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[摘 要]焦炭质量对铅锌密闭鼓风炉生产中补铅的影响比较大，在实际生产过程中，需要对焦炭的质量进行严格控制，对焦炭水分、焦炭强度、固定碳、灰分等都要有具体的要求，文章详细分析了生产的焦炭的各个成分对鼓风炉冷凝器的影响，并根据实际生产的应用情况，提出相应的改进技术和措施，能够有效地提供鼓风炉内焦炭的利用效率。
[关键词]焦炭质量 密闭鼓风炉 补铅 生产
中图分类号：X-651 文献标识码：X 文章编号：1009―914X（2013）25―0557―01
密闭鼓风炉（ISF）生产中补铅是在生产工艺中由于铅雨冷凝器吸收锌蒸气，造成了铅量发生变化，直接影响着企业的生产量和粗锌质量，是反映密闭鼓风炉性能的重要指标之一。焦炭在鼓风炉中呈现出多种作用，在焦炭下行过程中，通过气化反应，既起到还原剂作用，又起到发热剂作用，焦炭对鼓风炉内气、液、固三相流动具有控制作用，焦炭质量好与坏直接影响着鼓风炉的生产，对补铅的消耗有着重要的影响。
一、焦炭质量对密闭鼓风炉生产补铅消耗的影响
1、焦炭物理性质对鼓风炉生产补铅消耗的影响。根据焦炭的性质，可以将其强度分为冷强度和热强度，在冶金生产中，一般用冷强度指标来衡量焦炭对补铅的影响，即用焦炭抗碎强度（M40）指标和耐磨强度（M10）指标来表示焦炭对鼓风炉补铅的影响。如果焦炭强度不能满足要求，在鼓风炉生产过程中，由于焦炭强度在高温作用下会急剧下降，产生中碎和焦粉，在鼓风炉顶部一部分焦粉会发生燃烧，增加了焦炭消耗量，一部分会进入冷凝器，根据焦炭的物理性质可以知道，它具有很强的吸附性，会吸附大量的铅液，混杂在冷凝器浮渣中，导致冷凝器循环铅液减少，这样就需要给冷凝器补充铅含量，来保证冷凝器正常的工作。根据化验分析计算可以知道，在采用焦炭的强度不够的情况下，由于碎焦炭和焦粉带走的铅，导致密闭鼓风炉中铅消耗量增加7 kg/t·Zn，浪费额外资源。在下行炉膛内，焦炭在高压热风作用下，容易形成漩涡，强度好的焦炭容易在炉膛内充分燃烧，强度低的则产生焦粉，填塞到料柱的孔隙中，导致鼓风的压力变大，也会导致炉渣的流动性降低，降低鼓风炉的工作效率。
2、焦炭块度对鼓风炉补铅消耗的影响。焦炭在鼓风炉内形成料柱层透气情况直接影响铅的消耗量。在实际生产中，如果焦炭块度和烧结度块度相当，而且块度比例比较适中，就能够在料柱层中具有很好的透气性，这样，铅的消耗量就能维持在正常水平。如果焦炭整体体积过小，形成的料柱层透气性就会变差，鼓风炉内的压力就会变大，造成鼓风炉热风压力不稳定的现象，碎焦和焦粉容易吹入到冷凝器内并发生燃烧，会导致鼓风炉的后部温度过高，不容易控制，同时会造成部分铅挥发流失，情况严重时，冷凝器中被吹进大量的焦粉，影响鼓风炉正常生产，需进行休风清扫，在清理碎焦和焦粉时，就会带走大量液体铅，造成能源浪费。如果焦炭整体块度过大，鼓风炉内柱层透气性强，容易形成“空风”现象，料柱层的过滤性就会降低，在生产过程中，焦炭燃烧就会产生粉尘、烧结块焦炭就会形成铅锌化物与二氧化硅、炉渣等被吹入冷凝器中，形成浮渣，带走大量铅液，造成冷凝器的大量资源浪费。
3、焦炭的化学成分对鼓风炉内的补铅消耗影响
在正常生产情况下，铅锌密闭鼓风炉冶炼对焦炭化学成分有着固定要求：固定碳含量要在83%以上，其他成分控制在1.4%以下，保证鼓风炉能够正常的工作。
（1）焦炭灰分含量对补铅消耗的影响。焦炭的灰分含量与固定碳的比例具有一定的关系，碳的含量高，灰分就低，相同的道理，如果含量高的焦炭的，在燃烧的过程中，参与化学反应的烧结块就多，在生产的过程中，焦炭的消耗量就越大，就会增加灰分的量，同理，在焦炭的强度不够时，也会增加冷凝器浮渣量，就会增加生产过程中铅消耗量。
（2）焦炭挥发成分对生产过程中的补铅消耗影响。焦炭的挥发分对焦炭的强度有着重要的影响，挥发分含量高低是焦炭成熟程度的标志，对鼓风炉内的补铅量有着重要的影响，如果焦炭挥发分高，在鼓风炉内形成料柱层的气孔壁质疏松，在鼓风炉内燃烧，就会产生大量碎焦和焦粉，被吹入冷凝器后，容易形成补铅量的上升。挥发分含量低，焦炭就显得比较脆弱。焦炭容易发生断裂，形成焦粒和焦粉，形成料柱层透气性差，也会造成能源消耗。
（3）焦炭反应性对补铅消耗的影响。焦炭的化学特性对焦炭的燃烧具有重要的影响，在一定的温度下，焦炭中碳与二氧化碳、一氧化碳发生化学反应的速度，能够对鼓风炉内料柱层产生重要的影响，如果焦炭的孔隙度较大，焦炭反应性就较强，如果焦炭的孔隙小，焦炭反应性就较弱，造成料柱层透气性较差，在鼓风炉正常工作的情况下，焦炭反应性应该控制在0.1mol/g·s以下，才能有效保证冷凝器正常生产。
二、改善焦炭质量，降低鼓风炉的补铅消耗措施
为了有效控制鼓风炉内的补铅量，需要在实际生产实践中，对鼓风炉的工艺进行改进，减少不利于鼓风炉料柱形成因素，提高焦炭燃烧效率，提高焦炭的实际利用效率，在实际生产中，除了要选择质量比较好的焦炭外，还要从各个角度出发，提高焦炭的使用率。
1、对焦炭预热和水分的改善。在实际生产实践中，要求焦炭中的水分含量在0.2%以下，在生产中，焦炭水分的含量通常在2%～4%，在焦炭进入鼓风炉时，需要对焦炭进行加热处理，将焦炭的水分含量控制在0.2%以下，能够满足正常工作的要求，而且焦炭在经过预热之后，进入到鼓风炉内，能够形成良好的料柱层，透气性好，能够将冷凝器中的铅的消耗量控制在正常范围内。
2、对焦炭块度的改善。正常生产，鼓风炉对焦炭块度有严格限制，但是在实际生产中，一般焦炭的碎焦含量较高，焦炭块度不能满足生产要求，对铅锌的消耗量比较大，消耗的能源较大，可以通过对冷焦筛和热焦筛的筛眼进行改进，比如对原有筛板孔度为25 mm×150 mm，将其的孔度扩大至40 mm×200 mm，这样能够较好保证焦炭块度，并定期对鼓风炉内的筛板进行清理，能较好地保证了焦炭块度，提高鼓风炉内料柱透气性，能够有效对块度不合适的焦炭进行筛分，稳定鼓风炉的炉况，降低了鼓风炉生产过程中的铅锌的消耗程度，提高了能源的利用效率。
3、对焦炭加入量控制。生产过程中，控制加入焦炭量，避免焦炭和烧结块形成料柱过高，焦炭大量进入冷凝器中，导致鼓风炉无法正常生产，同时带走大量铅液，从而需额外补充大量块铅。
三、结束语
焦炭质量对铅锌密闭鼓风炉生产中补铅具有重要的影响作用，由于在生产过程中，能耗高低直接与鼓风炉内的焦炭质量有着直接的关系。在实际生产过程中，需要对焦炭的质量进行严格的控制，保证焦炭在进入鼓风炉内，焦炭质量能够满足规定的要求，对质量不能满足要求的，需要采用相关的技术，对焦炭的质量进行处理，再进入鼓风炉内，提高焦炭的质量，保证焦炭的利用效率。提高焦炭的利用效率，也明显改善鼓风炉内的质量。
参考文献
[1] 李继璧.国内铜湿法冶金工艺应用现状[J].湿法冶金，2007（1）.
[2] 尹一男.铅冶炼污染防治技术评价指标体系的构建[J].有色金属，2012（11）.
[3] 唐朝晖.铅锌密闭鼓风炉故障诊断知识获取的粗糙集方法 [J].江西有色金属，2009（12）.
[4] 王志刚.用铅锌密闭鼓风炉替代竖罐炼锌工程设计[J].四川有色金属，2011（10）.
[关键词]焦炭质量 密闭鼓风炉 补铅 生产
中图分类号：X-651 文献标识码：X 文章编号：1009―914X（2013）25―0557―01
密闭鼓风炉（ISF）生产中补铅是在生产工艺中由于铅雨冷凝器吸收锌蒸气，造成了铅量发生变化，直接影响着企业的生产量和粗锌质量，是反映密闭鼓风炉性能的重要指标之一。焦炭在鼓风炉中呈现出多种作用，在焦炭下行过程中，通过气化反应，既起到还原剂作用，又起到发热剂作用，焦炭对鼓风炉内气、液、固三相流动具有控制作用，焦炭质量好与坏直接影响着鼓风炉的生产，对补铅的消耗有着重要的影响。
一、焦炭质量对密闭鼓风炉生产补铅消耗的影响
1、焦炭物理性质对鼓风炉生产补铅消耗的影响。根据焦炭的性质，可以将其强度分为冷强度和热强度，在冶金生产中，一般用冷强度指标来衡量焦炭对补铅的影响，即用焦炭抗碎强度（M40）指标和耐磨强度（M10）指标来表示焦炭对鼓风炉补铅的影响。如果焦炭强度不能满足要求，在鼓风炉生产过程中，由于焦炭强度在高温作用下会急剧下降，产生中碎和焦粉，在鼓风炉顶部一部分焦粉会发生燃烧，增加了焦炭消耗量，一部分会进入冷凝器，根据焦炭的物理性质可以知道，它具有很强的吸附性，会吸附大量的铅液，混杂在冷凝器浮渣中，导致冷凝器循环铅液减少，这样就需要给冷凝器补充铅含量，来保证冷凝器正常的工作。根据化验分析计算可以知道，在采用焦炭的强度不够的情况下，由于碎焦炭和焦粉带走的铅，导致密闭鼓风炉中铅消耗量增加7 kg/t·Zn，浪费额外资源。在下行炉膛内，焦炭在高压热风作用下，容易形成漩涡，强度好的焦炭容易在炉膛内充分燃烧，强度低的则产生焦粉，填塞到料柱的孔隙中，导致鼓风的压力变大，也会导致炉渣的流动性降低，降低鼓风炉的工作效率。
2、焦炭块度对鼓风炉补铅消耗的影响。焦炭在鼓风炉内形成料柱层透气情况直接影响铅的消耗量。在实际生产中，如果焦炭块度和烧结度块度相当，而且块度比例比较适中，就能够在料柱层中具有很好的透气性，这样，铅的消耗量就能维持在正常水平。如果焦炭整体体积过小，形成的料柱层透气性就会变差，鼓风炉内的压力就会变大，造成鼓风炉热风压力不稳定的现象，碎焦和焦粉容易吹入到冷凝器内并发生燃烧，会导致鼓风炉的后部温度过高，不容易控制，同时会造成部分铅挥发流失，情况严重时，冷凝器中被吹进大量的焦粉，影响鼓风炉正常生产，需进行休风清扫，在清理碎焦和焦粉时，就会带走大量液体铅，造成能源浪费。如果焦炭整体块度过大，鼓风炉内柱层透气性强，容易形成“空风”现象，料柱层的过滤性就会降低，在生产过程中，焦炭燃烧就会产生粉尘、烧结块焦炭就会形成铅锌化物与二氧化硅、炉渣等被吹入冷凝器中，形成浮渣，带走大量铅液，造成冷凝器的大量资源浪费。
3、焦炭的化学成分对鼓风炉内的补铅消耗影响
在正常生产情况下，铅锌密闭鼓风炉冶炼对焦炭化学成分有着固定要求：固定碳含量要在83%以上，其他成分控制在1.4%以下，保证鼓风炉能够正常的工作。
（1）焦炭灰分含量对补铅消耗的影响。焦炭的灰分含量与固定碳的比例具有一定的关系，碳的含量高，灰分就低，相同的道理，如果含量高的焦炭的，在燃烧的过程中，参与化学反应的烧结块就多，在生产的过程中，焦炭的消耗量就越大，就会增加灰分的量，同理，在焦炭的强度不够时，也会增加冷凝器浮渣量，就会增加生产过程中铅消耗量。
（2）焦炭挥发成分对生产过程中的补铅消耗影响。焦炭的挥发分对焦炭的强度有着重要的影响，挥发分含量高低是焦炭成熟程度的标志，对鼓风炉内的补铅量有着重要的影响，如果焦炭挥发分高，在鼓风炉内形成料柱层的气孔壁质疏松，在鼓风炉内燃烧，就会产生大量碎焦和焦粉，被吹入冷凝器后，容易形成补铅量的上升。挥发分含量低，焦炭就显得比较脆弱。焦炭容易发生断裂，形成焦粒和焦粉，形成料柱层透气性差，也会造成能源消耗。
（3）焦炭反应性对补铅消耗的影响。焦炭的化学特性对焦炭的燃烧具有重要的影响，在一定的温度下，焦炭中碳与二氧化碳、一氧化碳发生化学反应的速度，能够对鼓风炉内料柱层产生重要的影响，如果焦炭的孔隙度较大，焦炭反应性就较强，如果焦炭的孔隙小，焦炭反应性就较弱，造成料柱层透气性较差，在鼓风炉正常工作的情况下，焦炭反应性应该控制在0.1mol/g·s以下，才能有效保证冷凝器正常生产。
二、改善焦炭质量，降低鼓风炉的补铅消耗措施
为了有效控制鼓风炉内的补铅量，需要在实际生产实践中，对鼓风炉的工艺进行改进，减少不利于鼓风炉料柱形成因素，提高焦炭燃烧效率，提高焦炭的实际利用效率，在实际生产中，除了要选择质量比较好的焦炭外，还要从各个角度出发，提高焦炭的使用率。
1、对焦炭预热和水分的改善。在实际生产实践中，要求焦炭中的水分含量在0.2%以下，在生产中，焦炭水分的含量通常在2%～4%，在焦炭进入鼓风炉时，需要对焦炭进行加热处理，将焦炭的水分含量控制在0.2%以下，能够满足正常工作的要求，而且焦炭在经过预热之后，进入到鼓风炉内，能够形成良好的料柱层，透气性好，能够将冷凝器中的铅的消耗量控制在正常范围内。
2、对焦炭块度的改善。正常生产，鼓风炉对焦炭块度有严格限制，但是在实际生产中，一般焦炭的碎焦含量较高，焦炭块度不能满足生产要求，对铅锌的消耗量比较大，消耗的能源较大，可以通过对冷焦筛和热焦筛的筛眼进行改进，比如对原有筛板孔度为25 mm×150 mm，将其的孔度扩大至40 mm×200 mm，这样能够较好保证焦炭块度，并定期对鼓风炉内的筛板进行清理，能较好地保证了焦炭块度，提高鼓风炉内料柱透气性，能够有效对块度不合适的焦炭进行筛分，稳定鼓风炉的炉况，降低了鼓风炉生产过程中的铅锌的消耗程度，提高了能源的利用效率。
3、对焦炭加入量控制。生产过程中，控制加入焦炭量，避免焦炭和烧结块形成料柱过高，焦炭大量进入冷凝器中，导致鼓风炉无法正常生产，同时带走大量铅液，从而需额外补充大量块铅。
三、结束语
焦炭质量对铅锌密闭鼓风炉生产中补铅具有重要的影响作用，由于在生产过程中，能耗高低直接与鼓风炉内的焦炭质量有着直接的关系。在实际生产过程中，需要对焦炭的质量进行严格的控制，保证焦炭在进入鼓风炉内，焦炭质量能够满足规定的要求，对质量不能满足要求的，需要采用相关的技术，对焦炭的质量进行处理，再进入鼓风炉内，提高焦炭的质量，保证焦炭的利用效率。提高焦炭的利用效率，也明显改善鼓风炉内的质量。
参考文献
[1] 李继璧.国内铜湿法冶金工艺应用现状[J].湿法冶金，2007（1）.
[2] 尹一男.铅冶炼污染防治技术评价指标体系的构建[J].有色金属，2012（11）.
[3] 唐朝晖.铅锌密闭鼓风炉故障诊断知识获取的粗糙集方法 [J].江西有色金属，2009（12）.
[4] 王志刚.用铅锌密闭鼓风炉替代竖罐炼锌工程设计[J].四川有色金属，2011（10）.