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【摘 要】本文就影响烟化炉吹炼的关键因素进行分析，分别对炉底及风口区域衬砖改造、放渣爆炸分析及预防、中間仓定量给煤系统改造、提高水套循环水温度改造、操作优化等工艺与装备方面开展探索、研究和改进，使烟化炉吹炼作业取得了明显的成效，安全环保隐患得到有效治理，技术经济指标得到进一步提升。
【关键词】烟化炉；吹炼；改造；优化
0.前言
驰宏锌锗公司曲靖分公司两台13.5m2的烟化炉于2006年2月建成投产，以处理鼓风炉热熔渣和锌浸出渣为主。锌浸出渣和鼓风炉热熔渣的比例达1.6～1.8∶1，为国内首创。鼓风炉热熔渣由电热前床通过溜槽直接淌入烟化炉热料进料口。同时，两台烟化炉均设有冷料进料口，锌浸出渣由浸出渣贮仓经胶带输送机运输，通过犁式卸料机分别卸入两台烟化炉的小冷料仓，再通过小冷料仓下的移动胶带输送机加入烟化炉冷料进料口。
烟化炉作业周期220分钟，其中加料升温105分钟，吹炼100分钟，排渣15分钟。
每台烟化炉旁设两套给煤系统。粉煤由备料车间的螺旋输送泵用压缩风输送至粉煤中间仓。加煤时，中间仓中的粉煤经给料装置、计量装置、锁风装置被一次风送入喷煤嘴，在喷煤嘴内再与二次风混合后鼓入烟化炉炉内。两套给煤系统轮流进行接收粉煤和给煤作业。
烟化炉产出的炉渣水淬后冲入渣池，用抓斗桥式起重机捞出至水淬渣仓，用汽车倒运至渣场堆弃或出售生产水泥。
烟化炉出炉烟气经余热锅炉回收余热后进入布袋收尘装置。尾气应用氨-酸法治理，实现了国内领先的工艺配置。
根据设计，两台烟化炉处理锌浸出渣量为89082t/a，处理鼓风炉渣量为54240t/a，加入粉煤量为57696t/a，氧化锌烟尘产量为43224t/a，氧化锌烟尘含锌产量为22476.48t/a，水淬渣产量为121680t/a。
烟化炉水套使用寿命改造前较短，仅为55天，主要通过在炉底浇注拱底及风口区水套砌筑耐火砖，烟化炉水套使用寿命得到了大幅提升，达105天。烟化炉中间仓系统在改造前，因粉煤由压缩空气从粉煤制备工序送至中间仓，则有可能会导致大量粉煤瞬时进入烟化炉，造成烟化炉三次风口和冷料口喷火，通过采用中间仓新型锁风定量给煤系统改造，有效杜绝了烟化炉喷火现象，消除安全了隐患。
1.工艺流程及烟化炉吹炼示意图
1.1工艺流程
烟化炉吹炼过程工艺流程图见图1。
1.2烟化炉吹炼示意图
烟化炉为固定式长方形炉型，其吹炼过程如图2。
图2 烟化炉吹炼示意图
2.炉底及风口区域衬砖改造
2.1改造方案
为防止冰铜及铅液对烟化炉炉底水套及风口水套的冲刷腐蚀，有效延长水套使用寿命，提高烟化炉作业率，防止喷煤嘴与连接处漏煤，2009年8月份，对烟化炉炉体进行以下改造。
（1）炉底浇注拱底及风口区水套砌筑耐火砖，以保护炉底水套及风口水套。
（2）取消混合箱，喷煤嘴改为法兰连接，取消烟化炉喷煤嘴接头，消除因炉体变形造成接头与喷煤嘴形成的缝隙，减少漏煤现象发生。
2.2改造效果
通过改造，效果较为明显。改造前每次更换水套所需费用约20万元，改造后更换风口区域的铬镁砖所需费用约6万元，可节约14万元，说明改造是成功的。技改前后参数对比情况，见表1。
表1 技改前后参数对比表
3.放渣爆炸分析及预防
3.1放渣爆炸原因分析
烟化炉在放渣时偶尔会发生爆炸现象，经过仔细研究及查阅有关文献，我们认为放渣过程中发生爆炸的主要原因是：熔渣中Fe被还原以及可能部分生成铅冰铜造成，这些渣料在水淬时发生剧烈放热，瞬间释放大量的热并形成气体，气体无法顺利扩散最终造成爆炸。
资料显示，烟化炉在吹炼过程中，最适宜的温度为1150～1250℃，而我们在放渣过程的实时监测发现，渣温有时高达1400℃。根据以往生产经验，在渣口处发现有铁火花产生，并且渣的流动性也非常好，高温下FeO被C还原，形成积铁或铁液，排放过程中遇水，急剧放热，并产生气体，也会造成爆炸。烟化炉水淬渣典型成分见表2。
表2 烟化炉水淬渣典型成分表
由表中数据看出，水淬渣中仍含有少量的Cu和S，由于Cu、S的亲合力较强，在高温熔渣中形成冰铜的可能性较高。由于铅冰铜的比重较大，被一、二次风搅动带到渣口附近，再加上烟化炉是间断加料操作，在新一轮炉料吹炼中，同样会将铅冰铜带入到渣口附近，如果达到一定程度后，集中排出，则会导致爆炸。
3.2防爆炸的预防措施
（1）在输送冷料过程中按要求比例掺入石英砂。石英砂在高温下能与炉渣中的FeO发生反应，形成较为稳定的2FeO.SiO2，从而减少或杜绝金属Fe的生成，降低铁液遇水发生爆炸的可能性。
（2）降低炉渣温度。烟化炉生产工艺条件主要是控制给风量和给煤量，单独降低给煤量会导致烟化过程中的还原气氛变弱，CO全部氧化而放出大量的热，造成渣温不降反升，因此，当渣温过高时，采取在放渣前几分钟适当加入冷料降温的措施。
（3）放渣期间按规定对排放区域进行安全隔离；放渣时，渣口工必须按要求穿戴好劳保用品；放渣操作必须由两人完成，1人操作，1人监护；渣口打开后，渣口工必须立即撤离渣口，站在安全的地方。
4.中间仓定量给煤系统改造
4.1改造方案
中间仓系统是烟化炉吹炼最关键的环节，生产过程中，因粉煤由压缩空气从粉煤制备工序送至中间仓，如果给煤压力超过吹炼时炉内压力，则有可能会导致大量粉煤瞬时进入烟化炉，造成烟化炉三次风口和冷料口喷火，危及岗位人员的安全，同时喷火还会造成大量烟气外溢难以收集处理，成为烟化炉的安全环保难题。为解决此难题，曲靖分公司铅厂通过多方咨询，考虑采用锁风定量给煤机，从源头上杜绝因压差不平衡造成的给煤不稳定现象，具体方案如下。
【关键词】烟化炉；吹炼；改造；优化
0.前言
驰宏锌锗公司曲靖分公司两台13.5m2的烟化炉于2006年2月建成投产，以处理鼓风炉热熔渣和锌浸出渣为主。锌浸出渣和鼓风炉热熔渣的比例达1.6～1.8∶1，为国内首创。鼓风炉热熔渣由电热前床通过溜槽直接淌入烟化炉热料进料口。同时，两台烟化炉均设有冷料进料口，锌浸出渣由浸出渣贮仓经胶带输送机运输，通过犁式卸料机分别卸入两台烟化炉的小冷料仓，再通过小冷料仓下的移动胶带输送机加入烟化炉冷料进料口。
烟化炉作业周期220分钟，其中加料升温105分钟，吹炼100分钟，排渣15分钟。
每台烟化炉旁设两套给煤系统。粉煤由备料车间的螺旋输送泵用压缩风输送至粉煤中间仓。加煤时，中间仓中的粉煤经给料装置、计量装置、锁风装置被一次风送入喷煤嘴，在喷煤嘴内再与二次风混合后鼓入烟化炉炉内。两套给煤系统轮流进行接收粉煤和给煤作业。
烟化炉产出的炉渣水淬后冲入渣池，用抓斗桥式起重机捞出至水淬渣仓，用汽车倒运至渣场堆弃或出售生产水泥。
烟化炉出炉烟气经余热锅炉回收余热后进入布袋收尘装置。尾气应用氨-酸法治理，实现了国内领先的工艺配置。
根据设计，两台烟化炉处理锌浸出渣量为89082t/a，处理鼓风炉渣量为54240t/a，加入粉煤量为57696t/a，氧化锌烟尘产量为43224t/a，氧化锌烟尘含锌产量为22476.48t/a，水淬渣产量为121680t/a。
烟化炉水套使用寿命改造前较短，仅为55天，主要通过在炉底浇注拱底及风口区水套砌筑耐火砖，烟化炉水套使用寿命得到了大幅提升，达105天。烟化炉中间仓系统在改造前，因粉煤由压缩空气从粉煤制备工序送至中间仓，则有可能会导致大量粉煤瞬时进入烟化炉，造成烟化炉三次风口和冷料口喷火，通过采用中间仓新型锁风定量给煤系统改造，有效杜绝了烟化炉喷火现象，消除安全了隐患。
1.工艺流程及烟化炉吹炼示意图
1.1工艺流程
烟化炉吹炼过程工艺流程图见图1。
1.2烟化炉吹炼示意图
烟化炉为固定式长方形炉型，其吹炼过程如图2。
图2 烟化炉吹炼示意图
2.炉底及风口区域衬砖改造
2.1改造方案
为防止冰铜及铅液对烟化炉炉底水套及风口水套的冲刷腐蚀，有效延长水套使用寿命，提高烟化炉作业率，防止喷煤嘴与连接处漏煤，2009年8月份，对烟化炉炉体进行以下改造。
（1）炉底浇注拱底及风口区水套砌筑耐火砖，以保护炉底水套及风口水套。
（2）取消混合箱，喷煤嘴改为法兰连接，取消烟化炉喷煤嘴接头，消除因炉体变形造成接头与喷煤嘴形成的缝隙，减少漏煤现象发生。
2.2改造效果
通过改造，效果较为明显。改造前每次更换水套所需费用约20万元，改造后更换风口区域的铬镁砖所需费用约6万元，可节约14万元，说明改造是成功的。技改前后参数对比情况，见表1。
表1 技改前后参数对比表
3.放渣爆炸分析及预防
3.1放渣爆炸原因分析
烟化炉在放渣时偶尔会发生爆炸现象，经过仔细研究及查阅有关文献，我们认为放渣过程中发生爆炸的主要原因是：熔渣中Fe被还原以及可能部分生成铅冰铜造成，这些渣料在水淬时发生剧烈放热，瞬间释放大量的热并形成气体，气体无法顺利扩散最终造成爆炸。
资料显示，烟化炉在吹炼过程中，最适宜的温度为1150～1250℃，而我们在放渣过程的实时监测发现，渣温有时高达1400℃。根据以往生产经验，在渣口处发现有铁火花产生，并且渣的流动性也非常好，高温下FeO被C还原，形成积铁或铁液，排放过程中遇水，急剧放热，并产生气体，也会造成爆炸。烟化炉水淬渣典型成分见表2。
表2 烟化炉水淬渣典型成分表
由表中数据看出，水淬渣中仍含有少量的Cu和S，由于Cu、S的亲合力较强，在高温熔渣中形成冰铜的可能性较高。由于铅冰铜的比重较大，被一、二次风搅动带到渣口附近，再加上烟化炉是间断加料操作，在新一轮炉料吹炼中，同样会将铅冰铜带入到渣口附近，如果达到一定程度后，集中排出，则会导致爆炸。
3.2防爆炸的预防措施
（1）在输送冷料过程中按要求比例掺入石英砂。石英砂在高温下能与炉渣中的FeO发生反应，形成较为稳定的2FeO.SiO2，从而减少或杜绝金属Fe的生成，降低铁液遇水发生爆炸的可能性。
（2）降低炉渣温度。烟化炉生产工艺条件主要是控制给风量和给煤量，单独降低给煤量会导致烟化过程中的还原气氛变弱，CO全部氧化而放出大量的热，造成渣温不降反升，因此，当渣温过高时，采取在放渣前几分钟适当加入冷料降温的措施。
（3）放渣期间按规定对排放区域进行安全隔离；放渣时，渣口工必须按要求穿戴好劳保用品；放渣操作必须由两人完成，1人操作，1人监护；渣口打开后，渣口工必须立即撤离渣口，站在安全的地方。
4.中间仓定量给煤系统改造
4.1改造方案
中间仓系统是烟化炉吹炼最关键的环节，生产过程中，因粉煤由压缩空气从粉煤制备工序送至中间仓，如果给煤压力超过吹炼时炉内压力，则有可能会导致大量粉煤瞬时进入烟化炉，造成烟化炉三次风口和冷料口喷火，危及岗位人员的安全，同时喷火还会造成大量烟气外溢难以收集处理，成为烟化炉的安全环保难题。为解决此难题，曲靖分公司铅厂通过多方咨询，考虑采用锁风定量给煤机，从源头上杜绝因压差不平衡造成的给煤不稳定现象，具体方案如下。