浅析铜火法冶炼厂的高温通风机

刘 斌

(白银有色集团股份有限公司 铜业公司， 甘肃 白银 730900)

浅析铜火法冶炼厂的高温通风机

刘 斌

(白银有色集团股份有限公司 铜业公司， 甘肃 白银 730900)

高温通风机是铜火法冶炼生产工艺流程中的关键设备，因为铜火法冶炼烟气具有高温性、腐蚀性和磨蚀性，所以高温通风机设计选型时一定要科学合理，这样才能保证高温通风机在恶劣的工作条件下安全平稳运行。

高温通风机； 铜火法冶炼； 高温性； 腐蚀性； 磨蚀性

0 前言

铜的冶炼方法有火法和湿法两类[1]，全世界85%以上的铜是由火法冶炼生产出来的，火法炼铜工艺方法主要有闪速炼铜法、艾萨炼铜法、诺兰达炼铜法、瓦纽科夫炼铜法和白银炼铜法等几种，不论是哪一种火法炼铜方法，在其生产工艺系统中，冶金炉产生的高温高粉尘高浓度二氧化硫烟气都要经过余热锅炉和电收尘器降温除尘后，由高温通风机送到制酸工序制酸，高温通风机能否正常运转，关系到整个生产系统的安全平稳运行，因此，高温通风机是这一生产工艺流程中的关键设备。

1 通风机的类型

风机是把旋转的机械能转换为气体压力能和动能，并将气体输送出去的机械，通常所说的风机包括通风机、鼓风机、压缩机和罗茨风机[2]，通风机主要有离心式和轴流式两种类型，轴流式通风机由于产生的风压较小，一般只作通风换气之用，有色冶金企业应用最广的是离心式通风机，根据离心式通风机的风压大小，大致可分为3种类型[3]，具体见表1。

表1 离心式通风机分类表

高温通风机是指输送介质温度高于250 ℃的通风机，属于特种通风机，广泛应用于冶金、石油化工、电力、环保等行业，相对于普通风机而言，高温通风机的设计制造要求更高，安装和日常维护保养的技术要求也相对较高。通常情况下，铜火法冶炼厂的高温通风机为高压离心式通风机，一般用于抽排熔炼炉和PS转炉的铜冶炼高温烟气。

2 高温通风机的结构特点及工作原理

2.1 高温通风机的结构特点

江西铜业集团贵溪冶炼厂、铜陵有色集团金隆铜业公司、祥光铜业公司、白银有色集团铜业公司等国内几大铜火法冶炼厂的高温通风机结构基本相似，一般都是由电动机、联轴器、轴承座、散热轮、碳环密封、吸风口、排风口、机壳、叶轮、主轴和慢转装置等构成[4]，结构如图1所示。

1.电动机 2.联轴器 3.轴承座 4.散热轮 5.碳环密封 6.吸风口 7.排风口 8.机壳 9.叶轮 10.轮毂 11.主轴 12.慢转装置图1 高温通风机结构示意图

在铜火法冶炼厂，因为需要输送的冶金炉烟气量较大，所以高温通风机一般都设计成双侧进气、双支承结构，叶轮设计成双叶片式，相应高温通风机的传动方式一般都为F式，即电动机通过联轴器直接与通风机主轴相联，并且通风机为两端支承[5]。

2.2 高温通风机的工作原理

高温通风机与离心式水泵的工作原理类似[6]，当电动机通过联轴器带动装于轴承上的风机主轴旋转时，因为叶轮通过轮毂固定于主轴上，所以叶轮随主轴高速旋转，叶轮旋转过程中，通过叶片推动烟气，并使烟气获得一定能量而由叶轮中心向四周流动，当烟气路经机壳时，由于体积逐渐增大，使部分动能转化为压力能，而后从排风口进入排风管道，当叶轮旋转时，叶轮中心形成一定的真空度，此时吸风口处的烟气在大气压力作用下被压入风机，这样，随着叶轮的连续旋转，烟气不断地被吸入和排出，通风机即完成送风任务。

3 高温通风机的技术性能及选材

3.1 高温通风机的技术性能

铜火法冶炼厂的冶金炉烟气特点是温度高、含尘量多、含有二氧化硫和水，所以对通风机有腐蚀和磨蚀[7]，使用一般的通风机不能正常运转，因此，在设备选型时必须从高温通风机产品样本中选取适合工况条件的机型，有时还不可避免地需要选用非标准机型，进行特殊设计，这样才能获得与工况条件相适应的理想通风机。2008年，白银有色集团铜业公司开始实施扩能技改工程，火法粗炼系统也相应进行了技术升级改造，其中的关键工艺设备高温通风机重新进行了设计和选型，根据冶金计算结果，确定了高温通风机的流量和压力，又综合考虑冶炼烟气的高温性、腐蚀性和磨蚀性，经过实地考察和反复论证，最终选用了FW6- 2×39型高温通风机，此通风机于2011年11月开始投用，目前已实际运行2年多时间，使用效果良好，显现了设计先进、制造精良、结构合理、性能稳定、运转可靠等优点，完全能够满足现场苛刻的烟气条件。FW6- 2×39型高温通风机技术性能见表2。

需要进行说明的是，如果高温通风机工况条件与高温通风机厂家的设计条件不相符时，全压、流量和轴功率等性能参数，按照公式(1)、(2)、(3)进行换算：

表2 FW6- 2×39型高温通风机技术性能

(1)

式中H1—工况条件下通风机的全压，Pa；H0—设计条件下通风机的全压，Pa；B—当地的大气压力，Pa；t0—通风机的设计温度，℃；t1—通风机输送烟气正常工作温度，℃。

Q1=Q0

(2)

式中Q1—工况条件下通风机的流量，m3/h；Q0—设计条件下通风机的流量，m3/h。

(3)

式中N1—工况条件下通风机的轴功率，kW；N0—设计条件下通风机的轴功率，kW；B—当地的大气压力，Pa；t0—通风机的设计温度，℃；t1—通风机输送烟气正常工作温度，℃。

3.2 高温通风机的主要零部件选材

针对铜火法冶炼烟气的高温性、腐蚀性和磨蚀性，高温通风机在设计时要特别注意机体内过烟气处各零部件的选材，主轴、叶轮和机壳等选择材料时，既要考虑通风机运行的安全可靠性，又要考虑材料的经济性，要选取性价比高的材料。白银有色集团铜业公司的FW6- 2×39型高温通风机主要零部件选材见表3。

表3 FW6- 2×39型高温通风机主要零部件选材表

4 结束语

因为铜火法冶炼烟气具有高温性、腐蚀性和磨蚀性，所以对高温通风机的设计和制造提出了很高要求，目前，国内只有几家大的风机制造厂能够制造出满足铜火法冶炼厂需求的高温通风机，如何改进在用高温通风机的使用弊端，进一步优化高温通风机的设计，需要铜火法冶炼厂和风机制造厂共同探索和努力。

[1] 邱竹贤.有色金属冶金学[M].北京：冶金工业出版社，1988.

[2] 续魁昌.风机手册[M].北京：机械工业出版社，1999.

[3] 孙研.通风机选型实用手册[M].北京：机械工业出版社，2000.

[4] 孙研.风机产品样本[M].北京：机械工业出版社，2003.

[5] 云正宽.冶金工程设计(第3册)[M].北京：冶金工业出版社，2006.

[6] 王庆春.冶金通用机械与冶炼设备[M].北京：冶金工业出版社，2004.

[7] 北京有色冶金设计研究总院等.重有色金属冶炼设计手册(冶炼烟气收尘通用工程常用数据卷)[M].北京：冶金工业出版社，1996.

[8] 成大先.机械设计手册(第1卷)[M].北京：化学工业出版社，2008.

天津子牙开发区多金属分离技术获专利

天津子牙循环经济技术开发区针对区内拆解加工企业设备成本高、回收效率低的问题，成功研制开发出废线缆、电子线路板及电子信息产品的多金属分离新技术，并获得了国家发明专利。

天津子牙开发区拥有200多家废电机、废线缆、废家电处理企业，年产再生铜45万t、再生铝35万t，成为我国北方地区最大的有色金属集散地。为加快推进废弃机电、电子产品中有价金属的高效、经济回收，由园区循环经济研究院协同组织产学研联合攻关，自主研发推出真空熔析结晶—悬浮电解新技术，并自行设计、加工、制成多金属分离工艺技术系统。经现场示范运行，该项技术对废电子线路板铜、银的回收率分别达到99%、98%，金、铂、钯回收率均高于96%，金属产成品纯度不低于99.6%。

同时，真空熔析结晶系统用于常压下难以实现分离的过程，可减轻环境负荷，改善工作条件，提高经济效益。悬浮电解技术不仅流程短、试剂耗量小，而且电流效率高，制造成本低。通过环保部门现场监测，其生产全过程空气质量达到国家二级标准，污水处理后达标排放，使之具有广阔的推广应用前景。

西北有色研究院研制出多项稀有
金属表面涂层技术

西北有色金属研究院在强化改革中，创新平台建设，通过加快新成果转化和产业化步伐，探索出了科研、产业相结合的全链条发展模式，2014年上半年该院实现综合收入同比增长30%。通过等离子喷涂工艺在金属材料表面制备陶瓷涂层，可以使传统的金属耐磨性提高10到20倍，使镍铬合金工作温度提高100度到200度，达到一定的隔热效果。目前该院腐蚀与防护研究所已经成功研发出耐磨、耐高温、耐腐蚀等多项稀有金属表面涂层技术，广泛应用于航空航天等高科技行业。

铜山矿业第二季度铜产量创纪录

在多伦多证券交易所上市的铜山矿业公司宣布其位于不列颠哥伦比亚省的同名铜矿第二季度铜产量创下新纪录。这一消息使得该公司股价上周三在交易所交易时创下新高。

截至六月底，这家总部位于温哥华的矿业公司第二季度铜产量达到了1990万磅，相较于第一季度上涨幅度达到4%。

第二季度该公司共产出黄金5000盎司和白银11.33万盎司。同期，处理矿石总数达280万t，平均铜品位在0.388%，铜可获得率达到了90.2%。

该公司表示，第二季度公司的采矿活动逐渐转向了3号矿场，2号矿场的采矿活动则转向了该矿场的西南部。

目前，投资者希望该矿业公司能够迅速完成其在西加拿大的圆锥破碎机的安装。安装完成之后，每天的处理能力可能会达到3.5万t。

HighTemperatureFanofCopperSmeltingFactory

LIU Bin
(Copper Company, Baiyin Nonferrous Group Co., Ltd. Baiyin 730900, China)

The high temperature fan is the key equipment in copper smelting production process. Because of the copper smelting flue gas with high temperature nature, corrosive nature and abrasive nature, the high temperature fan must be designed and selected scientifically and reasonably, in order to run safety and smoothly under the poor working conditions.

high temperature fan； copper smelting； high temperature nature； corrosive nature； abrasive nature

2014-01-21

刘斌(1978-)，男，陕西合阳人，工程师，大学本科，工学学士，主要从事有色冶金设备技术管理工作。

TH432

B

1003-8884(2014)04-0001-04