摘要:冰銅吹煉的產(chǎn)能主要是在P-S轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行的，在P-S轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中，用于氧化除雜的富氧空氣的含氧濃度一般控制在21.5%～22%，其中配比工業(yè)氧氣流量控制在1000m3/h以內(nèi)。隨著生產(chǎn)規(guī)模的提升，為滿足高效率生產(chǎn)的需要，大冶有色金屬有限責(zé)任公司將P-S轉(zhuǎn)爐吹煉用風(fēng)的氧氣濃度提高至22%～25%進(jìn)行試生產(chǎn)，期間對(duì)冰銅處理量、冷料處理量、冷銅處理量、冰銅吹煉時(shí)間、冷料吹煉時(shí)間、冷銅吹煉時(shí)間、冰銅吹煉用風(fēng)量、爐襯消耗等生產(chǎn)工藝指標(biāo)進(jìn)行研究，獲得了寶貴的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，并制定了針對(duì)單臺(tái)P-S轉(zhuǎn)爐富氧空氣吹煉的作業(yè)制度。

　　關(guān)鍵詞:有色金屬冶金;氧氣濃度;吹煉;轉(zhuǎn)爐

　　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×Φ4m，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500～1000m3/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30min之前，氧量約是1500m3/h[4]，篩爐30min之前至出銅30min之前，氧量約是1150m3/h，出銅前30min以內(nèi)，氧量約是500m3/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1150～1260℃[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180～200t冰銅(品位54%～57%)，30～45t包冷料，45～90t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30min之前控制23.9%～24.4%氧濃，氧量約是1350～1600m3/h，篩爐30min之前至出銅30min之前控制22.8%～23.6%氧濃，氧量約是800～1300m3/h，出銅前30min以內(nèi)控制22%氧濃[7]，氧量約是500m3/h。

　　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。針對(duì)1#轉(zhuǎn)爐單包冰銅(重量約21t)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。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2.43mm提高為5.3mm，降低富氧吹煉對(duì)爐襯的影響有待探索。

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　　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0～70min，按照25%氧濃、1800m3/h氧量配氧;吹煉70～180min，按照24%氧濃、1300～1400m3/h氧量配氧。2.B期:吹煉180～270min，按照24%氧濃、1300～1400m3/h氧量配氧;吹煉270～290min，按照22%氧濃、500m3/h氧量配氧;吹煉290～300min，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。

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　　作者：陳展展1，2，程亞武1，2，徐琦1，2