镍冶炼沉降电炉的生产实践

高晓艳

(吉林吉恩镍业股份有限公司冶炼厂, 吉林 磐石 132311)



镍冶炼沉降电炉的生产实践

高晓艳

(吉林吉恩镍业股份有限公司冶炼厂, 吉林 磐石 132311)

叙述了吉林吉恩镍业股份有限公司冶炼厂镍冶炼沉降电炉生产运行实践。沉降电炉是澳斯麦特炉主要配套部分，是熔炼炉渣与镍锍沉降分离的装置。本文介绍了沉降电炉运行中出现的问题及技术改进措施。

沉降电炉； 澳斯麦特炉； 渣冻结

0 引言

吉林吉恩镍业股份有限公司新建15 kt/a冶炼厂采用澳斯麦特熔炼技术，设计产高镍锍29 013 t/a、硫酸125 000 t/a，高镍锍含镍量18 020 t/a。冶炼厂沉降电炉变压器总容量为8 000 kW，电压级总共分为15级。电炉启动生产以来，开炉期间用电功率达到过4 500 kW，正常生产过程中，用电功率稳定在3 500 kW左右，能够满足沉降电炉生产需要。

1 生产运行情况

1.1 生产中出现的问题

沉降电炉曾出现渣冻结层过高问题。冻结层过高导致炉内有效容积大幅度减小，炉内熔体涨幅波动过大，特别是镍锍面的大幅涨落(工艺要求不超过600 mm，而实际经常在900 mm左右)，无法正常控制，上述情况给转炉生产带来了极大的困难。由于有效容积小，温度过高，电炉炉前炉墙存在冰铜渗漏的危险；且电炉炉墙为单砖体结构，均为通缝，这种结构极易出现镍锍渗漏现象。电炉排渣口极易带出镍锍，破坏排渣铜溜槽，并引发溜槽和粒化塔内放炮。由于电炉生产上存在很大的安全隐患，严重影响冶炼厂稳定生产，而且镍锍面及渣面波动幅度大，导致澳斯麦特熔炼炉不得不大幅度减少加料量。

经过分析，造成沉降炉出现渣冻结层过高的原因有以下几点：

(1)沉降电炉其中一根电极离炉后端墙区距离较大，导致该区域温度偏低；

(2)转炉返渣口偏向炉后，返渣量约210 t/d，且含有20%磁性铁；

(3)电炉试车时加入炉内的物料、熔剂，沉降电炉用电功率下无法正常熔化，电炉本身无法实现渣型调整；

(4)由于炉内有效容积缩小，采用3 500 kW以上用电功率长时段运行时，电炉熔体温度过高，渣温在1 400 ℃以上，而镍锍温度达1 250 ℃均处于过热状态，极易出现漏炉及跑渣等事故。而采用3 500 kW的用电功率远远不能达到熔化物料的温度。

1.2 解决措施

针对沉降电炉生产中出现的问题，吉林吉恩镍业股份有限公司冶炼厂采取了以下相应措施：

(1)为了改善电炉炉况，采取单支小油枪化渣对电炉炉后区域的冻结层进行清洗操作，使该部位的冻结层由原来的1 600 mm左右降至850 mm左右，保证了炉后的正常排放；

(2)停止向电炉内加入物料及熔剂，降低冷料对熔体温度的影响；

(3)在停炉冷修期间采用人工打冻结层的手段，降低炉内冻结层厚度。

1.3 操作工艺参数

通过采用上述措施，沉降电炉渣冻层问题基本得到了解决。表1列出了沉降电炉操作工艺参数。其中镍锍的重量单位按冶炼厂的转运包来计量。

表1沉降炉工艺参数变化情况

平均功率/kW镍锍/t镍锍面高度/mm渣面高度/mm3500804701900350080500190035008043019003500754301950350080430195035007547019003500754201900350075470200035005040018003500654002000

2 技术改进

2.1 改进电炉工艺操作

在2009年电炉送电、澳斯麦特炉试车过程中，沉降电炉加入了低镍锍物料，而且澳斯麦特炉正处于试车阶段，从澳炉排出的渣不稳定，渣型不好，导致沉降电炉冻结层逐渐升高，最高在炉子冷区，高达1 500 mm左右，炉后排放极其困难。根据生产情况，考虑到沉降电炉功能，冶炼厂决定停止向炉内加料，炉况逐渐好转。

沉降电炉的尺寸为14 000 mm×6 200 mm×3 200 mm，面积为86.8 m2, 沉降电炉最大功率为8 000 kVA,炉底单位面积的平均功率为92 kVA/m2，而贫化电炉的炉底单位面积功率为100～185 kVA/m2，由于升高温度后出现渣渗漏现象，给安全生产带来隐患，所以现在用电功率最高为3 500 kVA，炉底单位面积功率为40 kVA/m2，远远低于贫化电炉的最低限，其只能起保温作用，起不到贫化电炉的作用。

2.2 改善电炉熔炼条件

电炉冻结层中的铁主要以Fe3O4形式存在，Fe3O4熔点为1 594.5 ℃，普通的沉降电炉无法达到高于Fe3O4熔点的温度，物料的熔化温度也达不到，因此，在熔炼过程中通过严格控制氧势实现熔炼渣中的磁性铁含量在可控范围内，并在沉降电炉返转炉渣溜槽中加入焦炭等还原剂使部分磁性铁转变为FeO，进而降低炉渣磁性铁的含量，从而改善电炉的熔炼条件。

2.3 返渣溜槽技术改造

沉降电炉返转炉渣溜槽原设计在靠近炉后烟道电极处，这种情况存在两个弊端。①溜槽呈直角形状，转渣加入时冲刷严重。②吹炼吊车有一台出现故障时，另一台运行的吊车将无法靠近返渣溜槽，导致转炉渣不能返入电炉，影响生产。针对此种情况，将沉降电炉返转渣溜槽移至吊车可以运行到的位置，原来呈直角形状的溜槽改为弧形，缓解了返渣冲涮溜槽，保证了沉降电炉安全稳定生产。

此返渣溜槽原设计最大的问题是转炉渣加入靠近炉后排渣口的位置，转炉渣没有进行沉降就排出电炉，造成电炉渣含镍指标较高。技术改造后，转炉渣加入到澳斯麦特炉附近处，转炉渣从炉前到炉后进行完全沉降，电炉渣含镍指标得到了较好地改善。

3 结论

沉降电炉从2009年试车到正常生产，期间出现过很多技术及生产上的问题，经过不断改造和完善，目前沉降电炉运行基本平稳，炉况较好，炉内冻结层控制在合理的范围内，为冶炼厂正常生产打下了坚实的基础。

[1] 陈林章.铜镍矿热电炉的生产经验[J].有色金属(冶炼部分)，1984，(4).

[2] 李德臣，张东，韩瑞富.吉恩镍业75 m2矿热电炉连续运行两年的技术总结[A]. 全国铜镍钴生产工艺、技术及装备研讨会论文集[C].全国铜镍钴生产工艺、技术及装备研讨会，2009.

Production practice of settling furnace of nickel smelting

GAO Xiao-yan

This paper describes the operation aspects of settling furnace in Jilin Jien Nickel smelter. The settling furnace, as a supporting for Ausmelt furnace, is used for nickel matte separation from slag. This paper introduces the issues found during the operation of settling furnace and technical solutions.

settling furnace； Ausmelt furnace； frozen slag

高晓艳(1972—)，女，吉林省吉林市人，研究生学历，高级工程师，冶炼厂副主任工程师，从事冶金专业技术工作。

2016-01-29

2016-04-13

TF815

B

1672-6103(2016)03-0020-02