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冶金技术讲座 3铅烧结矿的鼓风炉熔炼（5）-熔炼作业-上

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chengjchyxl

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2009-11-12 20:30 |只看楼主 1^#

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3.7 铅鼓风炉熔炼的正常操作与故障处理

铅鼓风炉的操作包括开炉、正常作业及过程技术控制、故障处理、停炉等方面。

3.7.1 开炉

对于新建的或检修后的鼓风炉，开炉前就对整个炉子（包括炉子的砌体、供水系统、供风系统）进行周密检查和试车，看是否符合要求；对开炉用的粗铅、木柴、焦炭、返渣、烧结块等要准备充足，所需工具准备齐全。

1、烤炉

烘烤炉缸一般与烘烤电热前床同步进行。烤炉的目的是将耐火砖砌体中的水分逐渐蒸发出来,先用木柴、木炭小火烘烤，条件许可用电阻丝加热最为理想。烤炉缸时切不可升温太急，以防砖缝开裂和砖块破裂，否则会导致生产时由于夸缝渗铅而损坏炉缸，严重时甚至使炉缸浮起来而被迫停炉木柴烘烤期间要勤清灰，保持砌体与火焰直接接触，使炉缸烘烤达到赤热程度。

烘烤炉缸的烘烤时间一般5-7天，经修补的炉缸只需要3-5天。

电热前床烘烤一般用电阻丝加热，分成几组送电，控制组数的开启使砌体逐步升温，时间约为7—8天。当炉温达400—500℃后，改用电弧烘烤。

电弧烘炉有热渣起弧和冷渣起弧两种方法。

热渣起弧是待铅鼓风炉开炉产出的熔渣流入前床后再通电起弧，随着熔渣的流入而逐步升温：该方法简单实用，节省燃料和时间，但如果起弧不顺利，则会危及鼓风炉的生产。冷渣起弧则可避免上述问题，因为有时间来处理存在的各种问题，故为工厂普遍采用。其方法是：

首先在炉底上铺一层厚150—200mm干水淬渣，上面放钢筋(废旧的圆钢、角钢、槽钢等)，其间距为150—200mm。长度大于第一根电极至第三根电极的距离，使三根电极都能压在钢筋上形成直流通路，在第一层水淬渣上面再铺2—4层水淬渣和钢筋，然后放下电极使之压在钢筋上．再在电极周围铺0.l—0.15m的焦炭层，上面再铺木炭、木柴作引火之用，然后点燃木柴，待炉内温度升至500—600℃，电极发红，即可通电起弧，起弧后根据具体情况调节二次电压档次逐步升温。送电起弧一般在鼓风炉计划开炉前1-2天进行，前床烘烤升温曲线见图3-12。

2、开炉

开炉前彻底清出炉缸中的积灰，堵好安全口，虹吸道插入钢钎，用耐火泥与焦粉加入少量水混合后扎好，虹吸口继续用木炭烘烤。

开炉的顺序：

炉缸铺设木柴→点火→ 投木柴→加底焦、底铅(开始送风) → 进渣料→进轻本料→进本料转入正常生产。

具体操作方法：点火后砌好山型水箱、咽喉窝、安放小水箱，于咽喉眼中插入钢钎并用黄泥扎实，打开风口大盖自然送风。点燃木柴，使其充分燃烧、投焦炭前，关上风口大盖，开鼓风机少量送风．每批焦炭都带入底铅，当底铅投人量占总量的80%左右时，投入渣料，提高炉温。

当进完渣料后．要注意从风口检查炉内液面情况，当发现有上渣迹象时，咽喉即放渣，然后逐步提高风温，恢复料柱、调整渣溜槽高度和铅坝高度，正常排出熔渣、粗铅。

3.7.2 正常作业

鼓风炉的正常作业包括：进料(燃料和炉料)、熔炼产物的排放(即咽喉、虹吸的操作)；风量、风压的控制及风口的作业；水冷系统的照应；电热前床的操作。

1、进料

将焦炭、烧结块、返渣等料仓内的物料通过配料、计量，靠电动机械矿车或皮带等运输设备，把物料分别从炉顶两侧或中部加入炉内。

一般进料顺序为：焦炭→返渣→烧结块。

侧面加料，要求大块物料分布于炉子中央．而小块物料分布于两端。加料后在正常情况下，物料料面成锅底形(中央区较低)。为了使鼓入的空气在炉内分布良好以及炉气上升均匀。关键在于稳定料面，控制加人物料的速度，做到布料均匀，防止炉顶上火等。

装料操作关键在控制料柱高度，确切地说是控制进料前后的料位差值应最小，即稳定料面。

生产实践中，有两种作业制度即高料柱(3.6—6M)和低料柱(2.5—3M)。

(1)低料柱作业,特点是炉子生产能力较高，焦炭消耗少，炉顶温度高(约600℃)，被炉气带走的铅尘量大，渣含铅高，故铅回收率低，这是此作业一个大缺点。

(2)高料柱作业，炉顶温度低(100—150℃)，因而被炉气带走的铅尘少．炉渣含铅低，故回收率高，但炉子生产能力较低。焦炭消耗大。

目前，这两种作业制度都有厂家采用，沿鼓风炉高、低料柱熔炼的技术指标见表3—13。

2、熔炼产物的排放

粗铅从虹吸道连续排出铸锭，或用铅包送至下道工序精炼；炉渣从咽喉口连续排至电热前床进行沉淀分离、保温；铅锍根据其量多少，不定期出渣溜槽侧面与咽喉口在同一水平面的放锍口排出，改变虹吸出口和渣槽高度,可调节炉缸中铅液面的水平与渣层的厚度。实际操作工作中,两溜槽高度应调整到适宜位置上。

若铅溜槽低，炉缸储铅量减少，温度降低，则部分溶解在铅中的杂质析出，造成虹吸道堵塞，同时部分锍将进入炉缸与铅一起排出，这不仅影响粗铅的质量，同样使虹吸道堵塞；

若铅溜槽高，则咽喉口被铅液填充，阻止炉渣排出。

渣溜槽高时，则本床中渣层厚，会将炉缸中的铅压出，风口区出现上渣迹象，容易造成风口上渣，甚至灌死风口，影响风口送风。

渣溜槽低时，则咽喉口喷风，操作无法进行。

3、风量、风压的控制及风口的作业

铅鼓风炉的送风量应该稳定，任何风量波动均能给炉子作业带来负面影响。实际上，往往由于炉料、焦炭质量及操作上的原因，加入炉内焦炭相应减少或因料柱阻力升高，而使送风量减少造成风焦比的严重失调。对鼓风炉风量的控制更确切地说是对风焦比的控制。

风口操作的基本任务是要经常捅打风口，扩大风口送风面积，使风能达到炉子的中心；

接着要减少风口大盖的漏风，及时更换密封圈，拧紧大盖螺栓，通过观察风口内部，判断炉况是否正常。

通常风口表面有类似蜂窝状亮点，钢钎易于捅至炉中心，钢钎不带粘渣，表明炉况正常；

如果风口发黑，发暗表明炉况不正常，应及时处理；发现风口有上渣迹象，则可能是咽喉或虹吸道堵塞，应立即处理。

4、水冷系统的照应
不论是汽化冷却还是水冷却，都要求水套内水温稳定并且不得断水。如果水套采用水冷,则应控制出口温度达70—80℃，水温太低则热损失增大，炉结容易形成。如果实行汽化冷却、则要经常检查汽包水位、蒸汽压力，关键是要稳定汽包压力0.2—0.25MPa，汽包严禁缺水，缺水时间长了水套有被烧坏的危险。

无论是水冷还是汽化冷却，都应用软水，以防止水套结垢影响冷却效果进而影响水套的寿命，同时应定期对汽包、水套排污。

在开炉、开风、停风、打炉结过程中，要注意水位、压力的波动情况，及时调节与上水。

5、电热前床的操作

随着鼓风炉熔渣不断进入前床，电极插入熔池的深度也随着变化。当电压—定时，电流随着电极插入熔渣的深度而增加。前床热的来源主要是靠强大的电流通过熔渣时产生的焦尔热。

正常操作时，通过升降电极插入熔渣的深度来凋节电流，从而达到调整炉温的目的。只有当调整电极插人深度还不能满足所需温度时，才改变电压档次。

3.7.3 常见故障及其处理

1、炉顶上燃：是由于各种燃烧气体（如CO、锌蒸气等）在料面上发生燃烧的现象。

产生原因：

〈1〉料面太低，使炉气逆流向上的阻力减小，上升速度快，大量CO来不及同炉料作用，逸到料面燃烧；

〈2〉由于料柱低，炉温高，锌在料面燃烧；

〈3〉鼓风压力增高，炉料松，影响焦点区上移，炉顶上火；

〈4〉焦率太高，焦炭块过细，造成在上部燃烧；

〈5〉采用焦炭含挥发物过多；由于炉结，影响降料悬料或炉料松散密程度不一，引起上燃。

防止和消除办法：

〈1〉调整焦率，筛除碎焦；

〈2〉提高料柱，调节风压；

〈3〉改善炉料的物理规格及化学成分；〈4〉及时或定期打炉结。

2、料面跑空风

产生原因：

〈1〉炉料大小块度相差悬殊，大块集中处，阻力小容易跑空风；

〈2〉炉结严重，炉子横断面积大量缩小，使炉气集中且上升速度猛增，促使跑空风现象产生；

〈3〉鼓风压力过大，碎料被吹成空洞而跑空风；

〈4〉炉结形成后，其内部形成风洞，往上直达料面，进料时无法压住，经常跑空风。

防止和处理办法：

〈1〉改进物料的物理规格，使块度合乎要求；

〈2〉及时清除炉结；

〈3〉适当降低风压；

〈4〉用长钢钎对准跑空风处反复摇动；

〈5〉交叉进料使沿炉口断面均匀分布，防止大块小块偏析；

〈6〉彻底降一次料面再逐渐均匀提起。

2.风口故障及其处理方法

风口正常的特征是明亮发光或呈蜂窝状亮点，容易用钎子通打，无发空、粘结现象，并且送风良好

（1）风口的一般故障

常见现象：〈1〉从风口大盖窥视孔观察风口黑壳很厚，看不见或稍能见到一点点炉内焦炭燃烧发生的白色亮点；〈2〉风口进风的响声特别大，表明回风严重；〈3〉风口中心发硬，钢钎打不到炉子中心；〈4〉钢钎将风口黑膜通破后，里面发红而且发暗，抽出钢钎时，粘着很多的铅和渣；〈5〉风口区全是焦炭，而且发暗。

产生原因：

〈1〉焦率过低，造成风口发暗变黑；

〈2〉焦率太高，焦点区上移，风口变冷，引起风口发黑看见冷焦；

〈3〉水套温度太低，造成风口冷凝或暗红；

〈4〉风口上方已长炉结，造成风口发空；

〈5〉碎料太多，炉内透气性差，或因炉中心焦炭不足，炉温低，造成中心发硬；

〈6〉由于风、焦比例失调，炉温下降。

处理办法：

〈1〉将风口外表的黑壳全部捅除；

〈2〉及时将靠黑风口的水套水温提高；

〈3〉对严重的暗、黑或“死”风口，将该风口的风闸关闭，暂时停止送风，使风口附近的冷凝物迅速熔化；

〈4〉适当调整焦率，使风焦比合理，以便提高炉温；

〈5〉进料必须均匀，特别是焦炭，应分布在整个炉子断面；

〈6〉严防碎料入炉；

〈7〉每班勤通风口，保证送风良好。

（2）发亮并且发粘的风口处理

风口象征：

〈1〉外观风口发亮，同时白光刺眼；

〈2〉用钢钎捅时发粘，并感到中心特硬。

处理办法：

〈1〉打风口时，必须尽量通到炉子中心；

〈2〉此种风口，不宜捅之过勤，其间隔最好在1－2小时，但应注意多观察；

〈3〉如风口特硬，用大锤也很难将钢钎打到炉中心时，即将风闸关闭，停止送风并提高水套温度，待好转后，再进行处理；

〈4〉此种风口的出现，多因进料的影响，故应及时与进料联系，使焦炭尽可能多装入炉子中心。

（3）风口上渣

产生原因：

〈1〉咽喉堵塞，未及时处理；

〈2〉虹吸堵塞，铅液不能及时流出，促使炉缸内铅面升高；

〈3〉炉缸内熔渣与铅渣之间，生长了硫化锌质冰铜的隔层，使熔融物不能进入炉缸；

〈4〉粘渣排放不及时，停积于炉内过多；

〈5〉突然停风，造成风压猛降，炉缸内熔融物回升；

〈6〉由于咽喉或虹吸堵塞后，处理时间长；

〈7〉停风前粘渣未排尽或准备工作未做好，开风时，又未全部烧通烧活；

〈8〉风口上方已长炉结，造成悬料，使炉内压力上升，一旦悬料下降，压力突减，炉缸内熔融物回升，造成风口上渣；

〈9〉由于咽喉溜子,渣坝垫得太高。

处理办法：

〈1〉发现上渣风口，及时将凝渣消除，保持风口畅通；

〈2〉突然停风，迅速打开炉子两边几个风口大盖，使熔渣排出，以免将全部风口堵死；

〈3〉稳定风压,操作防止因炉内阻力过大，而造成风机跳闸事故；

〈4〉发现粘渣，及时打开后放渣口排除；

〈5〉计划停风时，事先提高风压，提高虹吸井铅坝，排尽粘渣；

〈6〉如果风口全部堵死，设法打通或用氧气烧开几个风口，最好是在几个死风口之间，弄通一个活风口的办法，然后将死风口闸关闭，活风口送风，待邻近死风口冷凝物烧化后，再打通恢复送风；

〈7〉在风口上渣情况下，一般不宜打开风口盖进行处理，只有待上渣风口熔渣全部冷却或炉内渣面下降后观察风口再无上渣迹象时，才进行上渣风口的处理；

〈8〉观察有上渣现象时，不许将任何风闸关闭，更不许停风，如果此时咽喉向外喷风严重，即用湿麻袋，麦草盖住，千万不能将风压降低，否则有将整个风口上渣堵塞的危险。

3.咽喉故障及其处理方法

1）咽喉凝结、缩小不畅通和堵塞原因

〈1〉由于悬料突然下落或其它原因，将生料、碎焦堕入炉缸，造成咽喉堵塞；

〈2〉选择的渣型不当，或配料不准确，使渣型变动，特别是渣含锌大于10％，钙高于19％时，熔渣易发粘凝结；

〈3〉焦率过高，焦点区上移，风口区温度下降，熔渣过热不好而凝结；

〈4〉风、焦比失调，引起熔渣流动性不好，造成堵塞或凝结；

〈5〉大量砷冰铜产生后，排除不及时，因其比重比渣大，沉积于咽喉井，将咽喉眼凝结或堵死；

〈6〉由于炉料含锌过高，加之焙烧脱硫不好，大量的硫化锌进入炉渣，使熔渣发粘；

〈7〉虹吸井的铅坝垫得太低或渣坝太高，致使炉缸内高熔点粘结物无法排出，如果停留过久，温度下降，造成咽喉堵塞。

〈8〉小水套内冷却水循环过大，使温度过低，以致放渣口凝结；

〈9〉长时间停风。

2）处理方法：

〈1〉用钢钎来回捅，或用氧气烧；

〈2〉垫高虹吸井的铅坝，提高炉缸内的铅面，彻底将粘渣排出；

〈3〉降低咽喉渣坝高度，减少熔渣在咽喉井内停积，及时排放粘渣，直到咽喉口喷风为止；

〈4〉稳定渣型，使含锌、含铜适当；

〈5〉咽喉堵塞后，用捅、排甚至烧氧一时也无效时，可降低风量和风压，继续使用氧气从小水箱下往炉内烧，直到烧通流渣为止；

〈6〉在炉顶加入黄铁矿，并适当增加焦率，以提高炉缸温度；

〈7〉提高小水套温度，必要时将小水套暂时拆除；

〈8〉当突然停风时，应迅速将钢钎插入咽喉眼内，以免堵塞。

4.虹吸故障及其处理

1）虹吸故障

〈1〉虹吸缩小，不畅通或堵塞，主要是烧结块含铜高，浮渣多，在虹吸口析出；

〈2〉炉料含铅品位低，炉缸内铅液少，热量不足，温度下降，铅液中铜析出，造成炉缸逐渐凝结；

〈3〉由于硫化锌或砷冰铜，在炉缸内形成二层隔，铅液不能进入炉缸，使虹吸流出的铅液变小；

〈4〉虹吸井出铅口，铅坝被侵蚀或垫得太低，炉缸内铅液贮存太少，温度低，浮渣堵塞；

〈5〉临时停炉再次开风前，在山型处没有用氧气烧透（铅不回）；

〈6〉由于焦点上移，而导致炉缸的温度降低。

2）处理方法：

〈1〉用钢钎捅，勤透虹吸，确保畅通；

〈2〉用烧氧气的办法，在山型顶部插入氧气管往下烧和在虹吸道往上烧，使炉缸隔膜烧破后，铅液进入虹吸；

〈3〉当炉内有因硫化锌或砷冰铜造成的二层隔时，则从山型顶端打入长钢钎，并来回撞击，或用小炸弹崩，将其捣碎。同时从炉顶加入低锌返渣、灰吹渣（含氧化铅渣）或含铜低的铅与焦炭，使铜、锌等杂质熔解，将横隔膜及炉结洗净；

〈4〉加入黄铁矿或反射炉冰铜渣，造冰铜，可熔解二层隔（此法慎用，防止冰铜腐蚀水套）；

〈5〉对含铜高的炉料，应适当地造冰铜以减少铜进入铅液。

5.炉结的形成原因及处理方法

炉结的生成是鼓风炉炼铅生产中常见的故障，必须有计划地临时停炉进行处理。以前清理炉结，采取人工锤打的办法，故劳动强度大。现在采用爆破，及人工锤打相结合，不仅减轻了工人劳动强度,而且也改善了劳动条件。炉结的形成可能由于不同的原因，而产生在炉内不同的区域－－炉壁的上部、中部和下部以及炉缸。附着在炉壁的叫作“壁结”，在炉缸的叫作“底结”。形成炉结的因素很多，现将各部炉结生长原因及其预防处理方法分析如下：

1）上部炉结

上部炉结的化学成分，大致与炉料相似，其现象主要是炉顶上火或发红，下料速度不均匀，渣含铅波动大。

生成原因：

〈1〉碎料太多，造成炉内阻力不均，而引起“跑空风”及“上燃”现象，从而形成炉结；

〈2〉金属（如Pb、Zn等）及其化合物的蒸气，升至上部被冷凝而积结在炉壁上；

〈3〉烧结块中的金属铅在上部熔化，将碎料粘裹；

〈4〉高温区上移，炉顶温度过高。

防止和消除办法：

〈1〉彻底消除炉料中的碎粉料；

〈2〉提高烧结块质量，采用多孔坚硬结块，以改善其透气性能；

〈3〉改变配料比，调整渣成分，使炉料熔点适当；

〈4〉掌握好风焦比的配合，防止焦点区上移，减少炉顶上燃和跑空风；

〈5〉用返渣料洗炉壁；

〈6〉降低料面，用长钢钎或尖头小钢轨击打炉结（或用小炸弹崩炉结）。

2）风口上部炉结

其生成原因：

〈1〉由于结块焙烧不良，炉料中的铅、锌硫化物在风口上方呈半熔融状态，粘结于水套壁上；

〈2〉结块含锌、硫较高，因铅、锌等硫化物，尤其是硫化锌熔点很高以半熔状态下降到风口区附近时，由于焦点区温度变化，使其变冷粘附炉壁被凝结；

〈3〉由于风焦比失调，使炉子中部炉温降低，无准备的长时间停风，下部水套水温过低等使半熔物在风口上方凝结而成炉结。

其炉结形成后的象征：

〈1〉风口黑、暗，钎子捅时发硬发粘。

〈2〉下水套水温下降较快；

〈3〉生长炉结的地方，降料缓慢。

防止及处理办法：

〈1〉控制烧结块含锌不宜过高，并使结块残硫尽量降低（残硫<2％）。

〈2〉适当调节焦率，增加焦炭层厚度，使炉温提高；

〈3〉加强水温操作，提高下水套温度；

〈4〉发现结块残硫高，铅、锌硫化物多，则降低料面，提高鼓同炉的脱硫能力；

〈5〉加入返渣清洗炉结或降低料面，打除炉结；

〈6〉将因炉结造成的暗风口闸门关闭，使炉结逐渐熔化直至风口变亮，逐渐送风至正常操作。

3）风口下部炉结（即本床炉结）

生长原因：

〈1〉结块质量不好，残硫高，大量硫化锌在风口下部熔结；

〈2〉虹吸堵塞后，处理不及时，影响炉缸热交换，使液铅中高熔点金属析出铅液表面，形成炉结；

〈3〉炉内还原能力过强，渣中含钙高而使金属铁析出。

炉结生成后的象征：

〈1〉铅液温度下降，颜色由红变暗，流量减少，咽喉有铅液流出；

〈2〉降低风压检查，虹吸井铅面无波动现象；

〈3〉用透棍从虹吸道捅时，不感觉到虹吸和炉缸底部有阻碍物；或有堵寒，但用氧烧通，无铅液流出。

其处理办法：

〈1〉加入黄铁矿，使其熔解；

〈2〉返入大量PbO或含铜低的粗铅或加入莹石，提高炉缸温度促使其熔化；

〈3〉改变风、焦比，控制好还原气氛。

〈4〉停止送风，将小水套取出，打开山型，用钢钎将横隔膜打破；或烧氧使其熔化。

4）炉缸炉结

其生成原因：

〈1〉炉料内含硫化锌高，形成泡沫状锌质冰铜而粘附于炉壁上；

〈2〉由于含铜高，在炉缸内析出，形成铜质炉结；

〈3〉焦率过高，（达20％以上时）还原能力极强时，形成“炉缸积铁”或生成大量砷冰铜后，排除不及时，由于炉缸温度降低而凝结；

〈4〉炉缸铅液少，热交换差，高熔点化合物凝结；

〈5〉风压太低，风速过小，送不到炉子中心，使中心未熔化炉料落入炉缸；

〈6〉停风时间过长，或临时停炉次数频繁，炉缸温度急速变冷。

形成炉缸炉结的象征：

〈1〉虹吸不畅通；

〈2〉咽吸故障多，渣含铅高；

〈3〉长时间放不出冰铜。

处理办法：

〈1〉锌、砷冰铜造成的二层隔，可从虹吸或咽喉用氧气烧，必要时打开山型处理，当炉缸温度提高后，要及时从后放渣口放冰铜；

〈2〉“积铁”或“积铜”造成的底结，可加入无铜铅或改变炉料造渣成分等措施；

〈3〉调节风焦比，提高炉温；提高风压，排除粘渣等物。

3.7.4 停炉

铅鼓风炉的停炉分为临时停炉（一般称停风）以及计划停炉两种。临时停炉主要是炉料供应不及时，设备故障或打炉结等，需暂时停炉一段时间，（一般不超过30个小时），然后恢复正常生产。临时停炉又可分为有准备和无准备两种。

1、有准备的临时停炉

停炉前，停止进料、降料面，打开直升烟道，防止炉气温度过高，影响收尘。待料面快要降低至所需高度时，咽喉处排粘渣，致喷风时，则停止供风并打开放风阀，关闭进风总阀，同时将炉子两边的风口大盖各打开4－5个，关闭支风管阀门，防止炉气回入风管，引起爆炸。取出咽喉小水箱，清理咽喉井。

2、无准备的临时停炉

突然发生停水、停电、水套烧穿等故障时，由于一时准备不足，故停炉时应迅速将咽喉冰铜眼、放风阀打开，并且打开几个风口大盖，同时关闭进风总阀及支风管阀，以防回风爆炸及炉内液面回升使风口上渣。

3、计划停炉

又称正常停风，因为要将炉内残存物料全部清理，修筑炉体，故一般停炉两个月左右。正常停炉前，停止进本料，加入几批返渣洗炉，当渣料逐渐下降时，相应地降低风压，及至料面出现明火，黑烟上腾，中杂白烟时，开放炉顶直升烟道闸门，使炉气由此排出。待料面降到最低位置，熔渣排除干净后，再关风停炉。将安全口附近清理，安放好溜子及铅包，烧开安全口，放完炉缸底铅，卸下水套，待温度下降，清理炉缸，进行修理

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