圆形堆取料机在铜闪速冶炼中的应用

王志伟,许强,张凌志

(铜陵有色金冠铜业分公司,安徽铜陵 244000)

圆形堆取料机在铜闪速冶炼中的应用

王志伟,许强,张凌志

(铜陵有色金冠铜业分公司,安徽铜陵 244000)

从圆形堆场堆取料机的基本结构、工作原理入手，对比了仓式存储配料方式与侧堆桥取式的不同。实践证明,圆形穹顶式堆取料机具有场地利用率高，所需要设备少,运行成本低,堆取料作业无需设备的相对移动,工作效率高，料层混合更加均匀，穹顶钢构形式更加节省基建费用等优点，能为闪速吹炼提供了良好的运行条件。

铜闪速冶炼；闪速吹炼；水淬冰铜；圆形堆取料机；冰铜堆取料机

0 概述

圆形堆取料机通常应用于港口码头、电厂、钢厂、建材水泥行业,进行如煤、水泥熟料等大宗物料的输送和存储[1]。铜陵有色金冠铜业分公司(以下简称“金冠铜业”)是继美国肯尼科特和山东阳谷祥光铜业后世界上第三家采用Kennecott-Outotec闪速冶炼及闪速吹炼工艺的冶炼厂。该厂在冰铜堆场采用了圆形堆取料机对水淬冰铜进行堆料沥水及沥水后的取料输送。这是该设备在国内铜冶炼行业中的首次应用。

1 圆形堆取料机在铜冶炼工艺中的配置

在采用“闪速冶炼+闪速吹炼”工艺的铜冶炼厂中,闪速冶炼炉产出的冰铜经过水淬系统水淬后,一般采用捞冰铜机（即斗式提升机）收集,通过皮带传送到冰铜堆场。圆形堆取料机位于冰铜堆场,按工艺流程被命名为冰铜堆取料机。它接收传送皮带输送过来的水淬冰铜,通过堆料系统进行堆料沥水,同时也可通过取料系统收集在堆场沥水后的冰铜,通过下沉式的落料口进入后续的输送皮带,从而将冰铜送往闪速吹炼炉进行吹炼。系统配置如图1所示,堆场配置如图2所示。

图1 冰铜堆取料机系统配置

图2 冰铜堆取料机堆场配置

2 冰铜堆取料机的用途与结构

2.1 用途

冰铜堆取料机按结构可描述为圆形料场桥式刮板堆取料机,用于堆取水淬后的冰铜,具有实现连续人字形堆料及全断面取料的堆取功能,能够同时或分别完成堆料、取料作业，并在对冰铜的堆、取过程中实现混匀及输送。物料参数见表1。

表1 物料参数

冰铜堆取料机工作环境为室内圆形堆场(轨道直径60 m)；环境温度-10～50℃；潮湿,少量粉尘和SO2腐蚀性气体。设计的冰铜堆场为穹顶式结构开放堆场,堆场储能约30 kt。

其参数如下：圆形堆取料机型号YDQ 400/140/ 60；堆料能力为400 t/h(湿基)；取料能力为140 t/h(湿基)；设备工作制度为345 d/a,作业率95%,3班/d,8 h/班。

2.2 布置及结构

圆形堆取料机布置见图3。

图3 圆形堆取料机布置

圆形冰铜堆取料机系统主要由堆料系统、取料系统两大部分组成。堆料系统由悬臂堆料胶带机、中心柱回转机构、液压变幅机构等组成；取料系统主要由桥梁、刮板输送系统、料耙系统、端梁行走机构及电控系统等组成。圆形堆取料机结构见图4。

图4 圆形堆取料机结构示意

2.3 冰铜的堆料和取料

1)冰铜的堆料。堆料系统悬臂上的悬臂皮带将水淬冰铜布到堆场,堆料系统在回转运动时,回转电机工作则使悬臂左右旋转布料,从而达到均化的目的。油泵站的油泵及液压缸使悬臂可以俯仰,堆料臂要进行上下变幅运动。

冰铜堆取料机在正常工作中的堆料状态是：堆料系统的悬臂皮带布料端在料堆上以中柱为中心左右旋转布料的同时,也在冰铜料堆的斜坡上随坡起伏,往返布料。这样一方面可避免高空抛料引起扬尘,另一方面也可最终实现连续多层倾斜复合形的料堆,从而达到料堆环形截面上物料成分的均匀稳定,使取料系统能连续地获取成分参数稳定的冰铜,便于后续的闪速吹炼。运行中PLC根据悬臂布料端的料位计反馈的数值作出判断,以决定悬臂布料端的俯仰角度,堆取料机的悬臂回转和俯仰的角度均由限位器限位。

2)冰铜的取料。取料系统是堆取料机的另一个主要组成部分,主要部件是料耙和取料刮板机。在正常工作时，冰铜堆取料机的堆料状态是：料耙在钢丝绳牵引卷筒作用下贴近环形冰铜料堆端面,进行全端面贴合；在驱动油缸的作用下，料耙左右往复移动；料耙齿垂直安装的料耙上,在料耙的运动过程中将料堆端面的冰铜耙松,并使其顺利地沿冰铜料堆向下滑落至冰铜堆场地平面,被取料刮板机输送至冰铜堆取料机中柱处的落料口下方的输送皮带上,输送至冰铜磨。

3 冰铜存储运输方法的比较

在国内外类似的铜冶炼厂,冰铜的存储运输方式有仓式存储配料及堆式存储配料两种。堆式存储配料分为长方形料场侧堆桥取式及圆形料场堆取料机式。在铜冶炼“双闪”工艺的诞生地,美国肯尼科特冶炼厂采用的为堆取料机方式,而山东阳谷采用的为仓式存储配料。仓式存储配料方式混料均匀,配料精度高,但是在相同的储料能力情况下,厂房基建费用高,投资及运行成本高；侧堆桥取式,适用于长方形料场,输送皮带可设置在地面,设备安装基础要求简单,设备投资较少,但是存在换堆作业,设备工作效率低,且混料均匀性不如圆形料场[2-4]。

金冠铜业采用的圆形穹顶式堆取料机虽然主体设备造价较侧堆桥取式要高,但与以上两种方式相比存在以下优点：1)场地利用率高。储能24 kt时占地约为长方形料场的60%。2)与侧堆桥取式相比,所需要设备少,运行成本低。3)在场地中心处供料,堆取料作业是无需设备的相对移动,工作效率高。与长方形场地相比,料层混合更加均匀。4)与配料仓相比,堆取料机的穹顶钢构形式更加节省基建费用。5)取料系统故障时,可通过装载铲运车向应急下料口供料,故障处理不影响生产。采用半开放式穹顶钢结构堆取料机堆场,与美国肯尼科特冶炼厂的封闭式混凝土堆取料机堆场相比,场地通风条件较之更加优良,利于水淬冰铜所带水汽的散失,同等条件下堆场内设备被水汽侵蚀的状况也得到明显改善。

4 使用维护中的注意事项

冰铜堆取料机的工作介质是水淬后的冰铜,含水在10%以下,有时水淬池底部细碎的冰铜呈泥浆状,会影响在斗提机处的沥水效果,造成输送到堆取料机处物料含水会更高一些。在使用维护中需要注意以下事项：

1)注意机械部件及电气部件防水、防潮和防腐。对相关部件的材质应选择为不锈钢件,对相关电气部件要做防水防潮的防护处理,并尽可能配置在不易积水或被水汽侵蚀的位置。

2)注意回转及运动部件的润滑。由于水淬冰铜颗粒细小且含水,在被堆料和被取料的过程中易进入回转及运动部件的间隙中,如回转机构的驱动齿轮表面,取料刮板链条销套之间等,所以要加强对此类部位润滑状态的关注。

3)注意堆料皮带的运行状态并及时调整。在堆场沥水前的水淬冰铜含水量约为10%,因而在堆料皮带的输送过程中,物料易粘连在皮带表面,需要经常调整皮带清扫器,以免造成皮带跑偏影响正常运行。

5 结语

冰铜堆取料机在金冠铜业公司实际运行已近一年,其自动化的连续多层倾斜复合堆料及全端面连续稳定均匀取料,为闪速吹炼提供了良好的运行条件。实践证明,圆形堆取料机作为铜冶炼中水淬冰铜堆取料机在国内铜闪速冶炼行业中首次应用是成功的,值得国内外类似冶炼企业借鉴参考。

[1]皮为介,向阳琴.圆形堆取料机俯仰角度检测控制系统的设计和应用研究[J].科技创新与应用,2013(3):14-15.

[2]郑笑红.侧式刮板取料机设计[J].矿山机械,2007(8):68-70.

[3]陈远槐.桥式刮板取料机输送系统的改造[J].水泥技术,2005(5): 41-42.

[4]王素艳.顶堆侧取式堆取料机机理分析与设计[J].机械设计与制造,2008(4):48-50.

Application of Circular Stacker-reclaimer in Copper Flash Smelting

WANG Zhi-wei,XU Qiang,ZHANG Ling-zhi
(Jinguan Copper Branch Company of Tongling Nonferrous Metals Group Co.,Ltd.,Tongling,Anhui 244000,China)

This paper starts from the basic structure and working principle of the circular stacker-reclaimer,and compares the bunker storage and stacking mode with the lateral stacking bridge reclaiming mode.Practices prove that the circular dome-type stacker-reclaimer field is characterized by the high utilization rate,few needed equipment,low operation cost,no need for relative movement of equipment in stacking and reclaiming process,high work efficiency,more uniformly mixing of material layers,more saving of construction cost in the mode of dome-type steel structure and the like,and the machine is capable of providing excellent operation conditions of the flash converting.

copper flash smelting;flash converting;granulated matte;circular stacker-reclaimer;matte stacker-reclaimer

TH22

B

1004-4345(2014)02-0021-03

2013-12-23

王志伟(1972—),男，工程师,主要从事设备及技术管理工作。