大型流态化焙烧炉设计运行创新实践

岳凤洲;周远翔;李朝侠;姚强;张建康;刘琳

【摘 要】介绍了陕西锌业有限公司109 m2流态化焙烧炉设计及施工情况.109 m2锌沸腾炉炉顶和开孔采用钢纤维混凝土整体浇筑技术,近10年来沸腾炉运行良好.截至2018年6月底,109 m2流态化焙烧炉累计运行72 831.023 h,开车率91.49％,累计生产硫酸1 657.375 kt,平均产酸速率22.756 t/h,比设计能力高3.65％,为锌冶炼生产锌焙砂1 075.829 kt(折算锌金属量),焙烧强度6.514t/(m2·d). 【期刊名称】《硫酸工业》 【年(卷),期】2018(000)010 【总页数】3页(P35-37)

【关键词】流态化焙烧炉;锌精矿;设计;运行实践 【作 者】岳凤洲;周远翔;李朝侠;姚强;张建康;刘琳

【作者单位】陕西锌业有限公司,陕西商州726007;中国恩菲工程技术有限公司,北京100038;洛阳洛华粉体工程特种耐火材料有限公司,河南洛阳471003;陕西锌业有限公司,陕西商州726007;陕西锌业有限公司,陕西商州726007;陕西锌业有限公司,陕西商州726007 【正文语种】中 文 【中图分类】TQ111.16

109 m2流态化焙烧炉是陕西锌业有限公司(以下简称陕西锌业)本部2007年立项

建设的100 kt/a电锌项目的龙头设备[1]。原设计委托中国恩菲工程技术有限公司完成，当时采用了2套设计方案，第一方案是传统的异型砖砌筑拱顶设计；第二方案是整体浇筑球形炉顶设计。经陕西锌业深入调研和公开招标后，决定委托洛阳洛华粉体工程特种耐火材料有限公司(以下简称洛华粉体工程)按照第二设计方案施工，这在国内新建109 m2流态化焙烧炉中首次采用。经过近10年的生产使用实践证明：采用先进合理的整体浇筑技术是成功的，不仅施工工期短，成本低，而且有利于解决传统异型砖砌筑炉顶施工中存在的诸多行业难题。

笔者就部分设计施工技术要点和实际生产情况予以介绍，为推动行业技术进步提供参考依据。 1 原设计和施工要点 1.1 整体浇筑炉顶

109 m2流态化焙烧炉采用整体浇筑设计方案，球形炉顶预算质量334.697 t，比异型砖砌筑方案节约53.87 t耐火材料；炉顶整体浇筑采用洛华粉体工程特制的钢纤维混凝土材料，施工采用连续作业，实际共花费84 h。各个工序均严格执行既定作业计划，充分保证了施工质量达到设计要求，其核心技术成果获得中国有色金属工业协会评审颁发的中国有色金属工业科技一等奖。 1.2 特制风帽

109 m2流态化焙烧炉原设计使用10 882个直吹式风帽，实际施工安装10 901个风帽。风帽采用SCH2材质精密铸造，同时含有适量稀土成分，由内蒙古(包头)第一机械集团公司采用特种精密铸造工艺制造，可以一次制造安装，永久使用。 SCH2材料的参考成分见表1。 表1 SCH2材料的参考成分

w(C),%w(Si),%w(Mn),%w(S),%w(P),%w(Mo),%w(Ni),%w(Cr),%0.25～0.350.7～0.850.75～0.85≤0.010.020.20.7～1.025～28

2 生产使用和检修情况 2.1 生产和使用情况

陕西锌业109 m2流态化焙烧炉于2008年7月14日开始筑炉，9月9日完工，自然干燥后，2009年5月2日首次烤炉，6月1日首次点火升温带料试车，截至2018年6月底，109 m2流态化焙烧炉累计运行72 831.023 h，开车率91.49%，累计生产硫酸1 657.375 kt，平均产酸速率22.756 t/h，比设计能力高3.65%，为锌冶炼生产锌焙砂1 075.829 kt(折算锌金属量)，焙烧强度6.514 t/(m2·d)。在近10年期间，停炉检修14次(累计4 590.613 h)，焖炉187次(累计2 070.771 h)，停电11次(累计11.593 h)，2013年检修浇筑排料口部分炉墙后烤炉1次(104 h)，每次检修后开炉升温时间一般严格控制在32～35 h，消除了典型违规操作，流态化焙烧炉生产实现了长期、安全、连续、平稳、优质、高效生产的管理目标。目前炉况较好，仍有较大潜力。 2.2 检修改进情况

陕西锌业2008年9月新建成109 m2流态化焙烧炉，到2013年初发现炉顶局部漏烟日渐明显，在2013年7月大修时，对整体浇筑的钢纤维混凝土球形炉顶做过一次全面检修，至今使用状况仍较好。此次炉顶检修的施工技术要点如下： 1)拆旧并清理。拆除原炉顶外钢壳，清理净填充料和酸泥。

2)寻找漏点。用高压风吹扫净整体浇筑的钢纤维混凝土球形拱顶外表面，发现整个拱顶表面在炉顶边沿约400 mm宽范围内裂缝较多，其他地方相对较少，呈现不规则的开裂缝隙，缝隙宽度不到1 mm。

3)检修漏点。用硅酸钠和KP1等细粉调制成稀料，这种稀料具有防硫酸腐蚀和封堵作用，每天涂抹一次炉顶表面，共涂抹三遍。最后对炉顶边沿400～500 mm宽的周边，用钢纤维混凝土和钠水玻璃拌合稀料全部填充补强1遍。

4)填充空腔。炉顶开始填充，配料为10袋珍珠岩，3袋普通硅酸盐水泥，1袋涂

抹料，用水拌湿搅拌均匀后，填充在炉顶空腔内，然后在400～520 mm厚的填充粉料表面敷设1层10 mm厚的含锆纤维板。 5)封顶。用304不锈钢满焊密封好炉顶。

2013年7月停车计划检修时，发现在流态化焙烧炉排料口两侧的下直段耐火砖冲刷比较严重，有近3 m2的耐火砖已经冲刷掉60%以上。检修时采取了先在保温砖缝用手电钻打孔，再挂铆钉和钢筋网套，支好模板后，最后用钢纤维混凝土稀料浇筑，浇筑数量(lbh)为2 m×1.2 m×0.2 m=0.48 m3。目前使用仍然良好。现场照片见图1～5。 图1 新炉顶表面(2008年) 图2 炉顶裂缝(2013年) 图3 炉顶检修前外貌(201307) 图4 炉顶检修后外貌

图5 排料口冲刷修筑后(201307)

2013年8月3日烤炉，8日转入正常生产至今近5年，炉顶和排料口修复段使用均正常。 2.3 风帽使用情况

2018年5月下旬计划停车检修时发现，在靠近流态化焙烧炉南侧进料口的中心附近，有风帽堵死，无法全部疏通，拆除160 mm厚的耐火层后，重新更换了47个新风帽，其余风帽疏通后仍继续使用。 3 推广应用

据报道[2]，西北铅锌厂新建152 m2锌精矿流态化焙烧炉2013年10月开工，2016年11月点火，采用了炉顶整体浇筑结构，同时采用了新型炉衬和相关新材料、新技术，解决了焙烧炉炉顶腐蚀快、炉顶砖体断裂剥落等行业难题。 4 结语

目前，我国大型锌精矿流态化焙烧炉设计、施工和安全生产技术已经全部实现国产化，尤其是炉顶整体浇筑等核心技术和特制单孔直吹式永久风帽的使用和推广，提高了设备抗风险能力和原料适应能力，降低了生产成本，使企业的资源综合利用水平和经济技术指标达到国际一流，综合竞争能力已经达到国内外领先水平，这将引领着锌冶炼流态化焙烧炉及配套装备技术的新飞跃。 参考文献：

【相关文献】

[1] 岳凤洲，柳兴龙，戴西民.109 m2锌精矿流态化焙烧炉焙烧制酸系统生产实践[J].中国有色冶金，2011(6)：30-35.

[2] 魏甲明，杨斌，李若贵.西北铅锌厂152 m2流态化焙烧炉与改良黄钾铁矾法炼锌项目的创新[J].中国有色冶金，2018(2)：11-13.