镍闪速炉熔炼的操作及常见故障的处理

(一)闪速炉的操作
       1、闪速炉的停炉 根据闪速炉检修的类型不同，其停炉工作可分为临时性事故抢修，故不时行洗炉和炉内熔体的排放。长时间计划性停炉，一般是安排炉体大修、中修，需要进行洗炉和炉内熔体的排放。 闪速炉临时性或短时间计划停炉操作步骤是：①反应塔 减料，停料;②贫化区停止加料。随后,闪速炉转入保温作业。 闪速炉 长时间计划性停炉操作步骤是： (1)闪速炉洗炉。这个过程是通过调整镍锍品位、渣型及炉温和上升镍锍面来进行,消除炉内的侧墙和端墙的炉结及炉底炉结 ，为炉体检修工作创造 必在的条件。洗炉过程控制得即,右省服从于大量清理炉内物料的作业和费用,节省时间,缩短工期,保证大修质量。闪速炉洗炉过程中,通常控制镍锍品位大约为38%(Ni+Cu),炉渣的Fe/SiO2为1.10～1.15,渣温1350℃，镍锍温度1200℃,镍锍面高度为900～1000mm，渣面1200mm。 (2)停料过程。其操作亿括反应塔减料、停料;贫化区停止进料;熔体排放，先放渣,放至流不出不止,然后放镍锍至见渣为止;最后由沉淀池东侧安全口排放熔体，直至放不出为止。随后，闪速炉转入保温作业。 2、闪速炉的保温 保温根据检修时间的长短，闪速炉的保温工作分为较长时间保温和较短时间保温。较长时间保温作业一般持续15～30d，短时间的保温作业一般持续1～3d。 为防止闪速炉渣在检修期间的大幅度波动，避免对炉内壁挂渣，以造成对砌砖及炉体损伤,保温期间需要对炉温进行有目标的稳定控制。综合考虑保温操作,控制所具备的条件及经济核算等方面的因素，较长时间的保温工作的目标控制温度要比短时间的保温工作的目标控制温度低些。前者,一般控制在600～700℃的范围内,保温时间越长,则选定的目标控制温度要比短时间的保温工作的目标控制要低些。后者,一般控制在800～900℃的范围内，保温时间越短，则选定的目标控制温度越高。 一般说来，保瘟应以下原则进行：①以闪速炉上升烟道临时热电偶度为目标控制温度，综合考虑其他位置的炉墙温度及炉内挂渣情况来进行控制;②稳定炉膛负压，多油枪，小油量来控制炉温,保证日记温的均衡,稳定;③合理的油枪选择及燃烧控制原则。 3、检修 闪速炉系统的检修可分为子系统检修和炉体检修。 子系统检修包括对二次风系统、电极系统、水淬系统等部分的检修。对运行过程中出现的影响和制约闪速炉正常生产的故障和问题进行检修处理。这种类型的检修一般安排每月进行一次,对突发性的故障或事故安排临时性事故检修。 炉体检修主要是对长时间在高温、高氧化强度的条件下运行的炉体耐火材料及炉体骨架进行检修。这种类型的检修一般分大、中、小三种情况： 小修是对炉体侵蚀严重的侧墙,端墙及各放出口进行修补或更换,对变形严重的炉体骨架进行检修或更换。需要进行洗炉和熔体排放,一般1～2年进行一次，同时可-安排其他系统的重大技术改造工作。 大修是对炉体全部砌体进行更换，对部分骨回架、紧固弹簧进行更换，需要进行洗炉和熔体排放。一般8～9年或更长 一些时间进行一次。同时可安排其他系统的重大技术改造工作。
     (二)闪速炉常见故障的处理
     在闪速炉的生产中，出现过多种多样的故障，这些故障可以分为常规障和突发性故障，不管是哪种类型的故障，都包括了生产、工艺、设备和设施等方面出现的问题。这些问题的存在,有的给正常生产带来了困难,有的严重威胁着生产的安全性需针对具体情况分别处理。 1、精矿喷嘴喉口结瘤 形成结瘤的原因通常有：①喉口风速过大时,由于塔壁结瘤严重,造杨喉口部结瘤严重又相当难清理;当喉口风速过小时，由于高温区相对上移，而且塔内压力相当不稳，因此，会出现喉口部结瘤，为易清理，以至结瘤逐渐严重。②吹散风压力不当。当吹散风压力过小时,无法吹散物料或吹散不均，造成喉口四周温度差异较大而使温度较高的部位结瘤严重。但当喉口风速偏大时,吹散风压力也不宜过大。③物料含水量过高，超过设计规定的要求，由于吹散风吹散不力，会使喉品部结瘤,不过这种瘤易处理。④二次风含水量过高，或二次风加热器泄漏时，也会出现上述第③种的情况。 ⑤物料粒度不合格。 ⑥物料局部有堵塞现象或料量瞬时波动大。⑦四个精矿喷嘴的料量、风量分配不均匀或者不对应。⑧下料管因磨损而出现孔洞。⑨油烧嘴处的结焦清理不及时。⑩炉膛压力波动过大。11喉口部外围漏风。12富氧浓度不合适,而且与喉口风速不相对应。13结瘤清理不及时，等等。 预防措施：定期检查和更换喷嘴的易损件，使喷嘴各组成部件处于完好状态， 一旦出现结瘤，在要及时调整工艺参数(如配料比、风、油、氧、温度、负压等)，并采取增大反应塔 负荷和人工用钢钎捅，并适当降低喉口部风速，使高温区上移来使炉瘤消出售除。 当喉口结瘤十他严重时，可以采取增大反应塔 热负荷 的办法“空烧”一定时间后,一边烧,一边捅,即可在部分清除其结瘤。②当喉口风速过大而造成喉口部结瘤但又不十分严重时，则可适当降低喉口风速来逐渐消除其结瘤。③根据原料成分和现状，对工艺技术参数进行合理调整。 2、出现生料 所谓生料，指的是反应塔对应的下部熔池中存在没有熔化的干精矿、混合烟尘和粉状熔剂。当出现生料时会造成实际镍锍品位低于目标镍锍品位，精矿潜热利用率低。尤其是出现大量生料时,将会造成沉淀池炉膛空间急剧减小，上升烟道处形成“大坝”，使生产无法正常进行和炉体受损。因此，研究出现生料的原因和防止生料的主措施将显得相当重要。 形成生料的原因很多，包括：①下料管堵塞;②四个精矿喷嘴的下料量不均匀且风量/矿量不成比例;③燃料量不够，反应塔热负荷小精矿喷嘴结瘤严重;⑤鼓入反应塔的富氧空气中的含氧量不够;⑥入炉物料的粒度和水分超标;⑦富氧空气中含水量过高;⑧料管磨损严重;⑨精矿喷嘴各组成部件加工的同心度差;⑩喉口部的风速过低;11吹散风压力过低;12塔 壁结瘤严重;13炉膛负压过大;14配料比不当以及本料不均匀;15料量和富氧空气量波动较大，等等。 处理措施应首先认真查找原因，从物料平衡计算看工艺参数(包括风、油、氧、炉料、炉膛负压等)是否合适;检查物料性质是否发生的变化，以及反应塔空气加热器是否泄漏;定期校验各计量高施的精确度;检查精矿嘴的工作状况，然后根据其状态和部位及时进行彻底处理，防止事故扩大。例如：①在单个喷嘴下部熔池中出现生料时，可将该喷嘴的料量适当减少，或阍燃油量适当增大;②在单边两喷嘴下部熔池中出现生料堆时，可调整减少该加料系统埋刮板运输机的下料量，适当增加燃油量将生料熔化;③当沉淀池和上升烟道下部出现“料坝”,往往是因为反应塔下部熔池生日产的移动,或上升烟道壁上粘结物积累过多，形成大块结瘤并脱落掉入沉淀池内，未及时熔化而形成，此时必须迅速在沉淀在池两侧与料坝相对应的部位以及上升烟道侧部点燃油枪，提高料坝表面温度使其熔化,也可以加入适量纯碱或黄铁矿等物料促使其熔化。在大的料坝形成时,熔池面将明显上升，此时还应注意熔体对恋墙的侵蚀和渗漏。 3、镍锍品位过高或过低 在闪速炉所产出的低镍 锍中，除镍、铜、钴的硫化物外，还含有一定量的磁铁、铁镍合金等成分。所谓镍锍品位的控制,主要取决于工艺设计、生产平衡和综合经济效益等方面,根据这些因素,进行低***留品位的设定,设定的低镍锍品位叫目标低镍锍品位。然后根据目标品位及其他设定值,进行冶金计算，得到有关的工艺技术参数。 一般来说,实承、际低镍锍品位能较好地与目标低镍锍品位相口吻合,如果实际品位过高或过低,其原因可能爱：①工艺技术参数计算不准;②在单边两个喷嘴下部熔池中出现生料堆时,可调整减少该加料系统埋刮板运输机的下料量，适当增加燃油量将生料熔化;③当沉淀池和上升烟道下部出现(料坝)，往往是因为反应塔下部熔池生日料的移动，或上升烟道壁上粘结物积累过多,形成大块结瘤并脱落掉入沉淀池内,未及时糖化而形成。此时必须迅速在沉淀池两侧与料专相对应的部位以及上升烟道侧部点燃油枪，提高料坝表面温度使其熔化，也可以加入适量纯碱或黄铁矿等物料促使其熔化。在大的日产坝形成时，熔池面将明显上升，此时还应注意熔体对日炉墙的侵蚀和渗。 针对低镍锍品位过高问题，其主要手段是重新进行冶金计算,及时修正参数。如果修正参数仍不能解决问题，则要对物料重新取样分析，并由仪表人员校正风氧流量计。 对于低镍锍品位过低的问题，除了修正参数外,还必须对风根称、风怀氧流量计和精矿喷嘴等进行校对检查以以及杜绝“生料”出现。 4、渣中Fe/SiO2波动 炉渣中的Fe/SiO2是闪速炉熔炼过程中严格控制的三大参数之一，如果渣中实际Fe/SiO2比同设定值(即目标Fe/SiO2)有一定的差值，只要不超过3%，就应属于正常波动。但是，如果差值超奋力拼搏3%，则说明系统控制存在问题，导致参数控制不稳定或者出现“生料”。 当实际Fe/SiO2之间存在较大误差时，除重新进行计算以修正参数外，还必须系统检查,稳定炉况。 值得注意的是，尽管反应塔温度是闪速沪系统中温度最高的,但是,在掺应塔内发生的造渣反应并不十分显著,而主要发生在沉淀池内。这样要检查渣中的Fe/SiO2比是否同目标Fe/SiO2比值存在差异,应将弃渣Fe/SiO2作为主要依据,而反应塔下部和沉淀池等区域炉渣中Fe/SiO2往往会偏高而只能作参考。一般来说，在炉况正常时，沉淀池炉渣中的Fe/DiO2会比弃渣Fe/SiO2高10%左右,如果超过10%,则说明不是炉况不稳出现“生料”,就是给定参数有问题。 5、上升烟道结瘤 在闪速炉熔炼过程中，会产生一定量的烟尘,并随烟气进入上升烟道 、余热锅炉、电收尘器等热工系统,把从余热锅炉和电收尘器收下的烟尘量与入炉干精矿量的百分比称之为烟尘率。烟尘率的高低主要取决于反应塔内的熔炼制度、炉子构造以及炉膛负压等。 不管灿尘率是高还是低，由于烟尘逐渐沉积都会在上升烟道的四周,出现粘结严重的现象,导致出现如下问题：①上升烟道喉口面积逐渐沉积缩小,出现排烟不畅;②烟尘大量积累形成的烟尘大块塌落,掉入熔池，出现“狭道”，使熔体不能顺利流入贫化区;③当南北两侧烟道壁上积聚大量烟尘后，有大量尘料产生时易在此形面“大坝”;④大块烟尘在余热锅炉侧塌落时,可能砸坏锅炉管或者堵塞辐射部的灰斗;⑤事故状态或检修需要切换烟气路线时，造成水冷闸板下放困难。 针对上升烟道结瘤的问题所采取的办法是：①防上烟尘率过高;②在上升烟道及附近增点油枪,及时化掉结瘤;③定期爆破，清除烟尘大块。 6、沉淀池结瘤 物料在反应塔内经过加热、氧化、熔化、脱硫等一系列物理化学么应后，产生的含尘烟气经过炉膛和上升烟道而进入收尘排烟系统，而熔融的硫化物、氧货物等落入沉淀池内，继续进行造渣反应，同时进行镍锍与炉渣的相分离。在反应塔下部，烟气、烟尘、炉渣、镍锍等产物的温度基本相等;进入沉淀池后其中镍锍中溶解的Fe3O4和镍铁合金等高熔点物质随着镍锍散热温度下降而部分析出，沉淀池后逐渐形成炉底结瘤，称之为冻结层或沉淀池结瘤。在冶炼制度基本稳定的前后提下,沉淀池结瘤也会越来越严重，且渣层厚度越薄，结瘤速度越快。 沉淀池结瘤主要取决于镍 锍的品位和反应塔的温度。当镍锍品位越高时,在镍锍中溶解的Fe3O4越少;而反应塔温度越高时，则Fe3O4的析出量会相应减少,因此适当提高镍锍品位和反应塔温度可以减慢结瘤速度,以防止沉淀池结瘤。但是，如果镍锍品位过高，由于提高了精矿的氧耗能力，又会因过氧化而产生大量的Fe3O4，军不仅不能减慢结瘤速度，反而会使结瘤日趋严重，同时出会降低冶炼回收率。 对于不同的冶炼工艺,不同生产厂家,可以在合理考虑生间平衡、米寿命、综合能耗等诸多因素的前提下，找出合适的反应塔温度和镍锍品位及渣中Fe/SiO2比。在必要时,对形成的沉淀池结瘤可以通过反应塔加块煤、生铁等方、法来处理。 博茨瓦纳皮克威冶炼厂(年产4.2×104t高镍锍),投产后由烧油改成烧煤,改进水冷系统,炉子投料量由69.5t/h逐步递增到120t/h,引入沉淀池炉渣还原技术。在沉淀池以加块煤(粒度10～45nn,)最大给煤量为10t/h)代替喷入的块煤在反应塔内加热后,落到大改善,消除了沉淀池的炉结,并在炉床上形成一层保护层。 加粉煤及块煤后的沉淀池炉衬情况示于下图，(a)为喷粉煤，(b)为加块煤。 7、镍锍温度和炉渣温度偏高或偏低 在闪速熔炼过程中所控制的锍品位、炉渣Fe/SiO2比和悄锍温度,是确保炉况正常且为最佳效果的重要参数，镍锍品位和Fe/SiO2取决于物料平衡的结果，如何获得合适的镍锍温度是一个探测重要的问题，其影响因素要取决于平衡计算的可信度和过程控制的准确度。 如果镍锍温度过高，是因为反应塔内温度控制过高所造成的;镍锍温度过低，除了受反应塔温度过低外，还有冻结层过厚或者在长时间保温后尚未恢复的原因。 炉渣温度的高低，除了受反应塔内温度的影响外，还跟炉况、贫化区的送电制度、贫化区的返料加入量有很大关系。合理控制镍锍温度和渣温度，可以保持炉况正常，冶炼回收率较高。因此,当检测熔体温度时若发现温度不合适，在综合分析判断的基础上，应及时修正参数和处理有关问题。