更全的杂志信息网

锥头底吹铅还原炉炉体的改造实践

更新时间:2009-03-28

2013年7月河南豫光金铅股份有限公司熔炼厂底Ⅱ还原炉系统投产,该还原炉参照QSL炉的设计理念和底吹炉铅口区退砖设计,由该公司自行设计的锥头沉铅还原炉,因场地所限,将渣口、铅口集中在还原炉的东侧,渣口在炉体上,铅口在同侧的端墙上[1]。锥头铅还原炉放渣口距氧枪距离较远,造成渣口温度低、熔渣流动性差、放渣难;被迫采取加大天然气用量,提高炉温、增强熔渣流动性;增加碳粒消耗维持渣铅指标,造成锥形底吹铅还原炉成本偏高;还原炉工艺烟气温度过高,脉冲收尘器入口烟气瞬间仍达到230℃以上,导致脉冲收尘器滤袋烧糊、破损现象时有发生,尾气含尘指标直达上限,严重制约生产。

沟通上的障碍,往往会给工作开展带来不必要的麻烦。通过学习哈佛管理课程,我对如何进行有效的沟通有了更加深刻的认识。下面是我的一个案例,案例中的我没有进行有效沟通,给自己带来了不小的麻烦。

1 锥头铅还原炉

该锥头铅还原炉设计的理念是:Φ3 000 mm的还原炉,去除炉体50 mm炉体钢板、400 mm耐火砖的厚度,有效转炉直径仅为Φ2 100 mm,为保证沉铅区高度,将铅口虹吸道区域设计成锥头,降低炉体氧枪反应区铅层的相对厚度,使氧枪反应区域深入渣层,提高吹炼效果[2]。锥形底吹铅还原炉的设计结构如图1所示。

  

图1 锥头还原炉结构示意图

公司现有3台在线运行底吹还原转炉炼铅装置,只有底Ⅱ系统的还原炉采用锥头设计,3台铅底吹还原炉的外形尺寸对比见表1。

渣口、铅口集中在一端锥形部位,因氧枪距放渣口位置较远(4 122 mm,其它炉窑3 100 mm)、顶部所加碳粒还原不充分等原因,需提高天然气和碳粒用量,增加炉温保证熔渣的流动性,造成该炉能耗指标较高。

 

表1 该公司3台底吹铅还原炉相关尺寸对比表 mm

  

序号 项目名称 底Ⅰ还原炉 底Ⅱ还原炉 直炼还原炉1还原炉外形尺寸 Φ3 000×50×12 000 Φ3 000×50×14 000 Φ3 120×60×21 500 2渣口中心距最近的氧枪中心距离 3 174 4 122 3 100 3渣口中心距辊圈边缘的距离 1 860 2 122 1 575 4氧枪(距渣口最近的)距辊圈边缘的距离 870 1 150 1 095 5渣口中心距炉壳端部的距离 0 568 1 490 6辊圈边缘距炉端墙最近的距离 1 860 2 690 3 065 7渣口距加料口距离 6 650 6 765 7 290 8渣口中心与铅口的距离11 855 423 1 030

2 锥头铅还原炉的优化方案

根据底Ⅱ锥头铅还原炉的运行状况,提出以下几种装备优化方案。

Comparison and analysis of strong precipitation simulation capability of Morrison and Milbrandt-Yau

2.1 优化现有锥形变径段装备的升级

在该还原炉铅口上方的炉墙上增加补温喷枪,从液面加热提高还原炉变径部位熔渣的温度,解决渣温低、流动性差、放渣困难的问题。

优点:(1)工期、费用:现有炉型不需要进行改造,炉体砌筑时将补温喷枪位置预留,改造与大修同步,投资费用低;(2)温度:安装喷枪补温,适当提高变径段的熔渣温度,增加熔渣的流动性,便于放渣。

优点:(1)工期:现有炉型结构不需要进行改造,用异型砖衬平,改造与大修同步;(2)温度:变径段容积变小,沉铅量相对减少,熔铅热量吸收少,相对提高熔渣温度。

2.2 用异型砖衬平锥形变径段,增加底吹氧枪补热

不足:东端墙喷枪补温将造成还原炉的能耗指标、成本的进一步增加。

1.还原炉Φ480 mm×20 mm下料口装置向出烟口平移[3](含下料口法兰、水套、冷却水路改造),将原下料口法兰及座体切割后,用新挖的炉体钢板封堵原下料口炉体切割位置。

不足:(1)炉壳变径部位下部距减速机顶部距离较小(300 mm),无法安装氧枪补热;(2)变径区域安装氧枪,砌砖结构复杂、稳定性差;(3)变径段异型砖规格多、数量少,造成模具费用较高,改造费用较高;(4)变径段异型砖长度不一,全部用电熔镁铬砖填充,费用较高;若炉衬用标砖,标砖与炉壳间用一般耐火材料填充,两者导热系数不一,可能造成炉衬标砖崩裂损伤。

2.3 用圆筒炉体替代锥形段

优点:(1)增加炉壳距减速机顶部之间的距离,便于新增氧枪的安装;(2)在改造后的平段增加底吹氧枪,用于补热和渣铅分离;(3)解决变径段的砖层厚薄不一的问题;(4)减少变径段熔渣量,降低热量吸收,提高熔渣温度。

2.炉体长度不变。炉体长度不变同样存在渣口中心距氧枪中心较长(4 100 mm),熔渣温度偏低,如何增加熔渣流动性、降低天然气消耗成为需要解决的首要问题。

针对行政问责主体单一的问题,应充分发展多元化行政问责主体。一方面,我国公民应充分发挥自身的问责作用,积极监督政府行政人员的行为。另一方面,人大代表、社会媒体等都应该积极参与到监督政府行为中,积极推动行政问责制的发展,规范行政人员的行为。此外,针对行政问责客体模糊的问题,政府行政部门应当明确划分各自的职能,细化不同部门的分工,甚至具体到每个员工、每个岗位的责任。在这种情况下,一旦某个环节出现问题,问责主体可以及时找到相关负责人来承担责任。

何良诸眼睛适应了,酒馆小,火炕大,火炕上摆四张矮趴趴的炕桌,酒客们盘腿坐在热炕上。这些家伙,能从天亮喝到天黑,屁股烙糊了,也不愿挪窝儿。女掌柜小勺跪坐在炕梢,身前拥只大肚酒坛,像个孕妇。

2.4 利用圆筒体替代变径筒体改造

结合国内其它炉型的结构设计,利用圆筒体替代变径筒体改造作为主流方案,能有效解决产能提升、熔渣温低、流动性差的问题,有以下实施方案作为参考:

3.炉体长度增加。若在滚圈与渣口中心线间(距离2 170 mm)增加一支底吹氧枪,参照底I还原炉氧枪中心距滚圈边缘最小距离870 mm推算,增加氧枪后渣口中心距氧枪中心间距离仅为1 300 mm,与渣口中心和氧枪中心3 100 mm的值偏差1 800 mm,炉体长度至少需要延长1 800 mm,需提请设计单位核定以下数据和工艺要求:(1)炉体具体需要增加的长度;(2)长度增加后炉体重量的增加,目前转炉机构是否能够满足负载要求;(3)渣口距铅口的长度能否满足渣铅分离的工艺要求;(4)增加氧枪后对熔渣的流动性是否能够得到改善。

不足:(1)炉体结构性改造周期长(炉体锥形段拆除焊接10~12 d)、费用较高;(2)加装氧枪位置距放渣口距离较短,不利于渣铅分离,造成渣铅指标过高。

1.炉体长度缩短1 000 mm。氧枪中心距渣口中心距离由4 100 mm缩短为3 100 mm,按照底I还原炉进行改进,可以满足工艺需要。但与扩大底吹炉产能的装备改造要求发生冲突。

3 锥头铅还原炉的改造

2016年该公司启动350 kt/a铅熔炼整体规划,计划2~3 a内搬入新的工业园区,大规模的旧炉改造不符合公司发展规划,拟采用局部改动达到预期的目的,2016年11月大修实施该锥头铅还原炉炉体的改造。

钢渣:选用由某钢铁提供的热泼法钢渣,其XRD图谱如图1,钢渣中含有较多的玻璃相,同时由于RO相的存在,使得其活性较低。

3.1 改造方案

边坡修整:边坡修整优先采用人工“之”字道路及放射状条沟作业,辅助修坡;因势造形,坡面修整只要能满足人工种植操作需要即可,尽量减少机械施工对坡体的负荷压力。

考虑能源成本、炉衬寿命、流槽使用寿命和操作的习惯,一般不将提高炉温作为首选。还原炉结构优化后有效缩短底吹氧枪和渣口之间的距离,增加熔渣的流动性,有利于熔渣下部沉铅区液态铅温度的提高,增加液铅的容渣量,避免液铅温度偏低、熔渣析出造成的虹吸道堵塞现场发生,改造后虹吸道的处理周期由原来的4~5 d/次延长至10~12 d/次。

2.还原炉1枪位、3枪位向渣口分别平移,原枪位法兰及座体切割后,用新挖的炉体钢板封堵原氧枪炉体钢板切割位置(沿炉体轴向方向、按新旧枪座位置对称挖长方形的方孔,调转180°后补焊)。

根据我国水资源和水生态环境保护现状,筛选具有代表性的水资源保护评价指标,构建区域水资源保护评价指标体系是对省区水资源保护状况进行评价的前提条件。评价指标的选择通常都是遵循具有代表性、可比性、易获得性(有官方统计数据)的基本原则,但由于受多种因素的影响和对评价内容的侧重点不同,评价指标选择的结果可有多种,各有特点的方案。本文主要从以下3个方面考虑筛选了8项评价指标。

锥头底吹铅还原炉炉壳改造方案如图2所示。

  

图2 锥头底吹铅还原炉炉壳改造方案

3.2 改造效果

效果一:改造将1枪位向渣口平移395 mm,熔渣流动性增加。

在保障还原炉正常生产的前提下,熔渣流动性增强,调整还原炉燃料消耗量,天然气用量由原来的280~290 m3/h降至目前的 250~260 m3/h,氧气用量由原来的650~680 m3/h降至目前的620~650 m3/h,天然气年节约费用54.66万元,氧气年节约费用14.04万元。

根据我国发生的历次大震,《中国地震动参数区划图》(GB 18306—2015)新增“极罕遇”地震,形成“四级地震作用”.极罕遇地震的超越概率为10-4,概率虽低但是还是有可能发生.为避免RC框架结构在遭遇高于设防烈度的大震时发生“强梁弱柱”破坏,目前大量的学者和工程师通过附加被动控制的措施来减少结构的损伤.这些被动控制的措施一般包括增加阻尼器和耗能构件作为损伤元.但RC框架结构在我国占据较大的比例,针对小概率的大震事件使每个结构安装阻尼器和耗能构件并非是一种经济有效的措施.

效果二:转炉炉壳修补的一次成功尝试。

一位家长开法拉利跑车接送孩子上学,老师在家长群中提出不要再开跑车接送孩子,以免引发攀比,不利于教育。这位家长辩驳了几句,结果很快被踢出群去。

1、3氧枪移位,新旧枪位之间存在弧形交叉焊缝,环形交叉焊缝现场退火处理效果差、质量无法保障,改造后容易出现焊缝渗铅现象,氧枪区域尤为明显。本次采取:(1)新旧枪位中心对称,氧枪座外圆向外100 mm划线对称切割成长方形,然后旋转180°填充补焊,消除重叠环形焊缝渗铅的潜在隐患。(2)1枪位对称移位后,中心正好处在炉壳十字交叉焊缝上,经严格的焊接、热处理、探伤等过程监控,投用后12个多月炉壳未出现崩裂渗铅现象。

效果三:延长渣口耐材使用寿命的新方法。

还原炉渣口耐火砖受高温熔渣冲刷和烧氧对渣口耐火材料的烧蚀,使用过程中渣口逐渐被烧大,造成放渣时熔流较大、喷溅、堵渣难度增加,甚至出现堵不住渣口被迫紧急转炉的窘境,如何增加渣口耐材使用寿命成为备受关注。提高耐材品质、改变相关尺寸等失败,参照底吹炉渣口增加铜水套,容易造成熔渣温度降低。在不改变炉墙结构和影响正常砌砖的情况下,将新增渣口铜水套紧贴渣口砖的炉墙外侧流嘴框架内进行安装,渣口耐材寿命明显延长[4],改造方案如图3所示。

效果四:出渣溜槽溢堵的新举措

底Ⅱ还原炉熔渣流动性差的情况下,容易出现熔渣在溜槽内断流、溢堵,熔渣进入电热前床较为困难,时常被迫中途改水淬冲渣,造成前床待料保温和熔渣余热的较大浪费。2015年10月尝试参照底I还原炉砌砖进渣溜槽天然气烘烤保温设计改造,出现熔渣在渣槽内溢堵、聚渣、清理难度大的现象,考虑熔渣流动需消耗较多燃气的不利因素,被迫恢复铸铁溜槽设计。利用大修将电热前床炉墙降低2砖厚度(75 mm×2=150 mm),渣口二级溜槽下方电热前床壳体钢板向下切割200 mm,使溜槽角度由9°微调至12°,提高熔渣在溜槽内的流速。

  

图3 还原炉渣口铜水套、出渣溜槽改造示意图

4 经验总结

1.还原炉结构优化缩短了1氧枪和渣口之间的距离,增加了还原炉熔渣流动性,降低天然气、氧气等燃料的消耗。因转炉辊圈位置限制,现场改造无法完全实现其它炉窑3 100 mm的中心距,改造后的生产作业实践验证了氧枪与渣口之间距离维持在3 500 mm左右,底吹还原炉熔渣流动性不受影响。

2.新旧枪位对称旋转挪移可避免挖补造成的焊缝叠加、崩裂、渗铅的现象,挪移区域与炉体环形交叉焊缝,只要探伤、退火程序把控严格,不会出现焊缝崩裂现象。

5 结束语

通过锥头铅还原炉的改造,成功地解决了锥头铅还原炉设计的部分缺陷,消除了底吹还原炉熔渣温度低、流动性差、高温控制成本高的顽疾,推进了底吹还原冶炼技术的发展,所取得经验总结为底吹转炉的设计提供了技术支撑,对转炉冶炼的炉型选择、装置配备具有一定的指导意义。

参考文献:

[1] 《有色冶金炉设计手册》编委会.有色冶金炉设计手册[M].冶金工业出版社,2004.993-995.

[2] 张和平.底吹还原炉的设计[J].中国有色冶金,2012,(1):38-39,55.

[3] 曲胜利,李天刚,董准勤,等.富氧底吹熔炼生产实践及底吹设计改进探讨[J].中国有色冶金,2012,(1):10-12.

[4] 冯双杰.氧气底吹熔炼炉的设计计算[J].世界有色金属,2014,(10):46-47.

 
孙任威,常海锋,张勇,李桂英
《湖南有色金属》 2018年第02期
《湖南有色金属》2018年第02期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号