金冠銅業(yè)提升雙閃速爐作業(yè)率影響因素分析

臧軻軻

(金冠銅業(yè)分公司， 安徽 銅陵 244000)

金冠銅業(yè)是世界上第三家采用閃速熔煉+閃速吹煉工藝的冶煉廠，閃速熔煉爐(又稱“FSF”)于2012年12月18日投料生產(chǎn)，閃速吹煉爐(又稱“FCF”)于2013年1月18日投料生產(chǎn)[1]，經(jīng)歷約一年時間的試生產(chǎn)期后，生產(chǎn)逐步正常，產(chǎn)品產(chǎn)量逐年提升，2016年完成礦產(chǎn)陰極銅41萬t，達(dá)到設(shè)計產(chǎn)能。但兩臺閃速爐作業(yè)率距離行業(yè)先進(jìn)水平仍有一定差距，公司針對該問題，對提升雙閃速爐作業(yè)率的影響因素進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的雙閃速爐作業(yè)率已達(dá)到同行先進(jìn)水平。

1 主要工藝流程

1.1 閃速熔煉工藝

銅精礦經(jīng)配料后進(jìn)入蒸汽干燥系統(tǒng)進(jìn)行干燥，然后通過濃相輸送系統(tǒng)將干燥好的混合銅精礦輸送至爐頂干礦倉，然后通過兩套失重給料系統(tǒng)進(jìn)入閃速熔煉爐，高溫?zé)煔饨?jīng)鍋爐、電收塵降溫、除塵后進(jìn)入硫酸廠制酸，產(chǎn)出的冰銅經(jīng)過水淬粒化后通過皮帶輸送至冰銅堆場內(nèi)，產(chǎn)出的熔煉渣通過渣包運(yùn)輸至選礦廠進(jìn)行選礦[2]。

1.2 閃速吹煉工藝

粒化后的冰銅經(jīng)皮帶輸送至冰銅磨系統(tǒng)，經(jīng)過研磨、干燥后的冰銅粉通過負(fù)壓輸送到爐頂冰銅倉，然后通過一套失重給料系統(tǒng)進(jìn)入閃速吹煉爐，高溫?zé)煔饨?jīng)鍋爐降溫、電收塵除塵后進(jìn)入硫酸廠制酸，產(chǎn)出的粗銅通過溜槽直接進(jìn)入陽極爐中，產(chǎn)出的吹煉渣經(jīng)過水淬?；笸ㄟ^車載運(yùn)輸至精礦庫作為閃速熔煉爐冷料循環(huán)使用[2]。

圖1 金冠銅業(yè)主工藝流程圖

2 雙閃速爐作業(yè)率影響因素統(tǒng)計

結(jié)合兩臺閃速爐生產(chǎn)流程，及其他主要停爐因素，對影響兩臺閃速爐作業(yè)率的因素進(jìn)行了分類，其中閃速熔煉爐分為干燥及輸送系統(tǒng)、裝入系統(tǒng)、鍋爐、排煙系統(tǒng)、冰銅水淬及輸送、硫酸、動力/制氧、聯(lián)鎖、爐內(nèi)點(diǎn)檢、月修等11類；閃速吹煉爐分為冰銅磨系統(tǒng)、裝入系統(tǒng)、爐體、鍋爐、排煙、硫酸、動力/制氧、聯(lián)鎖、爐內(nèi)點(diǎn)檢、月修、其他等11類。根據(jù)兩臺閃速爐作業(yè)率影響因素分類，對近兩年各類因素影響占比進(jìn)行了統(tǒng)計，見表1、表2。

圖2 FSF作業(yè)率影響因素統(tǒng)計

圖3 FCF作業(yè)率影響因素統(tǒng)計

2018年度FSF作業(yè)率較2017年作業(yè)率數(shù)值上提高了0.6%，F(xiàn)CF作業(yè)率較2017年作業(yè)率數(shù)值上提高了0.21%，兩個指標(biāo)均超過了初步設(shè)計值。

3 有利因素分析

3.1 合理組織爐內(nèi)點(diǎn)檢

2018年FSF月均點(diǎn)檢次數(shù)3.08次，每次平均時長1.97 h，較2017年FSF月均點(diǎn)檢次數(shù)4.9次，每次平均時長2.36 h，點(diǎn)檢次數(shù)和時長都有較大幅度降低。

2018年FCF月均點(diǎn)檢次數(shù)3.25次，每次平均時長1.15 h，較2017年FCF月均點(diǎn)檢次數(shù)6.5次，每次平均時長1.56 h，點(diǎn)檢次數(shù)和時長控制都有較大幅度提升。

3.2 創(chuàng)新塊狀物料處理方式，降低系統(tǒng)故障率

2018年，探索式開展了精煉渣、固鈹通過選礦系統(tǒng)直磨試驗工作，取得了較好效果，全年共處理精煉渣、固鈹近萬噸。此項工作的成功開展意義重大，一方面受益于全年未直接處理精煉渣等高硬度塊狀物料，蒸汽干燥盤管磨損較往年有明顯下降，蒸汽盤管漏氣次數(shù)減少，全年未對作業(yè)率產(chǎn)生影響，另一方面，直磨后的物料作為閃速熔煉爐的冷料參與配料，在2018年全年銅精礦S/Cu較高的形勢下大大緩解了熔煉系統(tǒng)冷料不足的問題，為熔煉系統(tǒng)的穩(wěn)定、高產(chǎn)提供了有利條件。

3.3 充分利用中修契機(jī)，解決設(shè)備、工藝問題

一是完成制氧系統(tǒng)改造。動力/制氧在2018年未出現(xiàn)因自身原因?qū)膳_閃速爐作業(yè)率造成影響。

二是完成閃速吹煉爐鍋爐入口爐管結(jié)構(gòu)優(yōu)化，中修前共發(fā)生5次內(nèi)漏，中修更換優(yōu)化爐管后未發(fā)生內(nèi)漏，大幅度降低了鍋爐故障對作業(yè)率的影響。

3.4 采用鈣堿替換鈉堿，消除水淬水鈉鹽濃度對吹煉爐的影響

2018年6月份開始，分步使用鈣堿替代鈉堿添加至水淬系統(tǒng)，直至全部替代，冰銅粉鈉鹽含量于2018年下半年開始保持低位，對冰銅噴嘴粘結(jié)及鍋爐大塊粘結(jié)現(xiàn)象明顯較少，全年上升煙道出口大塊僅爆破清理一次，而2017年爆破有7次[3]。

3.5 進(jìn)行系統(tǒng)性維護(hù)，穩(wěn)定熔煉鍋爐爐況

一是受益于日常加強(qiáng)鍋爐本體、振打等區(qū)域的密封，鍋爐本體狀況較好，全年僅出現(xiàn)一次對流部頂棚外漏；二是閃速爐爐況穩(wěn)定性進(jìn)一步提升，鍋爐入口粘結(jié)情況有所好轉(zhuǎn)，金冠銅業(yè)余熱鍋爐輻射部入口未設(shè)置灰斗，為全刮板結(jié)構(gòu)，全年因粘結(jié)大塊對生產(chǎn)的影響有明顯降低，影響時長由2017年的62 h，下降到41 h，降低了34%[4]。

4 不利因素分析

4.1 月修對作業(yè)率的影響占比增加

2018年熔煉和吹煉共計月修6次，考慮中修，平均月修間隔為1.71月，熔煉平均每次月修22.26 h，吹煉平均每次月修27.11 h，較2017年平均月修間隔2個月，熔煉平均月修時間12.61 h，吹煉平均月修時間16.03 h都有提升。主要因素：1月份硫酸尾氣脫硫捕沫器更換，兩臺閃速爐共計停爐48 h；8月份月修更換7月份月修溢流堰膨脹節(jié)與原件尺寸不一致導(dǎo)致逆噴管開裂；12月份吹煉爐爆破清理鍋爐大塊耗時51 h。

4.2 外部供電及其他問題造成的聯(lián)鎖跳車次數(shù)大大提高

一是2019年出現(xiàn)2次因外部供電線路故障造成全廠停電，恢復(fù)系統(tǒng)生產(chǎn)耗時較長。

二是選礦半自磨(2次)及電解變壓器故障造成全閃速爐跳停，對作業(yè)率造成一定影響。

三是吹煉爐正壓聯(lián)鎖跳車今年出現(xiàn)10次，較2017年2次，有大幅度上升。

4.3 重大設(shè)備故障影響增加

一是熔煉系統(tǒng)精礦噴嘴在12月份因調(diào)風(fēng)錐無法動作，更換調(diào)風(fēng)錐和水冷外殼，停爐時間12.12 h。

二是吹煉系統(tǒng)中修前，鍋爐入口東側(cè)及西側(cè)爐管內(nèi)漏5次，總處理時間為104.37 h，5月份出現(xiàn)輻射部頂棚外漏用時17.13 h，總停爐時間較長。

三是4月份冰銅磨液壓故障處理10.5 h及12月冰銅磨排風(fēng)機(jī)故障處理13.25 h，兩個故障總計停爐23.75 h。

5 結(jié)語

雖然目前金冠銅業(yè)雙閃速爐作業(yè)率最高分別達(dá)到了99.33%、99.25%，但是其穩(wěn)定性相比傳統(tǒng)的“閃速熔煉+PS轉(zhuǎn)爐”工藝還是有一定的差距。目前業(yè)內(nèi)采用“閃速爐+PS轉(zhuǎn)爐”工藝的冶煉廠閃速爐作業(yè)率基本能夠穩(wěn)定在98%以上[5]。通過階段性的對影響兩臺閃速爐作業(yè)率的因素進(jìn)行統(tǒng)計、分析，能夠幫助工廠掌握影響生產(chǎn)作業(yè)的主要因素，可以指導(dǎo)管理、技術(shù)人員根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)暴露出來的問題，合理制定相應(yīng)措施，穩(wěn)步提升雙閃速爐作業(yè)率。