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     采用閃速熔煉為主工藝，原設(shè)計(jì)年產(chǎn)電解銅100kt，2002年擴(kuò)產(chǎn)至150kt/a，目前正在進(jìn)行210kt/a擴(kuò)建。它采用氣流干燥工藝將精礦水份由8%～9%干燥至0.3%以下，以適應(yīng)閃速爐對水份的要求，其工藝流程如圖1所示。
    氣流干燥是利用重油在熱風(fēng)爐中燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠诨鞖馐遗c其它余熱煙氣混合，對物料進(jìn)行干燥。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，熱風(fēng)爐存在爐膛溫度過高、爐襯損壞嚴(yán)重等現(xiàn)象，嚴(yán)重制約正常生產(chǎn)，通過不斷改進(jìn)，取得了良好效果。
1、改造前狀況
    采用夾套式熱風(fēng)爐，爐內(nèi)環(huán)砌高鋁磚，前端安裝一支由日本CONORA公司提供的能力為140～850kg/h的超音波燒嘴，由專門的干燥重油機(jī)組提供250#重油，送風(fēng)系統(tǒng)包括：二次風(fēng)、助燃風(fēng)、三次風(fēng)，其中二次風(fēng)用于重油燒嘴燃燒；助燃風(fēng)由前端板上部吹入爐膛，起助燃作用，同時(shí)冷卻爐膛；三次風(fēng)由前部切向引入夾套，經(jīng)過夾套再從爐膛后部的12個(gè)風(fēng)口吹出，以冷卻煙氣，使混氣室的煙氣溫低于450℃，防止精礦著火。圖2為改造前金隆熱風(fēng)爐示意圖。
    自1997年金隆投產(chǎn)以來，閃速爐投料量逐漸提高，干燥量和燒嘴燃油量也相應(yīng)提高，熱風(fēng)爐爐膛溫度隨之上升，當(dāng)干燥量達(dá)到70t/h(年產(chǎn)100kt電銅的設(shè)計(jì)值)時(shí)燒嘴燃油量在550kg/h左右，此時(shí)爐膛溫度達(dá)1100℃，但冬季由于氣流干燥系統(tǒng)的空氣溫度較低，燃油量比平時(shí)高出120～180kg/h，在干燥量為70t/h時(shí)，冬季熱風(fēng)爐燃油量達(dá)到700kg/h左右，爐膛溫度為1400℃左右。此時(shí)熱風(fēng)爐內(nèi)環(huán)砌的高鋁磚開始發(fā)紅，部分磚體出現(xiàn)燒損及斷裂現(xiàn)象，高溫區(qū)域損傷更為嚴(yán)重，拱頂處出現(xiàn)下沉，并造成熱風(fēng)爐部分爐襯坍塌事故，每年大修都必須更換大量燒損的耐火磚，嚴(yán)重危脅到干燥系統(tǒng)的正常運(yùn)行，富通新能源銷售木屑顆粒機(jī)、木屑烘干機(jī)等生物質(zhì)燃料成型、木屑烘干等機(jī)械設(shè)備。
    2001年進(jìn)行150kt/a電銅的擴(kuò)產(chǎn)改造，最大干燥量達(dá)到105t/h，燒嘴的燃油量將大幅度提高，因此為保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行，必須對熱風(fēng)爐作相應(yīng)的改造，以降低爐膛溫度，提高生產(chǎn)能力。
2改造
    熱風(fēng)爐內(nèi)部采用的是高鋁質(zhì)耐火磚，高鋁磚的突出優(yōu)點(diǎn)是耐火度及荷重軟化溫度高，其耐火度一般可達(dá)1750℃以上，用于熱風(fēng)爐上能提高風(fēng)溫和使用壽命。為何金隆熱風(fēng)爐使用過程中會出現(xiàn)磚體燒損嚴(yán)重現(xiàn)象呢？通過分析，我們認(rèn)為有以下幾種原因：
    (1)熱風(fēng)爐內(nèi)徑僅為2 200mm，所采用的超音波燒嘴燃燒時(shí)為大張角火焰，在高油量燃燒時(shí)其外焰部分能直接沖刷到爐襯，使得該部分溫度過高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于所檢測到的爐膛溫度，甚至超過高鋁磚正常使用溫度，高鋁磚長時(shí)間在高溫條件下工作，磚體會逐漸軟化產(chǎn)生可塑變形，強(qiáng)度顯著下降以至破壞；
    (2)高鋁磚的熱震穩(wěn)定性能較差，耐急冷急熱性能差。由于受到整個(gè)生產(chǎn)工序的影響，熱風(fēng)爐開停較為頻繁，磚體在運(yùn)行時(shí)溫度很高，停運(yùn)時(shí)溫度急劇下降，多次的急冷急熱可引起磚體的斷裂；
    (3)熱風(fēng)爐本身設(shè)計(jì)能力不足。初步設(shè)計(jì)中考慮到氣流干燥的熱源是來自蒸氣過熱爐、陽極精煉爐和貧化電爐的余熱煙氣，不足部分由熱風(fēng)爐中燃燒重油補(bǔ)充。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于種種原因，僅僅引入了貧化電爐的余熱煙氣，蒸氣過熱爐和陽極爐的余熱煙氣并未引入，該部分引入的熱量都由熱風(fēng)爐燃油補(bǔ)充，使熱風(fēng)爐在實(shí)際生產(chǎn)中所燃燒的重油大大高出設(shè)計(jì)值。表1為設(shè)計(jì)工況下引入氣流干燥系統(tǒng)的煙氣對照表。
    過熱爐及陽極爐余熱煙氣未曾引入，使進(jìn)入干燥系統(tǒng)煙氣顯熱減少了8 400MJ/h，這些熱量將由熱風(fēng)爐燃油補(bǔ)充，設(shè)計(jì)工況下正常生產(chǎn)時(shí)熱風(fēng)爐燃油量每小時(shí)比設(shè)計(jì)值高出200kg，高出約40%左右。
    為了有效地降低爐膛溫度、減少對爐體耐火材料的損傷、延長爐襯使用壽命，我們主要在三次風(fēng)引入方面進(jìn)行了改進(jìn)。
    原有的熱風(fēng)爐運(yùn)行時(shí)僅燃燒風(fēng)、助燃風(fēng)進(jìn)入熱風(fēng)爐爐膛，其總量只有2萬m3／h，最大能力為4.3萬m3/h的三次風(fēng)是由熱風(fēng)爐后部直接進(jìn)入混氣室，以冷卻熱風(fēng)爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔�，僅僅起到一種稀釋作用。如果能將三次風(fēng)引入熱風(fēng)爐必將有效的降低爐膛溫度，但大量的三次風(fēng)全部引入熱風(fēng)爐會引起爐膛溫度過低，造成燒嘴燃燒效果差，低于重油著火點(diǎn)溫度（重油著火點(diǎn)一般為600℃左右），甚至造成燒嘴熄火。而進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，引起燒嘴熄火的關(guān)鍵部位是火焰根部，因?yàn)橹赜腿紵龝r(shí)，該部分要把重油加熱到沸點(diǎn)，而重油氣化為蒸氣是一個(gè)吸熱過程，如該部分溫度高即可保證整個(gè)重油燃燒過程的順利進(jìn)行。因此，當(dāng)我們將三次風(fēng)引入到熱風(fēng)爐時(shí)，只要注意其引入位置的分布，就不會對燒嘴的燃燒造成太大的影響。
    在2000年5月大修期間，我們對熱風(fēng)爐進(jìn)行了改造，將三次風(fēng)改向，使三次風(fēng)從夾套后部引入，經(jīng)夾套，從熱風(fēng)爐前端吹入爐膛，以降低爐膛溫度，改造后的熱風(fēng)爐如圖3所示。
    從圖3可以看出，三次風(fēng)是由緊貼著爐襯的環(huán)形出口平行吹入熱風(fēng)爐的，原有的助燃風(fēng)箱保留，其出口和三次風(fēng)環(huán)形出口一致。這樣布置有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
    (1)-次風(fēng)緊貼爐襯吹入，在整個(gè)高鋁磚表面形成一層風(fēng)幕，最大限度的降低磚體的溫度，更有效的保護(hù)爐襯，使之免受燒嘴火焰的的沖刷。
    (2)由于三次風(fēng)吹入部位遠(yuǎn)離燒嘴燃燒區(qū)域，避免燃燒區(qū)溫度降低過大，造成燃燒效果不佳。
    (3)助燃風(fēng)仍然從頂部吹入，加強(qiáng)了對頂部爐襯的冷卻。由于熱風(fēng)爐爐襯是采用環(huán)砌的方法，頂部是整個(gè)拱形的支承點(diǎn)，而且燒嘴燃燒時(shí)對該部分影響最大，溫度也比其它部位高。
    改造期間更換原來燒損的爐襯，改用性能更好的高鋁磚，使其熱震穩(wěn)定性比以前提高不少。為了對引入熱風(fēng)爐助燃風(fēng)及三次風(fēng)進(jìn)行量化監(jiān)控，在助燃風(fēng)、三次風(fēng)管道上安裝了流量計(jì)，在閃速爐中央控制室DCS上實(shí)時(shí)監(jiān)視其流量，并根據(jù)生產(chǎn)需要通過氣動調(diào)節(jié)閥控制引入風(fēng)量。
    改造后，熱風(fēng)爐運(yùn)行基本正常，爐膛溫度顯著降低，干燥后干礦水份仍控制在0.3%以下，只是在低干燥量作業(yè)時(shí)燒嘴燃燒狀況稍差，火焰不夠穩(wěn)定，火焰顏色較暗。運(yùn)行一個(gè)月后，燒嘴喇叭口高鋁質(zhì)搗打料出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，同時(shí)熱風(fēng)爐爐體振動加劇，由于喇叭口坍塌，前端板溫度較高，鋼板燒損嚴(yán)重，給生產(chǎn)造成了一定程度的影響。為了不影響整個(gè)系統(tǒng)的正常生產(chǎn)，我們在前端板外部焊接箱體，箱體內(nèi)部進(jìn)行搗打料澆注。通過仔細(xì)分析研究，造成此種現(xiàn)象有以下幾種原因：
    (1)熱風(fēng)爐與混氣室連接部為錐形結(jié)構(gòu)，入口部截面只有1.1m×1.1m，大量的三次風(fēng)從熱風(fēng)爐引入后，使排煙不夠順暢，再加上燒嘴燃燒不夠穩(wěn)定，引起爐體振動加大；
    (2)改造后的燒嘴喇叭口是澆注在環(huán)形風(fēng)口內(nèi)環(huán)鋼板上的，穩(wěn)定性不好，澆注時(shí)筋爪數(shù)量不夠，筋爪及內(nèi)環(huán)鋼板使用的材質(zhì)耐高溫性能不高，高溫狀態(tài)下容易變形、軟化，造成附著的搗打料坍塌；
    (3)由于工期較短，烘爐時(shí)間不夠充分。
    針對改造后出現(xiàn)的不足，我們在月修及2001年年修期間對熱風(fēng)爐進(jìn)行了進(jìn)一步的整改，徹底解決上述問題：
    在燒嘴噴頭部位加設(shè)火焰穩(wěn)定器，在燒嘴重油燃燒區(qū)域形成局部高溫氣流循環(huán)，讓燃燒風(fēng)一部分通過穩(wěn)焰器，另一部分繞過穩(wěn)焰器再與火焰相交，起到分段向火焰供風(fēng)的效果，使燒嘴燃燒更加穩(wěn)定；
    在不改變鋼結(jié)構(gòu)的條件下，將熱風(fēng)爐與混氣室入口截面由1.1m×1.1m擴(kuò)大到1.5m×1.5m，以保證排煙通暢；
    采用耐熱性能好的材質(zhì)更換燒損的前端板、內(nèi)環(huán)鋼板，為了保證對喇叭口的支承，內(nèi)環(huán)鋼板厚度由10mm增加至15mm，寬度由原390mm增至450mm;
    喇叭口施工時(shí)，采用耐熱不銹鋼做筋爪，焊接在前端板及內(nèi)環(huán)鋼板上，使其在整個(gè)喇叭口搗打料中形成立體支承，并在搗打料與鋼板之間鋪一層硅酸鋁耐火纖維氈，以減少高溫對支承鋼板的影響。投用前對喇叭口進(jìn)行充分烘烤，以確保水份蒸發(fā)完全。
3、改造效果
    2002年金隆年產(chǎn)15萬t電銅改造順利完成，最大干燥量達(dá)到105t/h，熱風(fēng)爐運(yùn)行正常，在此期間，由于生產(chǎn)需要，干燥量在40～105t/h波動，熱風(fēng)爐爐膛溫度均控制在700～1200℃，且燒嘴燃燒狀況良好，爐體未出現(xiàn)振動現(xiàn)象，燒嘴喇叭口搗打料至今保存完好，在3年多的生產(chǎn)過程中，高鋁磚未出現(xiàn)絲毫燒損、斷裂現(xiàn)象，爐襯保存完好，至今未曾更換。改造前后熱風(fēng)爐部分統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對照表見表2。
    不難看出，就熱風(fēng)爐本體而言，通過改造后的熱風(fēng)爐實(shí)際生產(chǎn)能力還有進(jìn)一步提升空間，如果采取提升重油燃燒系統(tǒng)充能力、適當(dāng)降低風(fēng)礦比、引入N，（防止干礦倉著火）等措施，金隆整個(gè)氣流干燥系統(tǒng)的能力將可進(jìn)一步提高。