Вопрос 2. Конструкция печи. Печь представляет собой шахту, кессонированную в средней части и футерованную ниже оси фурм.

Конструкция печи ПВ–1500-2 (для СУМЗа) разработана институтом «ВНИИЭнергоцветмет» при непосредственном участии институтов «Гинцветмет» и МИСиС. Основными элементами печи являются:

• подина;

• горн;

• шахта с кессонированным поясом (144 элемента);

• сифоны для непрерывной выдачи штейна и шлака;

• фурмы нижнего и верхнего ряда;

• каркас печи.

Печь смонтирована на столбчатых железобетонных фундаментах.

Огнеупорная кладка пода печи выполнена в виде обратной арки в три оката..

В зоне первого ряда фурменных кессонов печь в поперечном сечении имеет прямоугольную форму, в зоне второго и третьего рядов выполнена с распором в виде трапеции, аптейк имеет прямоугольную форму.

Кессоны шахты печи монтируются на медные водо-охлаждаемые плиты, опирающиеся на горно печи. Каркас печи металлический, установлен на бетонном фундаменте.

В нижнем ряду кессонов в работе находятся 42 фурмы (по 21 фурмы с каждой стороны), в верхнем ряду – 24 фурмы (по 12 фурм с каждой стороны).

Кессонные плиты и фурмы изготовляются из катодной меди. Через фурмы нижнего ряда происходит подача в расплав кислородно-воздушной смеси (КВС) и природного газа. Фурмы верхнего ряда применяются для отопления печи природным газом в период ее останова, а также для дожига элементарной серы в процессе плавки медесодержащей сульфидной шихты.

В аптейке печи установлено четыре фурмы для окончательного окисления элементарной серы в токе кислородно-воздушной смеси.

Штейновый и шлаковый сифоны выполнены из огнеупорного кирпича с закладными водоохлаждаемыми элементами, в процессе эксплуатации отапливаются природным газом через горелочные устройства.

Свод печи набирается из водоохлаждаемых чугунных футерованных огнеупорным кирпичом панелей (16 сводовых панелей).

Шлаковый сифон отделен от плавильной зоны печи перегородкой из глиссажных медных труб. Перегородка сифона штейна выполнена из медных водоохлаждаемых кессонов. Перетоки сифонов выполнены из огнеупорного кирпича. Своды штейнового и шлакового сифонов набираются из панелей. Перед котлом – утилизатором имеется аптейк – вертикальная шахта для отвода технологических газов из плавленой зоны печи. Стенки аптейка выполнены из огнеупорного кирпича и опираются на стальные балки, защищенные кессонированными элементами.

В системе загрузки печи имеются восемь шихтовых бункеров емкостью по 400 м³для накопления медесодержащей шихты, концентратов, оборотных материалов, кварцевой золотосодержащей руды, клинкера и других компонентов перед загрузкой в печь. Транспортировка материалов осуществляется ленточными транспортерами с использованием дозирующих устройств.

Печь Ванюкова не требует предварительной шихтоподготовки и способна перерабатывать материал крупностью до 50 мм.

В результате появления брызг расплава происходит ассимиляция (поглощение) пыли. В результате низкий механический пылевынос. В целом пылевынос составляет порядка 1%.

Печь СУМЗа оборудована верхним ярусом фурм для сжигания элементной серы.

Вопрос.4. Показатели ПВ.

Материал презентации

• Габариты шахты: Ширина 2.5 – 3.0 м, высота: 6.0 – 6.5 м, длинна 10-30м.

• Расстояние фурм от пода печи: 2.0 м

• Пригодна шихта различной крупности (до 50 мм)

• Влажность шихты может достигать 10%

• Автогенность регулируют содержанием О₂в дутье (40 – 70 % О2)

• Отходящие газы (40 – 60 % SO₂) используют в производствеH₂SO₄

• Шихта плавится в шлако-штейновой эмульсии.

• Пылевынос не превышает 1%.

• Удельная производительность агрегата достигает 80 т/м²в сутки

• Традиционные методы плавки в отражательных, электрических и шахтных печах теряют свое значение.

Вопрос 5. Миксеры штейна и шлака (рис.2) являются накопителями расплавов и предназначены для их непрерывного приема из печи по обогреваемым переточным желобам и слива в ковшиV=6м³

Рис.2. Миксера шлака и штейна

/ - корпус; 2 - торцевая крышка; 3 - опорные бандажи; 4 - зубчатый венец; 5 - опорные ролики;

б-эл. привод; 7-футеровка; 8-горловина; 9- носок заливочного желоба: /0-газовая горелка;

II - ковш;12 - окно для слива шлака;13 - окно для слива богатой массы

и шлаковозные чаши V=11м³.

Миксер шлака длиннее миксера штейна на 2900 мм. (после реконструкции)

Кожух миксеров футеруется высокоогнеупорными хромито-периклазовыми термостойкими изделиями. Толщина кладки 380 мм. Миксеры снабжены горловинами для слива расплавов.

Характеристика миксеров:

диаметр по кожуху	3950 мм
внутренний диаметр по футеровке	3000 мм
длина по осям опорных бандажей	7400 мм
длина «бочки»	9200 мм
площадь сечения горловины	2,89м2
максимальная емкость по штейну	115 т
максимальная емкость по шлаку	82 т
электродвигатель: мощность число оборотов продолжительность включения	37 квт 700 об/мин 40%

Вопрос 6. Утилизация зазов ПВ. Технологические газы ПВ для утилизации тепла проходят котел-утилизатор (КУ) радиационно-конвективного типа. Два барабана – сепаратора работают на давлении пара до 4.5 МПа. Объем технологических газов – 40000 нм³/ч, температура газов на входе в КУ –1250⁰С, на выходе - 400⁰С. Поверхность нагрева –1927 м². Радиационная часть котла устанавливается непосредственно над камерой дожига серы являющейся продолжением аптейка печи ПВ и снабжена песочным затвором.

Конвективная часть КУ расположена под углом 90 градусов к продольной оси радиационного блока и завершается бункером с устройством примыкания к системе пневмотранспорта.

Котел-утилизатор выполнен из гладкостенных цельносварных панелей, представляющих собой экранные трубы с приваренными к ним с огневой стороны листами из нержавеющей стали.

После КУ газы поступают в башню охлаждения, работающую в автоматическом режиме испарительного охлаждения и с температурой 390⁰С проходят очистку от пыли в электрофильтрах ЭГТ 8-40-4 . КПД очистки –97,5%–98,0%

Для охлаждения кессонированных элементов печи используется химически очищенная вода с расходом до 1000 т/час с температурой на входе +25⁰С (±10⁰С), на сливе 48⁰С (±10⁰С), давлением 300 (+300) кПа.

Для отопления сифонов и миксеров штейна и шлака, преточного желоба шлака, ванны ПВ применяется природный газ, расход которого изменяется в пределах 800-2200 нм³/час в зависимости от режима работы печи.

Технологический кислород на обогащение воздушного дутья вырабатывается на двух разделительных кислородных блоках с суммарной производительностью 22000 нм³/час, концентрацией 95% О₂, давлением 200 кПа.

Агрегат ПВ оснащен автоматизированной системой управления, представленной ЭВМ «ALKONT». Имеются локальные средства автоматики: измерения температуры, давления, уровней в бункерах, расхода материалов, анализа технологических газов, контроля работы электрофильтров, башни охлаждения газов.

В ходе длительной эксплуатации комплекса ПВ–1500-2 получены следующие показатели :

Технологические параметры работы ПВ на ОАО СУМЗ

Состав шихты, (по массе в %):

Смесь сульфидных медных концентратов	70-75
Кварцевая руда, известняк	20-25
Оборотные материалы (золота боровов, дробленые выломки и корки , клинкер и др.)	до 5

Химический состав шихты в %:

медь	10-15
цинк	3,0-4,5
сера	25-35
железо	28-32
диоксид кремния	13-17
оксид кальция	до 3,5

Производительность по сухой смеси:

Сульфидных медных концентратов, (т/сут)	840-1700
Производительность по шихте, (т/сут)	1200-2400

Удельная производительность в перерасчете на площадь сечения в области нижнего ряда фурм плавильно – окислительной зоны, т/м²сут до 85,0

Загрузка шихты (т/ч)	65±20
Общий объем кислородно-воздушной смеси (КВС), нм3/ч	20000
В том числе:
технологического кислорода, нм3/ч	13500
воздуха, нм3/ч	6500
обогащение дутья кислородом, % объемн	до 87,0
Состав получаемого штейна, % по массе:
меди	40-60
цинка	2,0
Выход штейна, т/ч	20-25
Состав получаемого шлака, % по массе:
меди	0,8-1,0
цинка	3,5-4,5
диоксида кремния	29,0-32,0
оксида кальция	1,8-4,5
Содержания SO2в отходящих газах (в аптейке), % объемн.	36,0-42,5
Содержание пыли в отходящих газах	0,3-0,5г/нм3
Температура, 0С:
штейна	1180-1250
шлака	1250-1350
отходящих газов на входе в аптейк	1230-1320
разрежение в аптейке печи, мм вод.ст.	1,0-2,5
технологический кислород на дожиг серы , м3/час	3,500–4500
площадь печи на уровне фурм нижнего ряда м2	36,5
емкость ванны по расплаву, м3	85,0
Удельные расходы:
кислорода, м3/т конц.	90-180
воздуха, м3/т конц	12-25
природного газа м3/т конц.	0-18

Технологическая схема комплекса Ванюкова на ОАО СУМЗ состоит из следующих частей:

-системы подачи шихты на плавку ;

-системы подачи кислородно-воздушной смеси (КВС) и природного газа:

- печи Ванюкова;

- системы охлаждения кессонированной шахты печи;

-стационарного отстойника шлака;

-шлакового миксера;

-котла-утилизатора;

-системы пылеулавливания и газоходного тракта.

Приготовленная в существующем отделении подготовки сырья и шихты (ОПСиШ) шихта по системе конвейеров подается в шихтовые бункера печи ПВ-1500-2 емкостью 400 м3, оборудованные ленточными питателями.

Система питания печи шихтой, регулировка и автоматическое дозирование обеспечивается установкой на ленточных питателях двигателей с регулируемым числом оборотов и весоизмерителей.

Шихта с конвейеров через загрузочные устройства поступает на ванну барботируемого расплава, где подвергается физико-химическим превращениям с образованием продуктов плавки - штейна, шлака и запыленных отходящих газов.

Технологический процесс плавки сульфидного медного цинксодержащего сырья и обеднения жидких конвертерных шлаков осуществляется в непрерывном режиме загрузки шихты заданного количества и состава при оптимальном расходе дутья и сопровождается

непрерывным выпускум из печи жидких продуктов плавки и эвакуация отходящих газов.

При этом соблюдается постоянство заданных уровней штейновой и шлаковой ванн для определенного составеа штейна, что обеспечивается неизменностью высоты сливных порогов (окон) в шлаковом и штейновом сифонах.

Температура ванны расплава регулируется соотношением кислород/воздух дутья, при неизменном общем расходе кислорода, подаваемого через фурмы нижнего ряда в расплав и заданном соотношении "кислород дутья - загрузка шихты (нм³/т)"; расхода природного газа с одновременным изменением количества кислорода на его сжигание до диоксида углерода.

Глубина погружения фурм в расплав поддерживается в пределах 0.3-0.6м.

Для расчета параметров автогенной плавки разработаны номограммы [1]. Пример использования одной из них для оценки удельного расхода кислорода на 1 т. шихты и содержания меди в штейне [129], получаемого при переработке сульфидной шихты, содержащей 18 % Cu, приведен на рис 5.52.

Охлажденный до температуры 390-420⁰С отходящий газ печи ПВ поступает в электрофильтры ЭГТ 8-40-4, где он очищается от пыли и далее по газоходному тракту, с помощью 4-х дымососов поступает в промывное отделение СКЦ.

Поток газа поступающий в промывное отделение сернокислотного цеха (после электрофильтров), характеризуется сравнительно высокой концентрацией SO₂ ( (20-25 %). В товарной точке концентрация SO2 составляет ~ 20 %. Дальнейшее улучшение характеристик пылегазового потока является устранение подсосов и герметизация пылеулавливающей аппаратуры.