加強工藝技術管理提高粗銅產品質量

李志勇，侯 強，陳鐵昌，金 偉，柳 煜

（中國有色集團撫順紅透山礦業有限公司，遼寧 撫順 113321）

某粗銅冶煉廠于1995年生產，原采用密閉鼓風爐空氣熔煉，在2006年1月份開始采用密閉鼓風爐富氧熔煉，鼓風爐由原來的5m2增加到6m2，連吹爐由10m2增加到13m2。粗銅的產量也由原設計能力的6300t/年，增加到15000t/年。在2012年10月份粗銅生產工藝改為富氧底吹爐熔煉-連續吹煉爐吹煉的生產工藝。所著冶煉工藝的多次改造，粗銅產品的質量管理工作一直是冶煉廠技術管理的一項重要工作。

1 影響粗銅產品質量的因素分析

為了找出影響粗銅產品質量的因素，冶煉廠生產技術管理者同生產車間共同查找原因，大家深入現場，集思廣義，從影響粗銅產品質量的因素上逐一進行分析，找出以下幾點主要影響因素。

影響粗銅品位的最主要的因素包括原料成分，工藝配料的嚴格，生產過程的工藝技術指標控制和現場操作管理等[1]。

1.1 銅精礦成分的影響

銅精礦的組成對冶煉工藝的選擇極為重要，目前大多數銅精礦采用火法冶煉工藝處理。首先精銅礦內的許多物質都直接影響到粗銅的產品質量，比如含銅化合物再和鹽發生反應，形成鹽類化合物的砷、銻是非常難去除的物質。再比如煉銅原料中的氧化鎂的高堿性脈石成分含量頗高，也會對煉銅工作造成一定程度的影響。由此可見，要采取嚴謹的態度對待原料選擇工作。產品質量要求及質量扣款如下表。

表1 銅精礦含量成分分析

1.2 工藝配料和熔煉爐生產影響及措施

1.2.1 工藝配料管理

冶煉廠使用的原料有一定數量的外購礦，礦種復雜多變，因此，為了不使熔煉爐生產出現大范圍波動，穩定爐況，在工藝配料上有嚴格的要求。首先在配料上原則是定準主礦，在入爐礦調整上主要成分盡量保證長期穩定，其他含雜成分按每種礦的化驗單進行配料的調整，保證入爐的精礦綜合成分滿足生產工藝要求。確保入爐含雜成分砷小于0.2%，鉛+鋅小于8%，氧化鎂小于3.5%。同時在小礦種多時，對銅精礦的拌料工作上，要求拌料工做到多次拌料，嚴格按工藝要求的比例進行拌料。

1.2.2 冰銅品位和渣型控制

能否生成性能穩定的冰銅，和連吹爐在生產過程中的操作有極大關系。要提升冰銅品味，就要保證鼓渣量可以有效減少。在連吹爐中加入同樣規格質量的冰銅，品味較高的冰銅，吹渣量也較少，造成的銅損失也隨之降低。通過研究空氣熔煉的生產過程可知，為了提升銅產量和提升產品質量，最好的辦法就是上富氧熔煉工藝。在富氧熔煉的技術基礎上，做好原料配置工作和技術指標調整工作，才能提升我廠熔煉爐的生產質量。

氧熔煉比空氣熔爐中的氧化反應更頻繁，這更有利于提升熔煉爐的生產質量和冰銅品位。在2012年冶煉廠熔煉工藝改造為富氧底吹爐熔煉后，通過生產實踐，我們在生產過程中的冰銅品位控制在50%～55%，這樣在保證兩爐生產銜接上滿足連吹爐的生產操作要求。在渣型選擇上，改高硅渣型為高鐵渣型，Fe35%～38%，SiO230%～35%，CaO3%～5%，現生產穩定狀況良好，滿足兩爐生產需求[2]。

1.3 連吹爐操作上對粗銅品位的影響

該銅冶煉廠工藝流程是富氧底吹爐熔煉-連續吹煉爐吹煉的生產工藝。這一技術流程和轉爐吹煉相比較，漏風幾率較小，二氧化硅濃度更高，但是操作步驟較為繁雜，粗銅品位相對較低。一般來說，采用這種技術工藝，會因為爐體內的不標準操作，造成爐底結過厚，對送風工作造成不利影響。爐底結逐漸增厚，導致氧化率降低，空吹時間增加，造銅工作遲遲不能完成，造成粗銅質量下降。通常來說，爐底結成分中，四氧化三鐵含量和鋁鐵含量都比爐渣更多。

已經經過熔煉的氧化鐵可以溶解在銅之中，但是石英卻處于固體狀態，因而成懸浮狀態浮在熔池之中，這會導致熔體循環速率加快，但是接觸時間也隨之減少，一些氧化鐵難以和二氧化硅發生反應，但是又在入風口處循環，再次發生氧化反應，成為四氧化三鐵。

四氧化三鐵的熔點較高，容易導致爐渣性能降低，使其含銅量升高。此過程生成的Fe3O4在FeS和SiO2存在時可按下式反應。

這是一個吸熱反應，如果要發生還原反應，就要將爐內溫度控制在一定標準以上，還要嚴格控制吹渣含SiO2大于22%。

還有一點，就是在進行操作的過程中，如果白冰銅尚未達到標準狀態就不再加入石英砂。在進行造渣時四氧化三鐵的生成，間接加快了爐底結的生成速度。在造渣最后階段所生成的四氧化三鐵則是直接影響爐底結的形成因素。有關實驗數據表明，白冰銅品味超過70%之后，造渣活動率降低，但是四氧化三鐵的生成速度快速增加。如果提前放渣，爐內熱量被強制放出，爐內溫度驟降，又不及時加入石英砂，就會生成大量的四氧化三鐵物質，這些物質會影響后續的氧化反應，導致出銅時間難以控制。但是（如果完成放渣之后再加入石英砂，又會導致大量石英砂聚集在熔體之上，在空吹過程中出現噴渣現象，造成爐內管道堵塞問題。）如果出銅時間過長，爐內溫度降到四氧化三鐵凝固點以下，四氧化三鐵又會凝固在爐底結之上，阻礙后續生產工作，直接影響到粗銅品位。

1.4 生產過程控制管理對粗銅品位的影響

部分含雜質較多的熔煉原料是造成粗銅品位較低的主要原因之一，因此冶煉廠也針對這一現象采取了一些改進方案：

（1）少加入含有雜質的外購原料，對雜質含量較高的礦粉，采用最小比例的配置方式，從而減少雜質對粗銅質量的影響程度。

（2）采取嚴格的控制手段記錄停車次數和時間，避免爐溫因停車操作的不穩定出現問題，集中停車進行維修工作。

根據上文所述可知，采取吹煉爐煉制而成的粗銅比采取轉爐煉制的粗銅品味更低，是由于吹煉爐的爐底結更厚，導致空吹時間受到影響，從而直接影響到粗銅質量。爐底結的生成則和人為操作有極大聯系。如果熔煉原料的雜質成分較多，就要采用較為嚴謹的態度對待錘煉爐，從而嚴格按照熔煉要求進行操作，把控白冰銅的品味，嚴格控制出銅時間。

1.5 粗銅外觀質量的控制

由于該銅冶煉廠的粗銅生產工藝的局限，產品表面不可能象電銅一樣，表面會產生一定的硫化物，這就要求在生產控制中加強。同時在粗銅外觀質量處理上人工進行處理，并設專人進行質量驗收合格后入成品庫?；厥蘸蟮你~邊子每天分批次加入爐內。以進一步確保粗銅外觀質量的合格。

2 結語

在市場化經濟中，特別是銅冶煉行業近年的快速發展，粗銅的質量的好壞也直接影響到企業的形象，同時也是冶煉廠未來發展的基礎動力和技術保障。如何為客戶提供最優質的銅產品，也是制銅企業的重點研究內容。為此冶煉廠在加強粗銅質量管理工作上，還需進一步提高，從原料控制，工藝技術管理和生產操作管理等方面做研究。相信在冶煉廠工程技術人員及干部職工的共同努力下，能夠更好的抓好粗銅質量管理工作。從而為企業創造更多的利潤。