“你们实现了一代人的梦想”——记豫光金铅首家工业化应用双底吹连续炼铜技术创新实践之路

“你们实现了一代人的梦想”
——记豫光金铅首家工业化应用双底吹连续炼铜技术创新实践之路

赵体茂｜文

一直以来，我们国家的有色冶炼技术人员都有一个梦想，那就是实现铜冶炼的连续冶炼。今天，这个梦想终于在豫光开花结果。2014年2月，豫光世界首家将“双底吹”连续炼铜技术成功产业化应用到生产实践。2016年，经过两年的生产实践，吹炼炉一期炉龄达到16个月，阴极铜产能突破11.5万吨。同时，也摸索出一套阳极炉适合所产粗铜的操作方式等。2016年12月28日，“YG”牌A级铜在上海期货交易所（SHFE）成功注册。2017年4月27日，该产品再次成为伦敦金属交易所（LME）注册品牌，成功走向国际高端市场。

2012年7月，怀着伟大的梦想，豫光人在660亩热土上挥洒汗水，开始了双底吹连续炼铜项目建设。2014年2月，伴随着响亮的鞭炮声，该项目顺利投料试产。如今，历经三年的生产实践，拦路虎逐步攻破，昔日的难题变成了控制的诀窍，系统产能得到充分释放，年产高纯阴极铜12万吨，超过设计产能。氧气底吹连续吹炼炉首炉寿命为16个月，是现有P-S转炉吹炼的炉衬寿命的5倍，大幅度降低粗铜单位耐材消耗，使产业化经济运行得到了保证。

2016年10月10日，双底吹连续炼铜技术产业化开发与应用科技成果评价会在济源举行。会上，评价委员会组长、中国工程院院士邱定蕃激动地说：“你们实现了一代人的梦想！”

2017年4月27日，“YG”牌A级铜正式成为伦敦金属交易所（LME）注册品牌，成功走向国际高端市场。这是继2016年12月28日，“YG”牌A级铜在上海期货交易所（SHFE）成功注册后的又一大喜讯！

技术创新

从目前世界炼铜技术来看，铜锍吹炼90%以上的产能仍沿用已有百年历史的P-S转炉吹炼技术，但该技术存在低空污染、间断作业、炉衬寿命短、耐火材料单耗高等严重缺点。为加快铜冶炼技术升级，豫光积极创新，2008年开始尝试富氧双底吹连续炼铜新技术。实践证明，该技术在投资、运行成本等方面都较闪速熔炼和其他熔池熔炼要少。“如果能够实现工业化生产，绝对处于世界炼铜技术的领先地位！”董事长杨安国高瞻远瞩道。

技术上一般遵循的是“先立后破”的规律，只有下大力气，“破”字当头，才能为有色金属行业的技术升级推波助澜。2012年5月，豫光结合设计方，进行了为期26天的冷态铜锍富氧底吹连续吹炼半工业试验，进一步验证了铜锍底吹连续吹炼工艺完全可行。

短短的26天时间，历史不会忘记，豫光为铜冶炼工艺书写了浓墨重彩的一笔，试验炉为双底吹连续炼铜开创了崭新的时代！全国工程勘察设计大师蒋继穆在接受采访时指出：该试验的成功，是具有我国自主知识产权的底吹连续炼铜产业化成功应用迈出的宝贵一步，而这一步已经足以和双闪炼铜工艺相媲美。

冷铜锍底吹连续吹炼试验成功后，豫光迅速着手建设冶炼渣处理技术改造工程，成为行业第一家将铜锍底吹连续吹炼工艺应用于综合回收铜及有价金属的冶炼企业。

2014年2月28日，豫光首创、国内第一条双底吹连续炼铜技术顺利进入工业化生产。4月23日，生产线顺利拉通，产出了济源工业史上第一块A级铜。

豫光金铅股份公司副总经理王拥军自豪地说：“全国最先进的底吹技术在豫光，最广泛的底吹技术仍在豫光，我们有试验炉做平台，又有各种专业人才做基础，所有的底吹技术在豫光都将成功突破。”

这个新技术至为重要的是，成功实现了铜冶炼行业连续吹炼炉内粗铜、白铍、铜锍、吹炼渣等各物相对稳定，实现了连续进料、连续吹炼，完全解决了低空污染问题，对世界铜冶炼技术的发展具有重要的引领作用。

装备创新

在创新的道路上，豫光一直是个实践者，是让梦想落地的开拓者。

针对双底吹连续炼铜新工艺，豫光研发了适用于热态铜锍底吹连续吹炼工艺条件的吹炼装置，开发了吹炼炉炉体技术、长寿命耐火材料内衬技术、长寿命氧枪技术以及粗铜口快速修补技术，实现了吹炼炉长炉期、高作业率运行。

2014年，吹炼炉试产期间铜口、氧枪寿命短，氧枪运行压力低容易堵塞等成为持续生产的障碍。“为解决堵塞问题，光氧枪就改了18次，后来改用了高压氧气加氮气，氧枪的寿命才得到了一定的提高。”玉川冶炼厂设备负责人张红星说。

2016年春节，为了阴极铜年任务突破11万吨，玉川冶炼厂再次吹响了提产的号角。但真正进入提产状态后才发现，由于工程设计限制，氧枪堵塞现象再次出现。张红星说：“这次我们又对氧枪进行了12次的改进试验，并对枪座、供气管路进行了改造，熔炼炉处理量同比增加18%，吹炼炉有效处理量稳定在20吨/小时以上，年产合格阴极铜11.5万吨。”

曾经，铜口砖因铜液的高温冲刷及烧氧操作，造成内层铜口砖的损伤，常规方法是更换全套铜口砖，耗时需要近6个小时，且高温条件下劳动强度大。于是，豫光自主创新铜口修补，利用一定配比的热补料和黏合剂，稳定自动流入铜口砖内部并凝固成型，不到1小时，便可修复好铜口砖，更换周期从12天增至30天，节省了材料成本，提高了吹炼炉的作业率。

操作创新

实践最能检验真理。双底吹连续炼铜技术在生产中不断得到创新，豫光人摸索出了一套适合自己的、独具特色的操作方式。

提起造熔池技术，主管工艺的刘素红甚是自豪。底吹炉常规造熔池的方法熔化速度比较慢，一般需要1～2天。而豫光自主研发的快速造熔池技术利用底部氧枪快速熔化铜锍，仅仅7个小时就造好了熔池，时间缩短了80%。

还有，本是行业常规的回转式阳极炉，但因为豫光所产粗铜含硫是行业的10倍，这对阳极炉的生产提出了非常苛刻的要求，试产期间，氧化还原时间持续在10～12小时之间。由于精炼时间长，炉次不能保证，经常造成吹炼炉憋炉，影响产量。面对这种无前车之鉴的难题，技术人员继续发扬自主创新的精神，硬是摸索了半年的时间，将氧化还原时间缩短为3小时，阳极板品位、合格率分别稳定在99%以上，成为行业里的一个奇迹。中国恩菲的专家赞赏道：豫光这套阳极炉的操作方法足以申请专利。

在之后的生产中，面对电解液含砷严重超标，导致阴极铜品质不能得到很好提升的问题，试产人员再次皱紧了眉头。为了有效降低电解液含砷，他们从源头抓起，控制阳极炉高砷铜加入量，对脱铜槽进行改造，降低脱铜功能加大脱砷效率等。最终，电解液砷含量由2015年年初的38克/升降低至目前的10克/升以内，脱砷效率达到80%。

随着电解液成分的不断优化，再加上锲而不舍地进行了沉砷剂试验、和瓦试验、阿维酮试验等。如今，阴极铜销售合格率大幅提升。

生产稳定后，利用吹炼炉使用高氧浓和全热态铜锍生产时的过剩热量，处理大于60%品位的再生铜，在不增加煤及其他燃料的基础上，可使再生铜与原生铜比例达1∶1，使双底吹连续炼铜技术成为世界上“原生铜与再生铜相结合的连续炼铜新技术”。

（本文作者系豫光玉川冶炼厂厂长）