【正文】 ）爐壽命 轉(zhuǎn)爐 i的爐壽命，與溫度控制、冰銅品味、溶劑質(zhì)量、耐火材料質(zhì)量、砌筑質(zhì)量及是否采用掛爐等因素有關(guān)。 （三）送風(fēng)率 銅轉(zhuǎn)爐送風(fēng)率，是指轉(zhuǎn)爐在一個(gè)生產(chǎn)周期中，有效送風(fēng)時(shí)間占操作時(shí)間的百分比。其公式如： 送風(fēng)率與銅锍品位、車(chē)間配置的是否合理及技術(shù)操作條件水平等有關(guān)。目前轉(zhuǎn)爐的送風(fēng)率一般在 7585%。 下圖為轉(zhuǎn)爐吹煉所有經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)例 以從大修到大修期間的銅產(chǎn)量為基礎(chǔ) (四 ) 轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率 轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率可用三種方法表示：即爐日產(chǎn)粗銅量、生產(chǎn)噸粗銅時(shí)間 、日爐處理銅锍噸數(shù)。通常用前兩種方法表示。 轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率與爐子大小、銅锍品位、單位時(shí)間鼓入爐內(nèi)的空氣量、送風(fēng)率及操作條件等有關(guān)。大轉(zhuǎn)爐無(wú)疑比小轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率高。銅锍品高，造渣時(shí)間短，爐子生產(chǎn)率也大。生產(chǎn)實(shí)踐表明，銅锍品位提高 1%，產(chǎn)量可以增加 4%。 銅锍吹煉過(guò)程就是利用鼓入爐內(nèi)的空氣中氧氣來(lái)氧化銅锍中鐵和硫的過(guò)程。因此，鼓風(fēng)量的大小和送風(fēng)時(shí)率高低直接影響轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率。生產(chǎn)率與鼓風(fēng)量、送風(fēng)時(shí)率成正比。 （五） 耐火磚消耗 耐火磚與爐壽命、銅锍品味、轉(zhuǎn)爐容量、操作制度等有關(guān)。爐壽命短、銅锍品位低、爐子容 量小，耐火磚消耗就相應(yīng)高。國(guó)外銅锍轉(zhuǎn)爐吹煉內(nèi)火材料消耗為 。 7 銅锍轉(zhuǎn)爐吹煉冶金計(jì)算 以 100kg品位為 %的冰銅為計(jì)算基礎(chǔ)，成分如下： 冰銅成分（ %） Cu Fe S O2 其它 轉(zhuǎn)爐渣成分（ %） Cu Fe S SiO2 其它 25 鼓風(fēng)時(shí)氧的利用率 (%) 造渣期氧的利用率（ %） 70 造銅期氧的利用率（ %） 90 粗銅品位為 99%。 銅冰銅轉(zhuǎn)爐吹煉作業(yè)是分兩個(gè)周期進(jìn)行的。在第一周期中需加入一定數(shù)量的溶劑，有時(shí)也加入一定數(shù)量的冷料。冷料主要是由冰銅殼、轉(zhuǎn)爐渣殼等組成，此外還有少量的銅精煉渣。在冶金計(jì)算中，一般對(duì)冰銅殼，轉(zhuǎn)爐渣等不作計(jì)算，但需包括精煉渣的銅量。第二周期主要是使硫化亞銅氧化成氧化亞銅，并和殘存的硫化亞銅發(fā)生交互反應(yīng)而生成金屬銅。 銅锍轉(zhuǎn)爐吹煉物料平衡計(jì)算 以 100kg冰銅（含銅量為 ）為計(jì)算基礎(chǔ) （一）粗銅量及其成分的計(jì)算 設(shè)銅的火法精煉渣率為加入的轉(zhuǎn)爐液體粗銅量和電解返回殘極量的 1%，殘極量按轉(zhuǎn)爐液體粗銅量的 15%計(jì)算，精煉渣含銅為 20%，粗銅品位為 99%，吹煉直接回收率為 93%。 因?yàn)榇帚~品位為 99%，吹煉直接回收率為 93%，有關(guān)系得： 精煉渣含銅量： （ 1+） ＝ 吹煉加入總銅量： +＝ 進(jìn)入粗銅的銅量： ＝ 粗銅量： 247。 99%＝ 殘極量為： 247。 99% 15%＝ （二）煙氣量和轉(zhuǎn)爐渣量確定 設(shè)轉(zhuǎn)爐煙塵占加入冰銅的 %，冰銅中的 Fe 全部進(jìn)入轉(zhuǎn)爐渣中。則煙塵量為： 100 %= 冰銅中鐵量為 ，設(shè)轉(zhuǎn)爐渣渣為 Xkg，則可得： %X+25%X 168/232= 得 X= （三）溶劑量及其成分計(jì)算 據(jù)轉(zhuǎn)爐渣中含 SiO2 并考慮進(jìn)入煙塵及其損失的數(shù)量，需要 SiO2 量為：++= 這里忽略了損失部分，吹煉中損失的 SiO2占轉(zhuǎn)爐渣中 SiO2 的 %，可見(jiàn) SiO2損失為 。 設(shè)硫全部進(jìn)入煙氣，石英石中 CaO 按損失計(jì)，其他損失忽略不計(jì)。所以應(yīng)加入量為 247。 = 則轉(zhuǎn)爐物料平衡如下 : 物料平衡表 名稱(chēng) 質(zhì)量 Cu Fe S SiO2 kg % kg % kg % kg % kg 收 入 冰銅 100 石英石 92 精煉渣 合計(jì) 產(chǎn) 出 粗銅 99 轉(zhuǎn)爐渣 25 煙塵 損失 合計(jì) 注：損失部分冰銅 收入損失約 產(chǎn)出損失約 。 冰銅轉(zhuǎn)爐吹煉的熱平衡計(jì)算 （一）空氣量計(jì)算 第一周期空氣量計(jì)算 由轉(zhuǎn)爐含渣 ，且轉(zhuǎn)爐渣含 Fe ，含 Fe3O4 25% ，所以 mFe==， m Fe3O4= 168／ 232＝ 據(jù)反應(yīng) 3Fe+2O2=Fe3O4,和 2Fe+O2=2FeO，可 得生成 Fe3O4 耗氧量為 ,，生成 FeO耗氧 。 第一周期氧化的 S 為 32／ ＝ SiO2 和 SiO3 的比值為 93%和 7%，根據(jù)反應(yīng)： S+O2=SO2 和 2S+3O2=2SO3 可得生成 SO2耗氧量為 ，生成 2SO3 耗氧量為 。 第二周期空氣量計(jì)算 第二周期氧化我 S 為 － ＝ ， 為冰銅含硫量。 2SO2 和 2SO3比值取 90%和 10% ，可得生成 2SO2耗氧量為 ，生成 2SO3 耗 氧量 。以下為空氣量計(jì)算： 空氣量組成表 （二）煙氣量計(jì)算 第一周期帶入水： 103=，第二周期空氣帶入水為 103＝ 。 煙氣反應(yīng) 反應(yīng)式 第一周期 第二周期 周期 元素 質(zhì)量（ kg 化學(xué)反應(yīng) 理論用氧量（ kg 實(shí)際用氧量（ kg 氧氣余量（ kg 帶入N2 量（ kg 所需空氣量（ kg 空氣體積（ m3 第 一 周 期 Fe 3Fe+2O2=Fe3O4 2Fe+O2=2FeO S S+O2=SO2 2S+3O2=2SO3 小計(jì) 第 二 周 期 S S+O2=SO2 2S+3O2=2SO3 小計(jì) 共 計(jì) m/kg v/ m3 m/kg V/ m3 SO2 S+O2=SO2 SO3 2S+3O2=2SO3 O2 N2 H2O 合計(jì) 通過(guò)以上計(jì)算，我們進(jìn)一步確定了消耗和帶出的各成分量，為熱量計(jì)算提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 （三）第一周期熱平衡計(jì)算 1 熱收入 （ 1）熱冰銅帶入熱 冰銅在 1100℃是的比熱為 KJ/Kg℃ 。所以熱冰銅帶入的熱量為： 100 1100 = 92400 KJ （ 2）鼓風(fēng)帶入熱 空氣在 60℃時(shí)的比熱為 KJ/m3℃ .所以熱量為： 60 = KJ （ 3）溶劑帶入熱。 溶劑在 250C時(shí)比熱為 ，所以帶入熱量為： 25 = KJ （ 4） FeS 氧化熱 每千克 FeS氧化成 FeO時(shí)放出的熱量為 5355KJ，所以帶入熱量為： (5)造渣放熱 按 2FeO+SiO2 = 2Fe SiO2 反應(yīng)， 1 Kg SiO2 放熱為 KJ。所以： = KJ 2 熱支出 （ 1） 白冰銅帶走熱 白冰銅成分表（ %） Cu Fe S O2 75 20 由第二周期硫氧化量 ，可以得出 M 白冰銅 =， M 銅 =62kg，所以得出銅的摩爾質(zhì)量為 ，硫化銅 ，又因?yàn)榱蚧~在 12500C 時(shí)的比熱容為，故白冰銅的熱量帶出為 1250＝ 。 （ 2） 轉(zhuǎn)爐渣帶走熱 12021C 時(shí)轉(zhuǎn)爐比熱容為 kg/kg0C，所以爐渣帶走的熱量為 1200＝43628kg （ 3） 煙氣帶走熱 10000C時(shí)煙氣成分比熱容如下： 煙氣成分 SO2 SO3 H2O O2 N2 比熱容 5kg/kg0C 煙氣成分 SO2 SO3 H2O O2 N2 煙氣質(zhì)量 由以上兩表可以求出煙氣帶走熱為： 23312kJ (4) 熱損失 Q 襯 =Q1 襯 F 襯 T1 Q 襯 為經(jīng)過(guò)爐襯的熱損失 , Q1 襯 為外殼溫度為 2021C 時(shí)單位面積在單位時(shí)間的散熱量 ,一般為 3500kJ/m3h左右， F 襯 為轉(zhuǎn)爐爐襯的表面積。其中 F 襯 = 2＋∏ DLF 爐口 ,F 爐口 為 5m3。所以 F 襯 = ／ 4 2＋ － 5＝ T 為處理 100kg冰銅在第一周期所需的時(shí)間， 80t 轉(zhuǎn)爐每晝夜處理冰銅為 781t，所以處理100kg冰銅需 24/781 ＝ 。 吹煉 100kg冰銅第一周期所需空氣量為 m3，第二周期空氣量為 m3，總為 m3。 所以第一周期時(shí)間為 T1= ／ ＝ T2= ／ ＝ 故 Q 襯 =3500 ＝ 第二周期 Q 襯 =7000 ＝ 爐口損失據(jù)數(shù)據(jù)公式為：∮ (t+273／ 100)4 ∮為系數(shù) 取 所以 Q1 口 =21400 kg/kg,m2h， Q1 口 =214000 ＝ 同理第二周期 Q2 口 =243000 kg/kg,m2h 故 Q2 口 =24300 ＝ 由此通過(guò)以上數(shù)據(jù)得出，第一周期熱平衡表和第二周期熱平衡表 一周期熱平衡表 收入 支出 名稱(chēng) 熱量， KJ 名稱(chēng) 熱量， KJ 熱冰銅帶入熱 92400 白冰銅帶走熱 72656 FeS 氧化熱 96183 爐渣帶走熱 43628 造渣熱 4687 煙氣帶走熱 23312 鼓風(fēng)帶入熱 損失熱 57274 溶劑帶入 41 總計(jì) 196870 合計(jì) 196870 （四）第二周期熱量平衡計(jì)算 1 熱收入 （ 1） 白冰銅帶入熱 白冰銅在 12500C時(shí)比熱 KJ/Kg℃，因此 Q 白冰銅 = 1250＝ 17348kJ （ 2） 空氣帶入熱 Q 空氣 = 60＝ 4805kJ （ 3）硫化亞銅氧化放熱 硫化亞銅的比熱容在 12021C為 1365 KJ/Kg℃，所以 Q Cu2S= 1365＝ 105788kJ 2 熱支出 （ 1） 粗銅帶走熱 粗銅在 12021C 時(shí)比熱為 KJ/Kg℃，所以粗銅的熱量為 1200＝ （ 2） 煙氣帶走熱 在 1200℃時(shí)煙氣成分的比熱如下表： 煙氣成分 SO2 SO3 H2O O2 N2 比熱（ KJ/Kg ℃） 所以煙氣的熱量為（ ＋ ＋ ＋ ＋ ） 1200=52528kJ （ 3） 爐襯、爐口損失 由平衡計(jì)算得出損失約為 由此繪出第二周期熱量收支表： 二周期熱平衡表 收入 支出 名稱(chēng) 熱量， KJ 名稱(chēng) 熱量， KJ 白冰銅帶入熱 17438 粗銅帶走熱 28530 空氣帶入熱 4805 煙氣帶走熱 52528 Cu2S 氧化 熱 105788 損失熱 46973 合計(jì) 12913 合計(jì) 12913 銅锍轉(zhuǎn)爐設(shè)備計(jì)算 在火法冶金設(shè)備中，設(shè)備的選擇有統(tǒng)一的規(guī)格和要求。據(jù)《火法冶金設(shè)備》，通過(guò)計(jì)算選擇，年產(chǎn) 15萬(wàn)噸粗銅的車(chē)間選擇 3臺(tái)轉(zhuǎn)爐，查表得出容積要求為 : 15000/(365 2 3)＝ 68t 臥式轉(zhuǎn)爐的主要規(guī)格 項(xiàng)目 1 2 3 4 5 6 規(guī)格（直徑長(zhǎng)度） 粗銅容量 /t 8 15 20 3540 40 80 風(fēng)口直徑 /mm 38 38 40 3844 42 44 風(fēng)口數(shù)目 /個(gè) 11 18 20 3044 28 4452 風(fēng)口面積 /m2 125 204 250 350400 388 670800 風(fēng)口距離中心 180 152 174 爐口尺寸 2 3 鼓風(fēng)能力 100 180 260 300－ 350 350－ 400 600－ 650 通過(guò)以上表中的數(shù)據(jù)，可以得出設(shè)計(jì)要求的規(guī)格，故規(guī)格如下： 轉(zhuǎn)爐規(guī)格 粗銅容量 /t 風(fēng)口直徑 /mm 風(fēng)口數(shù)目 /個(gè) 爐口尺寸 /m 鼓風(fēng)能力 /m3 min－ 1 80 45 50 3 2 650～ 700 8 銅锍轉(zhuǎn)爐吹煉車(chē)間環(huán)境保護(hù) 有色冶金爐渣為一種產(chǎn)物，熔化后稱(chēng)為熔渣，其組成主要來(lái)自礦石、溶劑、和燃料灰分中的造渣陳分。由于火法冶金的原料和冶煉方法