CN100580111C - 一种镍铜冶炼转炉溅渣护炉方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于有色金属冶金领域，涉及镍铜冶炼转炉溅渣护炉方法。本发明的主要特征是在镍铜转炉加入含氧化镁熔渣后，分批向渣中加入调渣剂(如轻烧镁球、轻烧菱镁矿、氢氧化镁块或其他含氧化镁物料)，加入量约0～50千克/吨渣；向炉渣吹入高压空气或高压惰性气体，同时转动炉子，使炉渣飞溅在炉衬上，形成溅渣层。溅渣层在整个冶炼期对炉衬具有保护作用。

Description

一种镍铜冶炼转炉溅渣护炉方法

技术领域

本发明属于有色金属冶金领域，特别涉及镍铜冶炼转炉溅渣护炉技术。

背景技术

镍铜的火法冶金是将硫化精矿或块矿经熔炼、吹炼和精炼等工序，然后电解得到产品电镍或电铜。低冰镍和低冰铜的吹炼是在卧式侧吹转炉内进行的。在吹炼过程中，由于受入炉物料的品位低、处理物料量大、冶炼周期长、间歇式作业炉温波动大、炉况稳定性差等因素的影响，转炉的寿命偏低，炉衬检修频繁，有效作业率低，生产检修协调困难。

镍铜转炉所用的是镁铬质或镁铬铝质耐火材料。影响转炉寿命的主要因素有：化学作用，如熔体和气体的侵蚀；热学作用，如装料或炉子作业不正常引起的严重的间断式热震和循环周期性变化所引起的热疲劳；机械冲击作用等。砖衬损坏严重程度的次序大致为，风口区、上风口区、端墙、炉底和对风口区。

目前，提高镍铜转炉的寿命的措施有，改造风口或改变风压，减小熔体对砖衬的机械冲刷；进行烤炉，减小两个炉次间的温降，减轻热应力作用；采用熔铸、再结合、直接结合、电熔再结合镁铬砖，提高炉衬的抗渣侵蚀作用(提高炼铜转炉的技术措施，孙兆福)。这在一定程度可以解决因某些不规范作业或生产设备相对落后单位的生产问题，但炉龄增长幅度有限。

也有人在研究新的高性能的镁铬砖(添加剂及杂质对炼镍转炉镁铬砖性能的影响，杨丁熬等)，试图开发高质量风口砖解决镍铜转炉的寿命低的问题。这种方法可以改善风口的使用状况，提高风口的使用时间，但制约镍铜转炉整体长寿的因素很多，因此这种方法往往代价昂贵，对于提高转炉的整体寿命效果不好。

目前生产单位解决局部损坏的方法主要是喷补法。喷补法可以解决炉衬的局部损坏，但消耗大量耐火材料，而且还需要消耗繁重的体力劳动。

所以上面这些方法都未从根本上改变目前有色冶炼转炉炉龄低的问题。

炼钢转炉溅渣护炉技术可以有效提高炼钢转炉炉龄，并在大多数钢铁企业得到广泛应用。炼钢转炉溅渣护炉技术主要是出钢前的吹炼过程中，向炉内加入轻烧白云石，出钢后向残留炉渣中加入调渣剂，如菱镁矿、轻烧白云石、轻烧镁球等，向炉渣喷吹高压氮气冲击炉渣，使炉渣飞溅在炉衬上形成溅渣层，保护炉衬(转炉溅渣护炉的炉渣控制及炉衬侵蚀机理，杨文远等)。

炼钢转炉溅渣护炉技术对于镍铜转炉溅渣护炉技术有一定的启发作用，但镍铜冶炼与钢铁冶炼存在着本质的差别，由于镍铜冶炼转炉与炼钢转炉的炉型、吹炼方法、炉渣成分等完全不同，因此不能将炼钢转炉溅渣护炉技术直接或简单移植用于有色冶炼镍铜转炉。

发明内容

本发明的目的是开发一种适于有色冶炼镍铜转炉的溅渣护炉技术，从而大幅提高镍铜转炉炉龄，减少修炉次数，降低修炉工人的劳动强度，增加镍铜产量。

针对镍铜转炉自身的冶炼特点。本发明镍铜转炉溅渣护炉方法采用如下技术方案：

在镍铜冶炼转炉加入含氧化镁熔渣后，向炉内分批加入调渣剂，加入量约0～50千克/吨渣，粒度为100目～￠40mm；向炉渣吹入高压空气或高压惰性气体，同时转动炉子，使炉渣飞溅到炉衬上，形成溅渣层，溅渣时间为15～40分钟。

本发明的另一个技术方案是所述的调渣剂为轻烧镁球、轻烧菱镁矿或氢氧化镁块。

本发明的另一个技术方案是所述的熔渣是镍铜冶炼转炉的含氧化镁吹炼渣或熔炼炉的含氧化镁炉渣。

本发明的另一个技术方案是所述的高压惰性气体包括氮气、氩气或二者混合气。

本发明的另一个技术方案是溅后渣中的MgO含量为2.40～5.52％，Fe₂O₃含量为12.50～27.40％。

上述方案详述如下：

①将含有含氧化镁的熔渣加入镍铜转炉，再分批加入一定的调渣剂(轻烧镁球(粉)、轻烧菱镁矿、氢氧化镁块或其他含氧化镁物料)。加入调渣剂的目的，一是使炉渣成分满足溅渣护炉的要求，特别是MgO含量；二是通过加入调渣剂，提高炉渣的熔点，即满足炉渣耐火度的要求；三是通过补加调渣剂调整炉渣的粘度，使炉渣既能被吹起又能很好的粘接在炉衬上，形成溅渣层。

②溅渣过程中，在加入调渣剂后，向炉渣喷吹高压空气或高压惰性气体。溅渣过程，借助高压气流的作用，通过摇动炉体改变喷枪的角度和方向，使转炉的各个位置均匀溅渣，特别是满足风口区和端墙的溅渣要求。

③溅渣时间由补加调渣剂的熔化及溅渣层的形成状况所定，溅渣时间过短，溅渣不充分，溅渣层形成过薄，不能达到预期的保护作用；溅渣时间过长会使炉渣吹干，导致在炉底形成粘积层，降低炉内有效容积，影响正常生产。

本发明具有以下积极效果：

1.实现了镍铜转炉溅渣护炉技术，通过向镍铜转炉炉渣内添加调渣剂，在炉衬上形成了均匀的溅渣层，减缓了炉渣对砖衬的侵蚀作用。

2.探索到了溅渣时的合理渣型，即MgO-FeOx-SiO₂型渣系，通过生成如铁镁橄榄石和FeO-MgO固溶体等高熔点相提高了炉渣的熔点和粘度，增强溅渣效果。

3.节省了耐火材料的使用量，缩减了修炉时间，减小了工人的劳动强度，提高了产量。

具体实施方式

采用本发明所述的方法，在镍铜冶炼转炉上进行溅渣护炉。表1是溅渣所用的含氧化镁炉渣成分，表2是溅渣后的炉渣成分。可以发现，溅渣护炉后炉渣中的氧化镁含量和三氧化二铁的含量较溅渣前有大幅增加。另外，溅后渣的熔点普遍上升，炉渣的主相是熔点较高的铁镁橄榄石和磁铁矿。溅渣后风眼区挂渣较厚，其它区域挂渣均匀，达到了溅渣护炉的目的。溅渣后正常生产中，溅渣层可以满足冶炼要求，很好的保护冶炼期的炉衬。

实例1

物料情况：镍转炉渣1包半(31.9t)和调渣剂(￠0～10mm)1.2t。

溅渣护炉过程：

1#炉加入镍转炉吹炼含氧化镁炉渣，调渣剂加入量为1.2吨。向炉渣吹入高压空气，开风溅渣20分钟，观察到风眼区溅渣层较厚，其他区域溅渣均匀。1#炉利用镍转炉吹炼的含氧化镁炉渣溅渣效果明显，在炉衬上形成均匀的溅渣层，达到预期溅渣护炉的目的。

实例2

物料情况：镍转炉渣1包(23.0t)。

溅渣护炉过程：

2#转炉加入镍转炉吹炼的含氧化镁炉渣，调渣剂加入量为0吨。开风溅渣，溅渣40分钟。观察风眼溅渣层较厚，上下风眼区溅渣层均匀。2#炉溅渣情况良好，实现了溅渣护炉的目标。

实例3

物料情况：镍转炉渣1包(25.1t)和调渣剂(￠0～40mm)1t。

溅渣护炉过程：

2#转炉加入镍转炉吹炼的含氧化镁炉渣，加入调渣剂1吨，加入量为50千克/吨渣，开风进行溅渣，15分钟后停风观察，风口区溅渣层较厚，其它区域溅渣均匀，实现了溅渣护炉的目标。

实例4

物料情况：铜转炉炉渣(36.0t)和调渣剂(￠100目)0.4t。

溅渣护炉过程：

7#转炉加入铜转炉吹炼含氧化镁渣，并加入0.4吨调渣剂，加入量为11千克/吨渣。开风溅渣15分钟。溅渣后观察，调渣剂熔化充分，风眼区渣层较厚，其他区域溅渣层均匀，达到溅渣护炉的目的。

实例5

物料情况：镍转炉炉渣(23.1t)和调渣剂(￠0～1mm，300kg；￠40mm，750kg)1.05t。

溅渣护炉过程：

1#转炉加入镍转炉吹炼含氧化镁渣，并加入1.05吨调渣剂，加入量为45千克/吨渣。开风溅渣20分钟。溅渣后观察，调渣剂熔化充分，风眼区渣层较厚，其他区域溅渣层均匀，达到溅渣护炉的目的。

表1溅渣护炉用熔渣成分

表2溅渣护炉后炉渣成分

Claims (4)

1.一种镍铜冶炼转炉溅渣护炉方法，其特征在于：在镍铜冶炼转炉加入含氧化镁熔渣后，向炉内分批加入调渣剂，加入量0～50千克/吨渣，粒度为100目～￠40mm；向炉渣吹入高压空气或高压惰性气体，同时转动炉子，使炉渣飞溅到炉衬上，形成溅渣层，溅渣时间为15～40分钟，溅后渣中的MgO含量为2.40～5.52％，Fe₂O₃含量为12.50～27.40％。

2.根据权利1所述的一种镍铜冶炼转炉溅渣护炉方法，其特征在于：所述的调渣剂为轻烧镁球、轻烧菱镁矿或氢氧化镁块。

3.根据权利1或2所述的一种镍铜冶炼转炉溅渣护炉方法，其特征在于：所述的熔渣是镍铜冶炼转炉的含氧化镁吹炼渣或熔炼炉的含氧化镁炉渣。

4.根据权利1或2所述的一种镍铜冶炼转炉溅渣护炉方法，其特征在于：所述的高压惰性气体包括氮气、氩气或二者混合气。