi 335424，Jiangxi，China）

Abstract:This paper introduces the rotary anode furnace refining process，fuel and combustion mode of No.2 System at Guixi smelter.As the main fuel of anode furnace，heavy oil takes up the largest proportion of the total cost in the process.Reducing the tons of copper consumption，realize the authors efficiency at the same time，It is helpful for low carbon clean production by reducing the oil consumption，reducing the cost and increasing the efficiency.According to the daily production and relevant index analysis，this paper summarizes the various factors affecting the heavy oil consumption.The feasible measures of reducing heavy oil consumption have been implemented，and the effect of these measures have been analyzed.

Keywords:anode furnace；combustion；heavy oil；heavy oil consumption；output；temperature；measures

中圖分類號：TF806

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3842（2016）02-0061-03

收稿日期：2015-12-21

作者簡介：蔣昌波（1984-），男，江西廣豐人，學士學位，主要從事銅冶煉等方面的工作。E-mail:jiangchangbo@gy.jxcc.com