1、 还原熔炼铅烧结块4.1还原熔炼的原料还原熔炼的原料 4.24.2铅鼓风炉还原熔炼的基本原理铅鼓风炉还原熔炼的基本原理4.34.3炼铅炉渣的组成和性质炼铅炉渣的组成和性质4.44.4铅鼓风炉熔炼产物铅鼓风炉熔炼产物4.5炼铅鼓风炉炼铅鼓风炉4.64.6铅鼓风炉熔炼的正常操作与故铅鼓风炉熔炼的正常操作与故障处理障处理4.74.7铅鼓风炉的供风与焦炭燃烧铅鼓风炉的供风与焦炭燃烧4.84.8鼓风炉炼铅的主要技术条件及鼓风炉炼铅的主要技术条件及其控制其控制用还原熔炼方法生产的重金属主要有铅、锌、锡、锑、铋等，它们的矿物原料(见表11)除锡是氧化矿(锡石SnO2)以外，其它大都是硫化矿物，如方铅矿(Pb
2、S)、闪锌矿(ZnS)、辉锑矿(Sb2S3)、辉铋矿(Bi2S3)等。还原熔炼所处理的原料中，氧化矿和二次物料也占有一定的比例。氧化矿：就是包括氧化物、碳酸盐、硫酸盐以及硅酸盐在内的广义的氧化物所构成的矿石。二次物料：主要是废杂金属和冶金、化工、金属材料加工等过程中产出的烟灰、残渣等副产物。传统冶炼中通常将硫化矿进行烧结焙烧后再进行还原熔炼铅精矿经烧结焙烧得到的铅烧结块中的铅主要以：PbO(包括结合态的硅酸铅和铁酸铅)和少量的PbS、金属Pb及PbSO4等形态存在，此外还含有伴存的Cu、Zn、Bi等有价金属和贵金属Ag、Au以及一些脉石氧化物。(1)最大限度地将烧结块中的铅还原出来获得金属铅，
3、同时将Au、Ag、Bi等贵重金属富集其中；(2)将Cu还原进入粗铅；若烧结块中含Cu、S都高时，则使铜呈Cu2S形态进入铅锍(俗称铅冰铜)中，以便下一步回收；(3)如果炉料中含有Ni、Co时，使其还原进入黄渣(俗称砷冰铜)；(4)将烧结块中一些易挥发的有价金属化合物(如CdO)富集于烟尘中，便于进一步综合回收；(5)使脉石成分(SiO2、FeO、CaO、MgO、Al2O3)造渣，锌也以ZnO形态入渣，便于回收。鼓风炉炼铅的原料：由炉料和焦炭组成。炉料主要组成为自熔性烧结块，它占炉料组成的80100。除此以外，根据鼓风炉正常作业的需要，有时也加入少量铁屑、返渣、黄铁矿、萤石等辅助物料。焦炭：是熔
4、炼过程的发热剂和还原剂。一般用量为炉料量的913左右，即为焦率。鼓风炉是竖炉鼓风炉是竖炉：铅鼓风炉熔炼时不但对炉料铅鼓风炉熔炼时不但对炉料组成有一定要求外还对其物理性质有特殊要组成有一定要求外还对其物理性质有特殊要求求(1)化学成分：要求主金属铅含量为4050。造渣成分的含量应符合鼓风炉选定的渣型。烧结块含硫应小于3，当烧结块含铜1.5以下，控制烧结块含硫1.52.0。含锌高时不能大于1%。(2)物理规格：块度为50120mm，小于50mm的碎块和大于120mm的大块不大于25%；孔隙度不小于5060，；烧结块强度：一般要求它的转鼓率为2840，或者从1.5m高处三次自然落至水泥地面或钢板上后
5、，块度小于10mm的重量少于15%20。焦炭在铅鼓风炉还原熔炼过程中的作用：发热剂；还原剂。表表 4242铅鼓风炉对焦炭铅鼓风炉对焦炭质量的的具体要求要求铅鼓风炉熔炼一般不需要添加熔剂，只有在炉况不正常时可能加萤石(CaF2)、黄铁矿(FeS2)，主要用作洗炉。后者还作硫化剂使用，在炉料中铅高、硫不足时，使铜进入铅，以提高铜的回收率。此外，为了改善炉况使熔炼过程比较容易进行，有时也加块度为50120mm的鼓风炉渣。当烧结块含硫高时，可添加铁屑，置换残存PbS中的铅，降低铜锍含铅量以提高铅的回收率 炉料在炉内形成垂直的料柱，它支承在盛接熔炼液态产物的炉缸上，其一部分重量压在炉子的水套壁上。一部分
6、由气流给予动压支撑，故料柱大部分重量为相对气流所平衡。在冶炼过程中由于燃料燃烧和液态粗铅、炉渣等产物的生成，料柱逐渐下移，经风口送入鼓风炉的空气与焦炭发生剧烈反应，生成的高温炉气不断向上运动，穿过和冲洗下降的炉料，这时炉料中的组分与炉气之间不断发生化学反应过程和热交换过程，生成粗铅、炉渣、锍等流体产物和炉气。炉料在还原熔炼过程中由上而下移动时，将发生一系列物理及化学变化，影响此变化的主要因素是炉气成分和温度。沿炉高将炉子分为五个区域，如图 51所示。(1)炉料预热区(100400)。炉料被烘干，表面附着水被蒸发，易还原的氧化物(游离的PbO、Cu2O等)开始被还原。(2)上还原区(400700
7、)。结晶水开始脱除，碳酸盐及某些硫酸盐开始分解，还原过程进一步加强，PbSO4被CO还原成PbS，氧化铅还原析出的铅滴进行聚集，在向下流动过程中将Au、Ag捕集。铁的高价氧化物被还原成低价氧化物。(3)下还原区(700900)。CO还原作用强烈，上述两区开始的反应在此区基本完成，CaSO4、MgSO4、ZnSO4的分解和硫化物的沉淀反应，以及金属铜的硫化反应分别进行，另外高价砷、锑的氧化物被还原成低价氧化物，硅酸铅呈熔融状态并开始被还原(4)熔炼区(9001300)。上述各区进行反应均在此区完成，SiO2、FeO、CaO造渣，并将A12O3、MgO、ZnO溶解其中，CaO、FeO置换硅酸铅中的
8、PbO，游离出来的氧化铅则被还原为金属铅，炉料完全熔融，经下面赤热的焦炭层过热，进入炉缸。(5)炉缸区。包括风口以下至炉缸底部，其温度上部为12001300，下部为10001100。过热后的各种熔融体流入炉缸后继续完成上述未完成的化学反应并按密度差分层。最下层为粗铅(密度约11t/m3)，其上层为黄渣(又称砷冰铜密度约为7t/m3)，再上层为铅锍(密度约5t/m3)，最上层为炉渣(密度约3.5t/m3)。分层以后，铅锍、黄渣、炉渣等从炉缸的排渣口一道排出，至前床或沉淀锅；而粗铅经缸吸道连续排出外铸锭或流入铅包送往精炼。C+O2=CO2+408kJ(1)C+CO2=2CO162kJ (2)2C+
9、O2=2CO+246kJ(3)从鼓风炉顶加入的焦炭在下落过程中逐渐被热炉气加热并发生上述燃烧反应，燃烧产物为CO和CO2。n反应(1)称为完全燃烧反应。进行程度较大n反应(2)称为碳的气化反应，又称布多尔反应。是吸热反应，且是一个可逆反应。n反应(3)称不完全燃烧反应。进行程度较大当温度升高，平衡反应(2)向右生成CO的方向移动，气相中平衡CO浓度增加。当温度大于1000，只要有足够量的碳存在，平衡气相中的CO最高可达100%。在风口区，随着鼓风中的空气向炉子中心运动，空气中的氧与焦炭发生反应，同时产生了CO2与CO，氧的含量急剧减少(如图 43)，但由于布多尔反应的发生，炉气中CO显著增加，
10、CO2逐渐降低，风口区炉子中心CO的含量可达到50以上。这表明，由于碳的完全燃烧和金属氧化物被CO还原产生的大量CO2，而被灼热(1000)的焦炭层迅速还原成CO，从而为鼓风炉金属氧化物还原源源不断地提供还原剂。鼓风炉还原熔炼在以焦炭作还原剂时，固体C还原氧化物的固一固或固一液反应，与用CO还原的气一固或气一液反应相比，前者反应速度缓慢，因为固体C的还原反应一开始后，就被反应产物所隔开，固一固(液)之间的扩散几乎不再发生。对于烧结块和焦炭的鼓风炉还原条件，相互接触更为有限，固体C的还原作用微弱，实际上是靠CO来起还原作用。在高温下，CO比CO2更稳定，在CO+CO2的混合气体中占有优势，随着温
11、度升高这种优势更加增长，只要有固体C存在就可以提供大量的CO作为还原剂烧结块中的铅大部分以PbO.SiO2和PbO；少量为PbS、PbO.Fe2O3、PbSO4、和Pb。PbO最容易还原只需要及少量的CO%（1000，CO 3-5%）。PbO.SiO2较游离PbO被CO还原要困难得多。随着炉渣中的PbO含量越来越少，即PbO的活度逐渐降低，残存的PbO还原越来越困难 ；当采用强还原气氛时，有利于降低渣含铅。但是，强还原气氛除在热的利用上不经济外，还受到铁的还原反应的制约 PbO.Fe2O3比PbO.SiO2容易，较PbO困难。PbSO4在还原气氛下极少分解为少量为PbO而是还原为PbS；PbS
12、很少发生交互反应生成Pb，除部分挥发外，大部分进入冰铜。（故鼓风炉熔炼时脱硫率低）为了提高铅的熔炼直收率熔炼时可为了提高铅的熔炼直收率熔炼时可加入铁屑将硫化铅置换出来加入铁屑将硫化铅置换出来铅烧结块中的Fe2O3应还原为FeO，但不能还原为Fe3O4，因为Fe3O4也会导致像金属铁一样的炉缸“积铁”，迫使炉子停产，也只有FeO才能形成性质很好的铁硅酸盐炉渣。因此对于熔渣中PbO的充分还原和Fe3O4还原成FeO来说，炼铅鼓风炉的气体组成应居于Fe3O4还原线和FeO还原线之间(图 44)1.铜的化合物：烧结块中的铜大部分以Cu2O、Cu2OSiO2和Cu2S的形态存在。Cu2S在还原熔炼过程中
13、不起化学变化而入铅锍Cu2O则视烧结块的焙烧程度而有不同的化学变化。n如果烧结块中残留有足量的硫，则Cu2O将与其他金属硫化物如FeS发生反应生成Cu2S，这便是鼓风炉熔炼的硫化(造锍)过程。n当烧结块残硫很少时，Cu2O按如下反应：Cu2O+CO=2Cu+CO2被还原为金属铜而进入粗铅中。pCu2OSiO2在铅鼓风炉还原气氛下，不能完全被还原，未还原的Cu2OSiO2进入炉渣。2.锌的化合物锌在烧结块中主要以ZnO及ZnOFeO，状态存在，只有小部分呈ZnS和ZnSO4的状态nZnO及ZnOFeO易还原为ZnO进入炉渣nZnSO4将发生如下反应：2ZnSO4=2ZnO+2SO2+O2 形成Z
14、nO进入炉渣。nZnS为炉料中最有害的杂质化合物，在熔炼过程中不起变化而进入炉渣及铅锍。由于ZnS熔点高，密度又较大(4.7g/cm3)，增加两者的粘度，减少两者的密度差，使渣与铅锍分离困难。实践证明，炉渣溶解ZnO的能力随渣中FeO含量的增高和SiO2与CaO含量的降低而增大。因此，当铅精矿中含有相当多的锌时，则需完全焙烧，在配料时，应选用高铁的渣型3.砷、锑、锡、镉及铋的化合物铅烧结块中砷以砷酸盐状态存在。在还原熔炼的温度和气氛下，被还原为As2O3和砷，nAs2O3挥发入烟气n元素砷一部分溶解于粗铅中，一部分与铁、镍、钴等结合为砷化物并形成黄渣。锑的化合物在还原熔炼中的行为与砷相似。锡主
15、要以SnO2形态存在，SnO2在还原熔炼中按下式还原：SnO2+2CO=Sn+2CO2还原后的Sn进入粗铅，一小部分进入烟尘、炉渣和铅锍。镉主要以CdO形态存在，在600700下被还原为金属镉。由于镉的沸点低(776)，易于挥发，故在熔炼中大部分镉进入烟尘。铋以Bi2O3存在，在鼓风炉熔炼时被还原为金属铋而进入粗铅中 4.金和银铅是金、银的捕收剂，熔炼时大部分金、银进入粗铅，只有很少一部分进入铅锍和黄渣中。5.脉石成分炉料中的SiO2、CaO、MgO和Al2O3等脉石成分，在熔炼中都不被还原，全部与FeO一道形成炉渣。3.3.1SiO3.3.1SiO2 2-FeO-CaO-FeO-CaO三元系
16、炉渣三元系炉渣在有色金属硫化精矿原料中，杂质金属含量较多的是铁。精矿中的硫化铁经氧化脱硫和高价氧化铁还原形成相对稳定的低价铁氧化物氧化亚铁(FeO)进入炉渣，成为炉渣的主要组成之一。（但单纯FeO熔点高1370，且会进一步反应）FeO是一种碱性氧化物，它与酸性氧化物二氧化硅(SiO2，熔点1713)结合形成稳定的铁硅酸盐，使熔点降低稳定性增加如铁橄榄石(2FeOSiO2)熔点1205，因此火法炼铅一般都添加石英石作熔剂，以补充铅精矿原料中SiO2成分的不足在铁硅酸盐炉渣中，由于FeO含量高，炉渣密度大，对金属硫化物(如铅锍)的溶解能力大，造成随渣带走的金属损失大。因此，在工业实践中，一般不单独
17、采用氧化亚铁硅酸盐作炉渣，而必须加入CaO，以改善炉渣性能。氧化钙(CaO)熔点很高，为2570，是比FeO碱性更强的碱性氧化物，在成分接近铁橄榄石(其质量百分数为70FeO、30SiO2)的炉渣中加入一定量的CaO，可降低炉渣的熔点、密度和炉渣对金属(锍)的溶解能力，可得到熔化温度在11001150适合于熔炼要求的炉渣。在SiO2-FeO-CaO三元渣系中，熔点最低的炉渣成分位于45FeO，20CaO和35SiO2附近，为1100左右。这个组成与铅鼓风炉还原熔炼的炉渣成分大致相同。粘度是影响炉渣流动性，影响炉渣与金属(锍)分离程度，并关系到冶金过程能否顺利进行的重要性质。酸性炉渣含SiO2高
18、，结构复杂的硅氧复合离子(SixOy2)导致炉渣粘度上升。适当增加碱性氧化物有利于降低炉渣粘度。但碱性氧化物过高时可能生成各种高熔点化合物，使炉渣难熔，炉渣粘度升高。对于SiO2-FeO-CaO炉渣系粘度最小的组成为10%30CaO，2030SiO2和4060FeO。这与上述最低熔度的炉渣成分范围大体一致。由前面分析可知，能符合鼓风炉熔炼要求能符合鼓风炉熔炼要求炉渣的基本渣型是铁钙硅酸盐的熔合体炉渣的基本渣型是铁钙硅酸盐的熔合体 炼铅炉渣的成分包括：SiO2、CaO、FeO、ZnO、Al2O3、MgO等，与其他有色金属熔炼的渣型一样，SiO2、FeO和CaO是铅炉渣的基本成分，但相对其他有色冶
19、金炉渣而言，高CaO、高ZnO含量又是铅炉渣的特点ZnS是非常有害的难熔物质，在熔炼过程中进入炉渣会增大炉渣粘度，使炉渣含铅升高，严重情况下会造成炉结，迫使生产停炉。这也就是炼铅鼓风炉处理高锌铅精矿要求烧结块残硫低的原因，并且一般要求铅精矿含锌在5以下。炉渣含锌一般控制在15以内。炼铅厂普遍采用高CaO渣型，其出发点是降低渣含铅，提高金属回收率。因为CaO是强碱性氧化物，可将硅酸铅中的PbO置换出来使其变得容易被碳还原；高CaO的炉渣可提高炉温，降低炉渣密度；CaO可提高烧结块的软化温度，故高CaO渣型适宜于处理高品位铅烧结块可防止其在炉内过早软化影响透气性和过早熔化影响硅酸铅的充分还原。提高
20、炉渣中CaO，可使Si-O及Fe-O-Zn的结合能力减弱，增加锌和铁在熔渣中的活度，有利于炉渣的烟化处理；提高炉渣中CaO能破坏熔渣中硅氧复合离子sixOy2，降低炉渣的粘度故目前炼铅厂普遍采用高ZnO、高CaO渣型和高SiO2、高CaO渣型。总的说来，对炉渣成分的选择应满足：尽可能选用自熔性渣型，减少熔剂消耗；粘度小，在熔炼温度下粘度不大于0.51.10Pas；密度小，渣与铅的密度差应大于1t/m3；适当的熔点，为11001150。铅鼓风炉还原熔炼得到的熔体产物主要是粗铅和炉渣，但因原料成分和熔炼条件不同，还可能产出铅锍和黄渣。铅鼓风炉内经过一系列的物理化学反应，得到金属铅被加热熔化，通过料
21、层向下流入炉缸。会同时溶解贵金属及其他金属（Cu、Bi等)而形成粗铅。处理精矿粗铅的成分，一般含Pb9798，处理大量铅的二次原料，则含Pb降至9295。粗铅都需要进行精炼之后，才能得到满足用户要求的精铅。铅锍为PbS、Cu2S、FeS、ZnS等硫化物的共熔体。炼铅过程中得到 副产锍目的是为了将烧结块中的铜富集其中，以利于从炼铅中间产物铅锍中回收铜。在铅烧结块残硫为1.53.0的各种硫化物或硫酸盐，被还原后产生的金属硫化物，它们会互熔在一起，形成铅鼓风炉熔炼的铅锍 由于原料成分和操作制度不同，所产铅锍成分波动范围很大，如表 48因而其熔点、密度等物理性质大不相同。一般熔点为8501050，密度
22、为4.15.5t/m3 黄渣是鼓风炉炼铅在处理含砷、锑较高的原料时产出的金属砷化物与锑化物的共熔体。存在于烧结块中的砷、锑氧化物及其盐类，在鼓风炉还原熔炼过程中被还原为砷、锑，然后与Cu和Fe和Ni、Co等元素形成许多砷化物和锑化物，如MAs，M3As2，M5As2，M3As，MSb2，M3Sb等这些砷、锑化物在高温下互相熔融，形成鼓风炉的黄渣。进入黄渣中金属元素的难易顺序是Ni、Co最容易，而Cu、Fe次之。这不仅决定于它们与砷和锑的亲和力，而且还由于Ni、Co与硫、氧的亲和力不大，所以与铅锍和炉渣相比，则Ni、Co更容易进入黄渣。Cu与氧的亲和力虽然较小，但与硫的亲和力却很大，因此Cu就更
23、容易进入锍相中。Fe由于它与砷、硫、氧都有很大的亲和力，所以Fe分配于黄渣、锍和炉渣三相之中，而且当还原气氛强时，Fe则更容易进入黄渣。这与锍的情况相同，Fe也是黄渣的重要组分。为了提高、Pb、Au的直接回收率鼓风炉熔炼一般不希望产黄渣，只有当As、Sb或Ni、Co含量高的情况才考虑造少量黄渣。黄渣熔点和密度较铅锍高，熔点约为11501200，甚至更高；密度约为7t/m3，现代炼铅厂普遍采用上宽下窄的倾斜炉腹型鼓风炉(图 46)。优点：由于上宽下窄，形成炉子截面向上扩大，降低了炉气上升速度，延长了还原气体与炉料的接触时间，有利于气相与固相热交换及反应的进行；由于炉气上升速度减慢，被炉气带走的烟
24、尘相对减少；炉腹向下倾斜，断面积逐渐缩小，使热量集中在焦点区，有利于熔炼过程的进行和熔体产物的过热。1炉基；2支架；3炉缸；4水套压板；5咽喉口；6支风管及风口；7环形风管；8打炉结工作门；9千斤顶；10加料门；11烟罩；12下料板；13上侧水套；14下侧水套；15虹吸道及虹吸口 特点：n(1)采用双排风口。下排风口的鼓风量可保证焦炭的强烈燃烧，使气体CO2/CO比值接近于1左右；上排风口供给附加风量，使上升气流中对还原过程多余的CO燃烧为CO2。这样既保证了还原能力，又提高了燃料热量的利用率和风口区的温度，使炉子生产能力大大提高。n单位面积熔炼量比一般上大下小的普通鼓风炉提高5060。n(2
25、)采用椅形水套。上排风口区宽度比下排扩大一倍左右，两排风口相距约1m，上部气流速度大为降低，热交换充分，焦点区更为集中，同一水平炉温均衡，炉况稳定，炉结形成及其危害大为减轻。1炉缸；2椅形水套炉身；3炉顶；4烟道；5炉顶料钟；6上排风口；7下排风口；8放渣咽喉口9出铅虹吸口 铅鼓风炉由炉基、炉缸、炉身、炉顶和风管、水管系统及支架等组成。炉基：一般用硅酸盐混凝土浇注，高出地面22.5m，要求能承受鼓风炉的全部重量，单位面积承受负荷的能力为5060t/。炉缸：砌筑在炉基上，常用厚钢板制成炉缸外壳内耐火材料砌筑。目前铅鼓风炉分为有炉缸和无炉缸两种结构。当熔炼产物在炉内进行沉淀分离时，则设置炉缸；若熔
26、炼产物在炉外进行沉淀分离时，则不设炉缸。1炉缸外壳；2虹吸道；3虹吸口；4形水箱；5水套压板；6镁砖砌体；7填料；8安全口；9粘土砖砌体；10捣固料；11石棉板 炉身：是由多个水套拼装而成，水套之间用螺栓扣紧并固定于炉子的钢架上。水套内壁常用整块1416mm锅炉钢板压制成型焊接而成，外壁用1012mm普通钢板。水套的宽度视炉子风口区尺寸及风口间距而定。一般为8001000mm，高度一般为15002000mm，为实现热能的综合利用，多数工厂采用汽化冷却方式生产低压蒸汽。1进水管2挡罩；3内壁；4外壁；5加强筋（角钢）6出水管7支撑螺栓座；8连接9吊环10排污口铅鼓风炉炉腹角：一般为48n较大的炉
27、腹角可以降低炉气上升的速度，改善炉内气流的分布；n炉腹角较小时，炉结不易生成且便于清理。炉顶：炉料的加入和炉气的排出，都是通过炉顶来进行的。由于采取的加料和排烟方式的不同，炉顶的结构形式也不尽相同。一般分为开式和闭式炉顶，前者很少采用。目前一般都采用闭式炉顶，炉顶设烟罩，烟罩中央设排气口，通过烟管与烟道相连，两侧则设加料口，通过布料小车使下料均匀，从而稳定炉况。设有炉缸的炉子，熔体产物从咽喉口及咽喉溜槽流出。咽喉口：设于炉子的前端，上面安有小水箱，保护咽喉口不致被高温熔体冲刷扩大、上移。咽喉口前有咽喉窝，由U形水箱和耐火砖构成，内存熔渣而形成渣封，防止咽喉口喷风，渣封高度可通过咽喉溜槽来调节。
28、对于无炉缸的炉子，熔体产物是通过位于炉子前端一种所谓“阿萨柯”(asarco)的排放装置排出。1鼓风炉端下水套；2山型水箱；3风口；4咽喉口；5形水管；6炉缸外壳；7铸铁溜槽；8“阿萨柯”排放器供风装置：包括风口、环形风管、支风管及调节阀。风口：对称地设置在炉子两侧下水套上，每块下侧水套视其宽度设有13个风口，通常为圆形，离水套底边距离为300400mm，风口直径为60150mm，相邻风口中心距一般为200400mm，风口一般水平安装，但有的工厂风口倾角35。在连接风口与总风管的支管上，装有调节风量的闸门，视炉况调整入炉风量。风口比：为全部风口的面积总和与炉床面积之比值()。铅鼓风炉的风口比一
29、般为3.54，根据风口比来确定风口的大小和个数。炉子的总高度：是指从炉底基础面至加料平台的高度。料柱高度：是指从风口中心至料面的距离。目前大型铅厂均采用电热前床作为鼓风炉重要的附设分离设备电热前床：是利用电能转变为热能来加热炉渣的一种冶金设备。有炉缸的鼓风炉熔炼产物主要在炉内进行分离沉淀，但排出的熔渣还含有少量金属和铅锍颗粒，需进一步进行分离回收。无炉缸鼓风炉，熔体产物均在炉外进行分离同时电热前床作为鼓风炉与烟化炉之间的熔渣贮存器，因为烟化炉是间断周期性作业，故要求前床的贮存量必须满足烟化炉吹炼一次的最大装料量，并且保持熔渣温度在1200左右。电热前床的结构一般是两端头为半圆形的矩形容器，外壳
30、为普通钢板制成，两侧以立柱拉紧固。前床底：壳内最底层用耐火材料捣制，上砌普通耐火砖，然后再用镁砖砌成倒拱型。前床墙：为镁砖或铬镁砖或铬渣砖砌筑前床顶：为高铝砖或普通粘土砖砌成拱型，开有三个安放电极的孔，前床一端头：有放渣孔及底铅、铅锍放出孔，另一端上部安放与鼓风炉连接的渣溜口。电极用卷扬机提升或降低。电极夹以紫铜母线与导电排相连。为了保护放渣口砌体，在渣口外设有小水箱，为了鼓风炉开停风方便，进渣口上设水套通风排尘罩。为了吊装电极和设备，在前床上面空间设有电动葫芦。1进渣口；进渣口；2放渣口；放渣口；3放铅口；放铅口；4电极电极铅鼓风炉的操作包括开炉、正常作业及过程技术控制、故障处理、停炉等方面
31、。开炉开炉 对于新建的或检修后的鼓风炉，开炉前对炉缸或炉底和电热前床进行应烘烤；对整个炉子(供水系统、供风系统)进行周密检查和试车。1、烤炉：目的是将耐火砖砌体中的水分逐渐蒸发出来。n烘烤炉缸：通常先用木柴、木炭小火烘烤，条件许可用电阻丝加热最为理想。n烤炉缸时切不可升温太急，以防砖缝开裂和砖块破裂。木柴烘烤期间要勤清灰，保持砌体与火焰直接接触，使炉缸烘烤达到赤热程度。n烘烤时间视具体情况而定，一般57天，经修补的炉缸只需要35天。电热前床烘烤：一般用电阻丝加热，分成几组送电，控制组数的开启使砌体逐步升温，时间约为78天。当炉温达一400500后，改用电弧烘烤l2天（电弧烘炉有热渣起弧和冷渣起
32、弧两种方法，一般采用冷渣起弧）开炉前彻底清出炉缸中的积灰，堵好安全口，虹吸道插入钢钎，用耐火泥与焦粉加入少量水混匀后扎好，虹吸口继续用木炭烘烤。开炉的顺序：炉缸铺设木柴点火投木柴加底焦、底铅(开始送风)进渣料进轻本料进本料转入正常生产。鼓风炉的正常作业包括：进料(燃料和炉料)、熔炼产物的排放(即咽喉、虹吸的操作)；风量、风压的控制及风口的作业；水冷系统的照应；电热前床的操作。1.进料将焦炭、烧结块、返渣等料仓内的物料通过配料、计量，靠电动机械矿车或皮带等运输设备，把物料分别从炉顶两侧或中部加入炉内。一般进料顺序为：焦炭一返渣一烧结块 加料后在正常情况下，物料料面成锅底形(中央区较低)。为了使鼓
33、入的空气在炉内分布良好以及炉气上升均匀，关键在于稳定料面，控制加入物料的速度，做到布料均匀，防止炉顶上火等。装料操作关键在于控制料柱高度，确切地说是控制进料前后的料位差值应最小，即稳定料面 生产实践中，有两种作业制度即高料柱(3.66m)和低料柱(2.53m)。低料柱作业的特点是炉子生产能力较高，焦炭消耗少，炉顶温度高(约600)，被炉气带走的铅尘量大，渣含铅高，故铅回收率低，这是此作业一个大缺点。高料柱作业时，炉顶温度低(100150)，因而被炉气带走的铅尘少，炉渣含铅低，故回收率高，但炉子生产能力较低，焦炭消耗大。目前，这两种作业制度都有厂家采用。粗铅从虹吸道连续排出铸锭，或用铅包送至下道
34、工序精炼；炉渣从咽喉口连续排至电热前床进行沉淀分离、保温；铅锍根据其量多少，不定期由渣溜槽侧面与咽喉口在同一水平面的放锍口排出。改变虹吸出口和渣溜槽高度，可调节炉缸中铅液面的水平与渣层的厚度。实际操作中，两溜槽高度应调整到适宜位置上。n若铅溜槽低，炉缸储铅量减少，温度降低，则部分溶解在铅中的杂质析出，造成虹吸道堵塞，同时部分锍将进入炉缸与铅一起排出，这不仅影响粗铅的质量，同样使虹吸道堵塞；n若铅溜槽高，则咽喉口被铅液填充，阻止炉渣排出。n渣溜槽高时，则本床中渣层厚，会将炉缸中的铅压出，风口区出现上渣迹象，容易造成风口上渣，甚至灌死风口，影响风口送风。n渣溜槽低时，则咽喉口喷风，操作无法进行。铅
35、鼓风炉的送风量应该稳定，任何风量波动均能给炉子作业带来负面影响。对鼓风炉风量的控制更确切地说是对风焦比的控制。风口操作的基本任务：n是要经常捅打风口，扩大风口送风面积，使风能达到炉子的中心；n第二要减少风口大盖的漏风，及时更换密封圈，拧紧大盖螺栓，通过观察风口内部，判断炉况是否正常p通常风口表面有类似蜂窝状亮点，钢钎易于捅至炉中心，钢钎不带粘渣，表明炉况正常；p如果风口发黑、发暗表明炉况不正常，应及时处理；发现风口有上渣迹象，则可能是咽喉或虹吸道堵塞应立即进行处理。不论是汽化冷却还是水冷却，都要求水套内水温稳定并且不得断水，水套采用水冷则应控制出口温度达7080，水温太低则热损失增大，炉结易形
36、成。实行汽化冷却，则要经常检查汽包水位、蒸汽压力，关键是要稳定汽包压力0.20.25MPa，汽包严禁缺水，缺水时间长了水套有被烧坏的危险。无论是水冷还是汽化冷却，都应用软水，以防止水套结垢影响冷却效果进而影响水套的寿命，同时应定期对汽包、水套排污。在开炉、开风、停风、打炉结过程中，要注意水位、压力的波动情况，及时调节与上水。随着鼓风炉熔渣不断进入前床，电极插入熔渣的深度也随着变化。当电压一定时，电流随着电极插入熔渣的深度而增加。正常操作时，通过升降电极插入熔渣的深度来调节电流，从而达到调整炉温的目的。只有当调整电极插入深度还不能满足所需温度时，才改变电压挡次。通常电极插入深度为熔渣层厚的0.4
37、0.5倍。控制电压大约为40V，电流为4000A。当烟化炉需要熔渣时，打开放渣口即可，放完渣后，用黄泥堵住再插入钎子。前床内分离出来的金属铅及铅锍可从铅锍口定期排放出来。炉顶冒火n产生的原因：风焦比不当，焦炭过剩，大量CO在炉顶燃烧；焦炭中含挥发物过多；焦点上移；料柱太低，大量CO来不及同炉料作用，便逸到炉面上燃烧；炉结形成，引起悬料。n消除的措施：调节好风量、风压；改善焦炭质量；提高料柱；消除炉结和悬料。料面跑空风n产生的原因：炉结严重，造成炉子横截面积缩小，炉气集中通过；炉料粉状物多，透气性差，风压高，将粉料吹出形成空洞。n消除的措施：暂停风，消除炉结改进烧结配料和操作，提高烧结块强度；适
38、当降低风压 降料速度慢n产生的原因：风口送风不好；还原能力过强，风口区温度低；炉料粉状物多或强度太低，造成透气性差；炉料或炉渣熔点高。n消除的措施：处理好风口，扩大送风面积；调整好风焦比；加入返渣改善炉料透气性；烧结改料调整炉渣成分。风口常见故障是：发黑、发红、发暗、发空、发硬。n产生的原因：焦率太低，造成风口发黑、发暗；焦率太高，焦点上移，风口区变冷而引起发黑；风口上方长炉结，造成风口区出现空洞；焦炭分布不均匀，炉中心焦炭不足，造成中心发硬；水冷水套水温太低，造成风口区冷凝或发红。n消除的措施：调整焦率，使风焦比适当；改进布料方法，使焦炭在炉内均匀分布；集中压一次底焦，提高风口区温度；及时清
39、除炉结；调整水套冷却水量，以提高出水温度。是鼓风炉熔炼过程中最常见的故障之一，产生原因是：咽喉堵塞，未及时处理；虹吸堵塞，使炉内液面升高，咽喉或虹吸堵塞，处理时间长；炉缸内长“横隔膜”；突然停风，造成风压猛降，炉缸内熔体回升；由于炉内悬料崩塌，炉缸熔体回升；停风前未将粘渣排净，或准备工作未做好；开风时，炉况未能及时转入正常或由于渣坝太高。处理方法：加强对虹吸、咽喉的检查，保证畅通；用氧气烧穿炉内“横隔膜”；突然停风，应迅速打开几个风口大盖，使熔渣排出，以免将风口全部堵死；稳定风压，防止因炉内阻力过大，使风机跳闸；计划停风，必须先将炉内粘渣排尽，开风前从咽喉眼往炉内用氧气烧透；发现风口上渣，必须
40、降低渣面，此时不许降风压或者打开风口大盖处理，更不准停风。待风口上渣现象消失，才能将冷凝物排除保证风口畅通；如果风口全部堵死，可设法间隔打通几个风口，死风口不送风，活风口送风，使邻近风口冷凝物熔化后，再行处理打通送风。咽喉故障一般是凝结，致使咽喉口缩小，渣流不畅通；也可能是高熔点杂物或焦炭堵塞。n产生原因：渣成分不符合造渣要求，渣含锌、氧化钙过高，熔渣易发粘乃至凝结；炉料含锌过高，烧结块含硫高生成大量的硫化锌进入渣中，使炉渣发粘；铅锍、黄渣等未及时排出；风焦比失调，造成渣温降低，炉渣发粘；虹吸铅坝太低或渣坝太高，致使炉缸内高熔点熔体无法排出，停留过久，温度下降，造成咽喉堵塞；焦炭或高熔点杂物堵
41、塞咽喉口。处理方法：调整烧结配料，临时加入调整渣型的块状熔剂或萤石等；排出铅锍、黄渣及粘渣；调整风焦比，提高炉温；垫高虹吸铅坝，降低咽喉渣坝高度，减少熔渣在炉内、井内的停留时间；降低烧结块含硫；用氧气烧化凝结物以扩大咽喉口，排出焦炭或难熔物。虹吸常见的故障是虹吸道缩小、不畅通或堵塞。产生原因：烧结块含铜高，浮渣多；炉内形成“横隔膜”，铅液不能进入炉缸；虹吸道出铅锍；烧结块品位低或铅坝太低，炉缸存铅少，温度低，铅液中的铜凝析堵塞虹吸；停风后再开风时，铅井未烧灵活。处理方法：用钢钎捅或氧气烧；调整好铅溜、渣溜槽高度，防止铅锍进入虹吸道；用氧气从虹吸口或咽喉口将“横隔膜”烧通，并加入部分渣料或萤石洗
42、炉；开风前，必须将铅井烧灵活。炉结是铅鼓风炉生产最大的故障，往往因炉结而导致生产作业极度混乱。因此，必须有计划、有准备地临时停炉进行处理。现在普遍采用爆破、机械及入工锤打相结合的方法来处理。炉结生成的原因非常复杂，不同部位的炉结的物相组成也不同。按炉结生成部位不同分为炉身炉结和炉缸炉结两类，炉身炉结可分为上、中、下三部分 炉结生成的主要因素是：炉料成分及性质，含硫量、块度；熔炼过程采取的料柱高度；焦率高低；风量、风压；水套水温；布料是否均匀等等。应先分析炉况，查明产生炉结的主要原因，采取有效措施，尽快消除炉结，以保证炉子恢复正常生产 上部炉结：由表 414可知，上部炉结的化学成分基本与烧结块相
43、似，这表明是粉状料因炉顶温度波动熔融而成。上部炉结形成后的特征是炉顶上火，炉内各部位降料速度不均匀；上部炉结严重时，可形成悬崖状或桥状，使物料搭棚难以下移；甚至造成局部穿孔，产生跑空风等现象。产生原因：粉状料太多，造成炉内阻力不均，粉料集中处一旦被高温气流吹成喷火口时，引起上火跑空风，使靠炉壁的粉料迅速受热熔化，粘附于低温炉壁上，并且加炉料时，粉料在炉边落得多，很容易形成粉状炉结；烧结块中的金属铅在上部熔化，将粉料粘裹；高温区上移，炉顶温度过高，部分炉料过早在上部熔化；铅、锌等金属及其化合物的蒸汽升至上部后，被冷凝而积结在炉壁上。防止及处理方法：减少炉料中的粉料，入炉物料必须符合要求；控制好风
44、焦比，防止焦点上移，减少炉顶上火和跑空风；提高烧结块质量，降低残硫，生产坚硬多孔的烧结块，以改善炉内透气性；改善配料比，调整渣成分，使炉料熔点适当；降低料面，用机械或爆破清防炉结；用返渣洗炉，有条件时在配料中加入适量的氯化铅渣。中部炉结：其主要成分为硫化锌，该炉结坚硬，难以清除。其产生原因：烧结块残硫高，铅锌的硫化物在风口上部呈半熔融状态，粘结于水套壁上；高锌炉料进入还原带后，较多的锌化物被还原，呈锌蒸汽上升至炉子中部，再度氧化成氧化锌和被硫化成硫化锌粘于炉壁形成炉结，或在高温区部分硫化锌直接挥发上升至中部后而凝结成炉结；风焦比失调，使炉子中部温度降低，以硫化锌为主体的半熔融物凝结而形成炉结；
45、无准备的长时间停风，使半熔融物在风口上方冷却凝结；水套水温控制太低，使水套壁上的渣壳覆盖层逐渐加厚。风口上部炉结生成的特征：风口黑暗，钎子捅时发硬发粘；水套中的水热交换差，进出口水温差小；长炉壁上方降料缓慢。防止及处理方法：烧结块含锌不可过高，降低残硫，以防铅、锌硫化物大量存在；适当提高焦率，增加焦炭层厚度以提高炉温；当烧结块残硫高，则应降低料柱，以提高炉子的脱硫能力；加入返渣，洗炉；稳定汽包汽压或提高水套水温；停止因炉结造成的暗风口送风(或送小风)，使炉结熔化直至风口变亮，逐渐送风至正常操作。下部炉结即床炉结：由表 414可知，下部炉结含锌、硫很高，这表明是ZnS引起的结块。其产生原因：烧结
46、块残硫高，大量硫化锌在风口下部凝结；炉内还原能力过强，渣中钙太高，易使金属铁析出；虹吸堵塞后，处理不及时，促使熔解在铅中的高熔点金属析出浮于铅液面，形成炉结。床炉结生成的特征：铅温下降，颜色由红变暗，流量减少，咽喉有铅液流出；降低风压检查，虹吸井铅面无明显波动；用钎子捅虹吸时，不感到虹吸道和炉缸底部有阻碍物。反之，如果感到有阻碍物，即使用氧气烧通，也无铅液流出，则表明本床已长横隔膜。处理方法：加入低锌返渣及低铜铅炉料，提高炉缸温度，促使炉结熔化；改变风焦比，控制好还原气氛；加入黄铁矿，使其熔化；临时停风，用氧气烧穿横隔膜，使其熔化。炉缸炉结：从表 414可以看出，炉缸炉结含Cu、Zn、S均高，
47、这主要是炉缸温度逐渐降低形成的炉底炉结。特别是当停风次数多而时间又长时，将助长其生成。炉缸炉结，首先是在咽喉正对着一端炉缸以及虹吸道相对的那一边炉缸处形成炉结，因炉内热量分布及渣、铅、铅锍等流动情况等原因，使这些地方温度偏低并形成死角，所以，高熔点的硫化物等易先在该处形成炉结，并逐渐向炉缸中心及底部发展。炉缸炉结生成原因：炉料含硫化锌高，形成锌锍，粘附于缸壁上；炉料含铜高，在炉缸内析出；焦率过高，还原能力极强时，可能有大量的铁被还原，形成炉缸积铁，或生成大量黄渣，排除不及时，炉缸温度降低而冷凝形成炉结；炉缸铅液少，热交换差，高熔点化合物凝结；风压太低，风速太小，送不到炉子中心，则中心部分未熔化
48、的炉料落入炉缸形成底结；停风时间过长，次数过多，炉缸温度急剧下降。炉缸炉结生成的特征：虹吸道不畅通；咽喉故障多，渣含铅高；长时间放不出铅锍。其预防及处理方法：从虹吸及咽喉用氧气烧穿横隔膜，或打开山型处理；加入无铜、铁炉料或改变渣型等措施加以消除“积铁”或“积铜”造成的炉缸炉结；控制好风焦比，提高炉温并提高入炉风压，及时排除粘渣等物。主要是为了清除炉结。在炉料供应不上和附属设备出现故障时需要停炉，一般不超过12h.首先停止进料降料面，在降料过程中，将虹吸井垫高，渣溜槽逐步降低，待料面降至风口区以上1m左右时，打开放锍口，排净炉内的渣子、锍、黄渣等粘物，停止送风，打开部分风口大盖，关闭支风管阀门，
49、用黄泥堵塞风口.压底焦(按每m2床面积加焦200300kg)，拆除咽喉窝，取下小水箱，虹吸井用木炭保温。再开风时，先用氧气烧开咽喉口内的凝渣，使咽喉与虹吸连通，安装小水箱，砌咽喉窝，扒出风口黄泥，关好风口大盖，开鼓风机送风，用一些渣料洗炉，再进料提高料面，转入正常作业。若突然停电引起临时性停炉，则需马上打开几个风口大盖放渣，打开放锍口，放出炉内熔渣，从咽喉口插入钢钎，处理风口，扒出风口中的凝渣。首先将贮仓中的物料处理完，然后降料面，进几次渣料洗炉，待料面降至风口区后停风，放净炉内熔渣，再放底铅，拆水套，清除炉内和炉缸中的残余炉料，进行检修。4.8.14.8.1鼓风炉炼铅的主要技术条鼓风炉炼铅的
50、主要技术条件件1.进料量鼓风炉的每批进料量随炉子大小差异较大，大型炉可达13.5t，小型炉仅为100500kg，进料时间间隔一般为1020min，要求加料前后料面波动不大于0.5m。铅鼓风炉生产有高料柱(3.66.0m)与低料柱(2.53m)两种操作方法，一般多用前者。当有下列特殊情况时，可考虑采用低料柱操作法：烧结块含铅品位较高(50以上)，残S较高；烧结块强度低；为取得较高的床能率指标8090t/(d)；小型鼓风炉熔炼 当采用高料柱作业时，鼓风强度为2535m3/(min)；的鼓风压力一般为1120kPa低料柱操作时，鼓风强度为4060m3/(min)，鼓风炉的鼓风压力主要低料柱作业时，一
