重有色冶金炉窑热平衡测定与计算方法（吹炼转炉）

岳占斌、高永红。 2100433B

金川集团有限公司、中南大学。

《中华人民共和国有色金属行业标准·炭素制品生产炉窑 热平衡测定与计算方法(第1部分):回转窑(YS/T 124.1-2010)》由中国标准出版社出版。2100433B

转炉吹炼实际操作中，大部分炉前操作都还依赖人工观察、判断，丰富的现场经验与良好的操作方法可使吹炼作业得到控制，容易达到各项工艺经济技术指标要求。残渣吹炼法和还原放渣法是在生产实践中总结出来的较好的两种转炉吹炼操作方法，主要目的是在操作过程中如何控制好送风时率和转炉渣含金属等经济技术指标。

转炉吹炼残渣吹炼法

残渣吹炼法是指在转炉吹炼过程中，放渣作业时，控制炉内剩余残渣层厚≯50mm的排渣吹炼方法，转炉吹炼的目的是“去硫除铁”，其过程实质为造渣过程，造渣过程控制直接影响转炉各项工艺技术、经济技术指标的完成状况。

残渣吹炼法可有效降低转炉操作难度，易于控制各项技术指标。残渣吹炼法的优点：

（1）可以有效控制吹炼过程中转炉内渣层的厚度，控制料面状态，减少喷溅损失。转炉内熔体在高压空气的吹动下沸腾，熔体的剧烈流动使得部分熔体飞溅出炉口，从而造成金属损失。随着吹炼过程的进行，喷溅物的金属含量不断提高，损失也随之上升。而较多炉内熔体会使喷溅加剧，所以控制好炉内 熔体的体积，以减少喷溅损失。

（2）可以加快吹炼反应速度。在正常吹炼条件下，风管埋于熔体内200~300mm深处向炉内供风，炉内渣层厚度<50mm，将有利于空气中的氧气与低冰镍中的FeS充分接触反应，促进造渣过程的进行。

（3）可减少熔体对砌体的冲涮，保护砌体，延长炉寿。

（4）可降低炉后工的劳动强度，易于转炉操作。

转炉吹炼还原放渣法

还原放渣法是指将低冰镍加入转炉吹炼3min之后再放渣。即“先进料，后放渣”。

（1）还原吹炼与返渣作业同时进行。使空闲时间减少了3min，吹炼时间相应增加了3min，同时作业也有利于降低转炉渣温度，可降低渣含金属。

（2）放渣作业与天车的吊运作业同时进行，改变了原来转炉停止作业等待天车加冷料变为和放渣同时，天车事先做好加冷料的准备工作，待放渣完毕后就及时将料加入转炉，节省1min时间。

转炉吹炼选择合适的时机进行二次放渣作业

转炉吹炼过程主要的非吹炼时间分为两部分： 一是进料（低冰镍、冷料）；二是排渣时间。其中放渣时间受人为因素影响最大，把握二次排渣的时机是优化残渣吹炼法的重要条件。

以10t转炉的一般进料、放渣过程为例。 渣包储渣量有限，排渣时需要排出一包以上的渣时，就要进行第二次放渣，即为二次排渣。 一般的情况下是放1.5包渣。在转炉吹炼过程中普遍采用的进料、放渣过程记录如图2所示。

普通的吹炼操作，每次排渣都是二次排渣，放渣时间长，增加了非吹炼时间，送风时率相应降低，空气利用率也随之降低。最终影响转炉处理低冰镍量， 影响高冰镍产量。

归纳普通二次排渣缺点是：

（1）送风时率低，进料、放渣操作耗时占总操作时间的17.08%。

（2）空气利用率低。

（3）容易造成因操作不当，致使金属损失。

残渣吹炼法操作要点是不必每次排渣都进行二次排渣，即在吹炼过程中，选择1~2次排渣作业进行二次排渣，而不是每次排渣都进行二次排渣。采用残渣吹炼法操作的进料、放渣过程记录如图3所示。

由图3可知：采用残渣吹炼法，选择地放第二次、第四次渣时采取二次排渣，同样是进8.5包料，在进料、放渣环节就可以节省26min。进料、放渣操作耗时占总操作时间也由原来的17.08%下降到11.67%。

采用残渣吹炼法在第二和第四排渣时需进行二次排渣。在这个过程中若采用还原放渣法，可缩短空闲时间，则进料、放渣耗时占总操作时间就降低了。

采用上述两种方法，可以使进料放渣过程的空闲等待时间由原来的82min降低到46min，空闲时间的缩短，使得吹炼时间增加，提高了送风时率，提高了转炉操作效率。

熔炼镍或铜镍锍化矿精矿、富矿块时，获得的一种由铜、镍、铁的硫化物形成的熔体，称为低镍硫。现代镍冶炼厂采用卧式转炉吹炼低镍硫。转炉吹炼任务是往低冰镍中鼓入空气，加入适当的熔剂（石英），将低冰镍中 的Fe以及S和其它杂质除去，使铜、镍进一步富集成含铜镍约70%~75%，含硫18%~24%的高镍硫。

转炉吹炼过程中所需要的热量由低镍硫中的铁和硫氧化、氧化亚铁造渣等反应热供给。吹炼过程不仅可以自然进行，而且还有过剩热量，可用于处理含镍的冷料。处理冷料是防止吹炼过程过热，延长砌体寿命的重要措施。

转炉吹炼是一个强烈的自热过程，维持反应所需的热量依靠铜锍吹炼过程中铁、硫的氧化及造渣反应来供给。

转炉吹炼作业模式有单炉吹炼、炉交叉吹炼和期交换吹炼三种。国内多采用单台炉吹炼和炉交叉吹炼。其目的在于提高转炉送风时率、改善向化工供烟气的连续性，保证熔炼炉比较均匀地排放铜锍。