倾动炉精炼还原终点判断的改进与探讨

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1、倾动炉精炼还原终点判断的改进与探讨贵溪冶炼厂杨永丰罗克俊摘要：木文主要探讨了贵冶倾动炉利用余热锅炉炉膛入口烟气温度在DCS控制系统上的曲线变化规律，來判断还原终点，并说明了此方法的可行性。关键词：倾动炉余热锅炉精炼1.余热锅炉简介与基本参数贵冶倾动炉在冶炼生产过程屮会产生大量烟气，冶炼烟气经余热锅炉进行余热回收并降温。贵冶倾动炉的余热锅炉采用德国0SCHATZ公司的技术。该公司有150多年的历史，技术先进，经验丰富。锅炉的设计合理，振打清灰系统、防止烟尘在对流区粘结、管屏管束悬挂结构、摆式支撑等设计属

2、于该公司的专利，因倾动炉工艺原因，进入余热锅炉的烟气量是变化的，基本参数如下：表1余热锅炉基本参数名称单位冶炼氧化还原浇铸锅炉入口烟气流量Nm7h35000270004000015000锅炉入口烟气温度°C1250125012501250烟气温度辐射部/°C675575710350管屏下游锅炉出口烟气温度°C320280340230热值KW1565012400171007200烟尘热值KW166712851090392从沉濟室烟辐射热KW1000100010001000压力13巴时的蒸发量Kg/h23

3、1001830025300107002.还原的必要性及还原反应2.1还原的必要性粗铜经过氧化后，残留的大部分杂质被脱除，但铜水中还饱和了8%的CzO,铜中含氧过多，铜变脆，延展性和导电性降低，所以必须用还原剂进行还原脱氧。倾动炉还原用的还原剂是LPG（主要成分是GIIQ。2.2还原反应还原反应的主要化学方程式如下：2C3Hs+302=6C0+8H2CU2O+CO2C11+CO2Cu20+H2=2Cu+H203・还原终点判断现状与改进3.1还原判断现状还原终点判断的准确性，不仅彫响其生产成本，而且也影响

4、倾动炉的生产作业率。在投产初期对还原终点的判断，主耍是依赖于人工取样的方法。这种方法受主观影响较大，取样、看样工人的技术素质、实际经验等因素，都将影响其判别的准确性、随机性较大，不利于精确控制，难以保证产品质量的稳定性。为了解决倾动炉精炼还原终点判断方法中存在的问题，缩短冶炼周期，降低能耗，提高产品质量，减轻工人劳动强度。本文以倾动炉精炼还原的锅炉入口烟气温度在DCS±的曲线变化为研究对象，分析了锅炉进口烟气温度在DCS±的变化特征，并结合収样判别经验，提出了利用锅炉进口烟气温度曲线变化规律來判断还原

5、终点的措施。冶炼生产过程中产生大量烟气进入余热锅炉进行冷却并回收其热量，但在不同的冶炼过程中进入锅炉的烟气温度会呈现一泄的变化规律。如在还原精炼过程中，其锅炉入口的温度就会随着冶炼过程的进行，而显示出一个比较明显的规律，也正是基于在精炼还原的过程中显示在DCS上的变化规律，从而为判断还原终点找到一个简单明了的方法。3.2生产实时图片及终点的确定为了能使该规律在生产过程中被广泛运用而真正具有可操作性，以下是两幅比较具有代表性的锅炉入口烟气温度变化曲线图（如下图l）o图1还原期锅炉入口温度曲线图根据以上的

6、现象分析得出原因为：首先是在还原初期均有一个温度骤然下降的过程，此原因是在还原吋需要使倾动炉处于16.50°-17.50°之间以便使铜液能覆盖掉氧化还原风管，此时处于底层的铜液升到上面且温度较上层温度低，故需吸收一定量的热量，从而在DCS上会出现此过程，随后LPG量的增大温度而升高，在这期间40%的还原剂与铜液发生反应，期间60%的还原剂起着燃烧的作用，故其锅炉入口温度逐渐升高。经过十儿分钟之后，随着还原剂与铜液大面积的接触并使炉内还原温度达到一定，还原剂LPG在此期间主要的作用是与铜液发生反应，少量

7、LPG用来燃烧提温，故期间锅炉入口温度曲线一直保持平稳的状态，波动的也是很少。随着还原剂LPG与铜液反应进行到末期的时候，此时的锅炉曲线在DCS上呈现拐点，即温度曲线随着还原时间的进行而逐步的升高，此时即可知还原末期的己经来临，此时可以准备还原后期的工作。为了使铜液中的氧能尽量被除去，需继续还原儿分钟Z后才可以逐步的减少LPG量。这样还原的终点就很明显、并很容易地让操作者接受而广泛的应用。从上血的两幅生产实践图片来看，都是在还原初期到还原末期，锅炉进口烟气温度骤然下降，然后随着还原的进行锅炉入口温度逐

8、渐升高，紧接着都具有一个温度平稳区域，最后锅炉进口烟气温度随着还原的进行逐步升高，并且在此过程中出现了一个温度拐点，也就是还原的终结点。由于还原终点的确定，还原剂LPG的量逐步的降低，其入口温度也随之下降。3.3还原样的判断与分析还原终点虽已确定，但还需要取一些较好的还原铜样来化验其化学成分。试样表面及断口判断法：在还原初始阶段，铜中含氧量还比较高，含氢量很低，此时収样观察冷凝表面尚呈现凹沟。随着含氧量的降低，铜液逐渐吸收来口燃料分解的氢气。当取样观察到