книги из ГПНТБ / Пирометаллургия меди Л. М. Газарян. 1960- 13 Мб

92 Плавка медных руд и концентратов в отражательных печах

о том, что плавка сырых концентратов не дает положительных

результатов.

Ниже приведены результаты этих опытов.

Хорошие результаты, полученные в последующие годы при плавке сырой шихты в отражательной печи, доказали необос­ нованность всех этих первоначальных выводов. Основная при­ чина отрицательных результатов опытов на заводе КопперКвин — применение для плавки сырых концентратов того же тем­

пературного режима печи (в зоне плавления 1370—1400° и при выходе из печи 1040°), что и для плавки обожженных концент­ ратов.

Характерная особенность этого режима—сравнительно невы­ сокие температуры в печи, так как уже при незначительном из­ быточном повышении температуры при плавке огарка разру­ шается свод отражательной печи. На заводе были нередки слу­ чаи, когда свод в зоне плавления выходил из строя за 1,5—2

мес. Сырой концентрат состоит из легкоплавких сульфидов и пустой породы (в основном из кварца). При температурном ре­ жиме, практиковавшемся тогда на заводе Коппер—Квин, суль­ фиды плавились с поверхности и стекали по откосам, оставляя вязкую полурасплавленную массу пустой породы, которая тор­ мозила плавку шихты, находящейся под этой массой.

На заводе Невада правильно учли, что для одних и тех же огнеупоров при плавке сырой шихты допустима более высокая температура в печи, чем при плавке обожженной шихты. При этом пыли образуется меньше и она не может разъедать свод,

как при плавке обожженного материала, когда окислы метал­ лов пыли шлакуются с кислым сводом.

Новый температурный режим печи и некоторые конструк­ тивные изменения ее дали возможность на этом заводе довести производительность отражательной печи на сырой шихте до про­ изводительности лучших заводов США, работающих на свожен­

ной шихте.

Ниже приведены результаты работы отражательной печи этого завода на сырой шихте и обожженной.

После получения хороших результатов на заводе Невада на

многих заводах стали плавить сырую шихту.

В свое время переходу на плавку сырой шихты препятство­ вала низкая производительность. Но достижения завода Невада

доказали, что при плавке сырой шихты в тех же печах произво­ дительность несколько больше, чем при плавке сухой шихты (стандартная схема).

Считалось, что с обожженной шихтой вводится в печь зна­ чительное количество тепла. Тепловым балансом отражатель­ ной печи на заводе Невада установлено, что при работе на сырой шихте, содержащей 30% серы, эта сера горит и дает на­

94 Плавка медных руд и концентратов в отражательных печах

На основании всех этих данных можно сделать вывод, что удельный расход топлива при плавке сырой шихты за последнее время резко снизился и уже близок к удельному расходу топли­ ва при плавке обожженной шихты.

При работе на сырой шихте исключается обжиг, т. е. сокра­ щается количество металлургических переделов. Благодаря это­ му резко снижаются капиталовложения, металлургические за­ воды становятся более компактными, значительно улучшаются санитарно-гигиенические условия работы, снижаются потери ме­ талла. При металлургическом переделе потери металла с газа­ ми составляют от 1,2 до 2,5% при работе по стандартной схеме;

при работе без обжига потери уменьшаются на 50—60%.

Затруднения при отражательной плавке по стандартной схе­ ме, связанные с вводом большого количества ферритов с огар­ ками и конвертерными шлаками в ванну отражательной печи,

сильно уменьшаются при плавке сырой шихты: не наблюдается наращивания лещади и, самое главное, значительно уменьшает­ ся процент меди в шлаке.

В стоимости металлургического передела, как указывалось выше, обжиг составляет 9—15%. При исключении обжига от­ падают статьи расхода по этому переделу, однако несколько

увеличивается нагрузка на оборудование конвертерного цеха

всвязи с переработкой более бедных штейнов.

Всовременной практике некоторое обеднение штейна при плавке сырой шихты считается положительной стороной этой

схемы.

Как известно, крупной статьей доходов медеплавильных за­ водов является попутное извлечение золота из флюсов. Оно на­

столько прибыльно, что заводы искусственно разбавляют шихту

содержащим серу материалом для получения более бедных штей­ нов, так как это дает возможность ввести в конвертер максималь­ ное количество золотосодержащих флюсов. На одном заводе, пере­ плавляющем медные концентраты, содержащие 30% меди, ших­

ту разбавляют настолько, что содержание меди, с 22—24% в 1930 г. снизилось в настоящее время до 7—8%, а содержание меди в штейне с 33—35% до 17—18%.

На основе всего вышеизложенного можно сделать следую­ щие выводы:

1. Лучший тип отражательной печи большой производитель­ ности — широкая печь с подвесным магнезитовым сводом и не­ сколько удлиненной зоной плавления, работающая при повы­

агрегатов служит в настоящее время одним из основных источ­ ников экономии топлива и средством значительного снижения себестоимости металлургического передела.

Одна из причин быстрого распространения отражательной

не работают без утилизации тепла отходящих газов; как прави­ ло, для этого применяют котлы-утилизаторы. Если вспомнить,

что стоимость отражательного передела составляет 60—75% от общей стоимости металлургического передела (в зависимости от содержания меди в шихте), а затраты на топливо 45—65% от всех затрат по отражательному переделу, то станет понятно,, почему для снижения стоимости металлургического передела в первую очередь стремились снизить стоимость отражательной плавки. Большой удельный вес стоимости топлива в отражатель­ ной плавке заставлял постоянно работать над вопросом усовер­ шенствования утилизационных котлов. Тип котла был очень ско­ ро унифицирован (в основном применяются вертикальные водо­ трубные котлы типа Стерлинга), но компоновку (отражательная печь с котлом-утилизатором) систематически рационализиро­ вали.

В ходе эксплуатации пришлось решать следующие основные вопросы;

1. Для уменьшения потерь тепла требовалось максимально приблизить котел-утилизатор к отражательной печи, поэтому ис­ кали такую компоновку, при которой длина борова, соединяю­ щего печь с котлом-утилизатором, могла быть минимальной.

2.Нужно было создать такую конструкцию борова, которая позволяла бы легко удалять осаждающиеся в нем расплавлен­ ные материалы (шихта и зола топлива), уносимые с отходящи­ ми газами из отражательной печи.

3.Надо было найти такой материал для борова, который соответствовал бы температурному и технологическому режиму печи и не подвергался бы разрушающему действию жидких и полурасплавленных частичек, уносимых газами отражательной

печи.

Основные направления в области улучшения эксплуатации котлов-утилизаторов иллюстрируются рядом приводимых ниже практических примеров.

96 Плавка медных руд и концентратов в отражательных печах

На рис. 43 показана компоновка котлов-утилизаторов и от­

ражательной печи, типичная для раннего периода внедрения

котлов-утилизаторов на медеплавильных заводах (примерно

Рис. 43. Старый тип установки котла-утилизатора за отражательной печью

Рис. 44. Установка котла-утилизатора вблизи отражательной печи

1900 г.). Характерная ее особенность — котлы расположены в стороне от отражательной печи, а отражательную печь с кот­ лами-утилизаторами соединяет длинный боров. Кроме того,

имеется обводной боров, который позволяет в аварийных слу­ чаях выключать котел, не останавливая работы отражательной

98 Плавка медных руд и концентратов в отражательных печах

служить компоновка утилизационных котлов, показанная на рис. 45.

Газы из аптейка печи направляются в распределительный

боров (расположенный перпендикулярно к осям печей) по ко­ роткому борову длиной 1,5 м. Распределительный боров сечени­ ем 7.4 м2 отводит газы к четырем котлам-утилизаторам, из ко­ торых три работают, а один в резерве. Для обслуживания этой сложной системы предусмотрен ряд шиберов. Под боровом нет (обычных для этого периода) воронок для спуска жидких и полу-

расплавленных масс, накапливающихся в борове.

Рис. 46. Установка котла-утилизатора выше отражательной печи с уклоном борова в сторону печи

При эксплуатации котлов-утилизаторов борова всегда явля­ лись одним из узких мест. В первый период применения котловутилизаторов стремились к большим скоростям газов в боровах, так как предполагали, что это даст следующие преимущества:

1) большие скорости исключат или значительно снизят осаждение жидких и полурасплавленных масс в борове, что упростит его очистку;

2)при больших скоростях газы быстро попадают в котлы-

утилизаторы, теряют мало тепла и поэтому использование тепла газов повышается;

3)сечение борова меньше и поэтому он дешевле.

Однако последующая практика показала, что при больших

скоростях значительное количество жидких и полурасплавлен­

ных масс доходит до котлов, плотно осаждается на их поверх­

ности, сильно снижая производительность. Котлы быстро залеп­ ляются этими массами, газы начинают задерживаться в борове; от этого забивается и боров, в результате чего приходится оста­ навливать печь и котел для чистки. В дальнейшем перешли к боровам большего сечения, чтобы, снизив скорость газов, задер­

жать жидкие и полурасплавленные массы в борове.

Чтобы облегчить удаление накопившихся масс из борова, предусматривались металлические спускные воронки. Однако в процессе работы был выявлен ряд недостатков этих воронок.