富氧顶吹镍熔炼炉的设计.DOCVIP

Ф5×16.5m富氧顶吹镍熔炼炉设计 Design of Ф5×16.5m oxygen-riched top－blown nickel smelting furnace 曹珂菲 Cao Kefei （中国恩菲工程技术有限公司） CHINA ENFI ENGINEERING CORPORATION 摘要 浸没式富氧顶吹熔炼技术近些年发展很快，已广泛应用于铜、镍、铅、锡的冶炼以及炼铁、杂铜处理等工业领域，与此工艺的不断推广、创新相配合，富氧顶吹熔炼炉的结构也在不断的创新、改进，本文结合实际工程，阐述了镍顶吹熔炼炉的设计创新。 Abstract The immersion oxygen-riched top-blown smelting process has developed rapidly in recent years, and has widely used in copper, nickel, lead and tin smelting , treatment of scrap copper,iron-smelting and so on. As the process constantly popularizes and innovates, the structure of oxygen- riched top-blown smelting furnace continuously innovates and improves, too. Combined with the practical engineering, this article expounds the innovated design of the nickel top-blown smelting furnace. 关键字 顶吹熔炼 富氧熔炼 浸没式 立体冷却 齿形水套 Key words top blown smelting; oxygen-riched smelting; immersion; tridimensional－cooling; tooth profile water copper block 1 顶吹熔炼技术 浸没式富氧顶吹熔炼炉的主要技术特点如下： （1）顶吹熔炼炉为竖式的筒状炉体，炉型简单，密闭性好，熔炼过程热损失少，而且炉体不转动，占地小； （2）对原料的适应性强，不仅适用于铜、镍、铅、锡、镍铁等多种有色金属冶炼，同时能够适应同种金属精矿原料成份的波动，对物料粒度、水分均没有严格要求，因而备料系统简单； （3）采用浸没式、顶吹的喷吹技术，鼓风压力低，动力消耗小； （4）熔炼过程全部集中在剧烈搅动的高温熔池中进行，传热传质迅速，熔炼强度大，反应速度快，有利于降低工艺能耗，而且过程容易控制； （5）环保效果好，系统密闭、有害烟气泄露少、适应清洁工厂的要求，产出的工艺烟气二氧化硫浓度高，易于经济地回收； （6）喷枪顶置，操作方便，不存在侧吹、底吹等与喷枪口有关的各种问题； （7）能耗和投资相对较低，运行成本较低，投资效益较好。 正是由于浸没式富氧顶吹熔炼技术具有以上所述的多种优点，发展相当迅速，最近十多年国内建成的铜、镍、铅、锡顶吹熔炼炉已经超过了15座。 2 富氧顶吹镍熔炼炉的设计背景 为了进一步扩大生产规模，增强工艺对原料的适应能力，淘汰落后的电炉熔炼工艺，提升火法冶炼技术装备水平，金川公司于2004年7月决定建设一套新的镍火法冶炼系统，通过对世界先进的有色火法冶炼技术进行系统的对比分析，从原料的适应性、节能、环保等方面进行了综合比较，尤其是结合将来金川镍贫矿资源综合利用和其它镍原料越来越复杂的实际情况，本着与其现有的闪速熔炼系统原料和工艺优势互补的原则，选择了具有多项技术优势的富氧顶吹熔池熔炼工艺，用于处理含镍较低（6％），氧化镁较高（10％）的镍精矿。 由于浸没式富氧顶吹熔池熔炼技术应用于镍精矿熔炼在世界上尚属首次，镍精矿熔炼过程的温度比铜精矿熔炼高150℃以上，且精矿粘结性大，因此金川、澳斯麦特和恩菲三家公司合作，采用澳斯麦特浸没喷枪熔池熔炼技术，发挥恩菲在大型镍冶炼项目上工程设计的优势，充分结合金川公司多年来镍冶炼方面的实践经验，共同联合开发JAE（JNMC、AUSMELT、ENFI）镍精矿熔池熔炼技术，配合此技术的开发，项目需新建造一座炉膛内径Ф5m，炉膛高度16.5m的大型顶吹熔炼炉，这也是目前世界上最大的顶吹炉。 浸没式富氧顶吹镍熔炼炉的主要技术难点如下： 其一，虽然富氧顶吹炉在铜精矿冶炼方面非常成功，但用于镍精矿熔炼属于研发。工程规模大，一开始就要设计世界上最大型的顶吹炉，具有最大的炉膛内径和最高的炉膛高度。顶吹熔炼炉的设计要一步到位，不允许失误； 其二，项目处理的镍精矿氧化镁