闪速熔炼炉工艺培训祥光铜业潘如春1、铜精矿的成分自然界的铜主要以硫化矿和氧化矿形式存在,特别是硫化矿分布最广。
硫化矿采用火法冶炼进行处理，氧化矿用湿法进行处理。
我们处理的铜精矿均为硫化矿，铜精矿一般由黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、硫铁矿（FeS2）等其中两种或两种以上混合而成，并含有一定的脉石成分（SiO2、Al2O3、CaO、MgO等）及金属的氧化物如氧化镁，氧化铝等。
熔炼炉入炉物料主要为硫化物和较少的氧化物。
硫化物组成成分有：CuFeS2、CuS、Cu2S、FeS2、FeS、ZnS、PbS、NiS等。
氧化物有：SiO2、Al2O3、CaO和MgO 等以及Fe2O3、Fe3O4、Cu2O、CuO、ZnO、NiO、MeO·Fe2O3。
闪速炉对原料要求较高，对物料的粒度、水份都有很高的要求。
闪速炉实现的是自热反应，在冶炼过程中不需要外部供热（或需要很少的热量），所有对混合精矿的化学成分也有要求，对铜精矿的含铜和S/Cu有一定要求，过高的S/Cu造成反应热量多，过低的S/Cu造成反应热量低（烟灰和吹炼炉渣等冷料处理不掉）。
2、FSF配料计算按车间配料单（《配料计划变更指令书》）在熔炼计算机数模中，设定铜精矿、FCF渣、渣精矿等配料比例，然后计算出所需要的石英沙配比，从而得到入炉混合精矿的成分。
根据石英沙比例，我们可以保证反应得出的渣型合理。
配料计算得到的混合精矿成分是FSF炉况控制的基础。
配料的准确性非常重要，将直接关系到炉况控制的精确性。
3、熔炼反应过程1）高价硫化物的热分解熔炼未经焙烧或烧结处理的生精矿或干精矿时，炉料中含有较多的高价硫化物，在熔炼炉内被加热后，离解成低价化合物，主要反应有：2FeS2(s)→2FeS(s)+S2(g) (2-1)300℃开始，560℃激烈进行：2CuFeS2(s)→Cu2S(s)+2FeS(s)+1/2S2(2-2)550 ℃开始：2CuS(s)＝Cu2S(s)+1/2S2(2-3)400 ℃开始，600 ℃激烈反应。
2）硫化物氧化在现代强化熔炼炉中，炉料往往很快地就进入高温强氧化气氛中，所以高价硫化物除发生离解反应同时，还被直接氧化。
主要的氧化反应有：高价硫化物的直接氧化2CuFeS2+5/2O2=(Cu2S·FeS)+FeO+2SO2(2-7 )2FeS2+11/2O2= Fe2O3+4SO2(2-8 )3FeS2+8O2= Fe3O4+6SO2(2-9 )2CuS+O2=Cu2S+SO2(2-10)低价的化合物的氧化反应2FeS(l)+3O2(g) = 2FeO(g)+2SO2 (g) (2-11)10Fe2O3(s)+FeS(l) = 7Fe3O4 (s)+SO2 (g) (2-12)2Cu2S(l)+3O2 (g) = 2Cu2O(l)+2SO2 (g) (2-13)Cu2O(l)+FeS(l)= Cu2S+FeO其它有色金属硫化物（NiS、PbS、ZnS等）也会被氧化成相应的氧化物。
在强氧化气氛下，还会发生下列反应时，Fe3O4生成量较多。
Fe3O4容易在炉壁形成挂渣，在炉底析出形成炉底粘结，对炉体耐火材料起保护作用。
3FeO(l)+1/2O2 = Fe3O4 (S) (2-14)3）沉淀池造渣反应2FeO(l) + SiO2 =2Fe O·SiO2 (2-15)炉渣是以2FeO·SiO2(铁橄榄石）为主的氧化物熔体。
铜锍与炉渣互不相溶，且密度各异从而分离。
在氧化气氛的造锍熔炼中，只能依靠与FeS的作用来还原，即：3 Fe3O4 (s)+[FeS] = 10(FeO)+SO2 (g)ΔGo=761329－455千焦(2-16)式中（）为渣相，[ ]为冰铜相。
反应要在1400℃以上才能向右进行，而且Kp值很小。
铁硫化物生成Fe3O4的趋势是不可避免的，只是随炉型，程度不同。
在强氧势及良好的气固接触经过氧化反应，炉料中铁的一部分形成Fe3O4，纯Fe3O4的熔点高（1597℃）在渣中以Fe－O复杂离子状态存在。
当其量较多时，会使炉渣熔点升高，比重增大，恶化了渣与锍的沉清分离。
当熔体温度下降时，Fe3O4会析出沉于炉底及某些部位形成炉结，还会在冰铜于炉渣界面上形成一层粘渣隔膜层，危害正常操作。
加入SiO2后，体系变成Fe3O4－FeS－SiO2系，反应为：FeS(l)+3Fe3O4(s)+5 SiO2(s) =5(2FeO·SiO2)(l)+SO2(g)ΔG0=625.28－0.44 kJ (T>1205K) （2-17）由于SiO2的存在，Fe3O4的破坏变得容易了，在1100℃就能进行造渣反应。
随温度的升高，平衡常数Kp值增大。
在1300 ℃时，Kp值比1100 ℃时提高了107倍。
可见SiO2的存在是Fe3O4破坏的必要条件。
氧化反应熔化的共晶物和硅酸盐便是初锍和初渣，它们在运动过程中继续被加热升温，同时又溶解了其它的难熔物。
在进入熔池时，完全形成了炉渣和冰铜，由于两者结构不同，不相互溶解，且比重又有差异，较重的冰铜颗粒窜过渣层沉于熔池底部形成冰铜层，实现了与渣的分离。
通过控制投料时的氧系数来实现。
氧系数，就是每吨矿的耗氧量，如氧系数为168Nm3/t，即每吨混合矿投料时，进入喷嘴的总氧量除以投料量为168Nm3/t，总氧量指进入喷嘴的工艺风、中间氧总量。
品位一定时，提高氧系数，品位上升；降低氧系数，品位下降。
品位修正时，会引起渣温及渣中铁硅比变化，要注意对其它参数进行修正。
2）渣温主要通过控制烟灰加入量、工艺风氧浓度、反应塔天然气进行控制。
通常烟灰加入量应与系统烟灰发生率基本保持一致，短时间可以通过增减烟灰调整温度；工艺风氧浓度控制对渣温控制很常用，但工艺风氧浓度控制范围还考虑反应条件、排烟系统情况，熔炼炉氧浓度控制范围一般在55%~85%；反应塔天然气，当通过前两者不能满足渣温要求时，需要通过反应塔烧嘴提供热量，保证渣温，一般来说，为减少能耗反应塔尽量不烧天然气，但反应塔烧嘴对反应有一定帮助作用。
3）渣中铁硅比通过配料时，控制石英砂加入量，来控制渣中铁硅比。
增加配料中石英砂比率，渣中铁硅比下降；降低配料石英砂比率，渣中铁硅比上升。
铁硅比正常控制在1.30左右，控制过高或过低，渣的粘度都会变大。
一般来说，渣中铁硅比，仅从从配料中的石英砂比率进行控制，但在实际控制中还受冰铜品位变化，石英砂皮带计量，石英砂料仓纯度等影响。
渣中Fe3O4含量与渣中铁硅比有一定关系，铁硅比高时，Fe3O4在渣中的溶解度低。
在冰铜品位高时，渣中铁硅比高时，Fe3O4易析出造成渣粘，渣口粘结放渣困难；如果此时温度下降过快，将使渣中Fe3O4大量快速析出成Fe3O4相，排渣情况恶化，甚至冰铜排放也困难（Fe3O4熔点高能从冰铜中析出，造成粘结）。
6、炉况控制的特点1）延时特点体现在两个方面：一个方面是：配料操作变化后，投料参数需要延时。
变更配料后，物料要经过干燥，输送，然后再炉顶干矿仓一段时间后，才能进入反应塔反应，这需要一定延时。
另一个方面是：反应异常变化需要一定时间后，才能从控制参数明显表现出来，炉况变化判断需要积累一定的经验。
预先根据温度准确判断炉况变化趋势，能避免炉况异常，造成各项控制指标大幅波动。
2）可预判性因为熔炼熔池大，渣温、品位、铁硅比等参数实际结果与反应情况存在一定差异，需要进行预判。
比如前一次冰铜品位71%，此次冰铜品位68%，我们可以判断现在产出冰铜品位为66%左右，而不是分析出来的68%。
我们需要判断是反应异常导致，还是原料成分变化导致。
首先应排除反应状况异常，反应状况异常可以从检尺和炉温以及硫酸情况反应出来。
同样，炉温从1300℃，短时间升至1315℃或降低至1280℃。
说明目前反应产出的温度，可能达到1320℃以上或者1270℃以下，需要尽快找出原因。
品位、温度突然变化，如果都降低说明反应异常或入炉物料变化。
温度、品位上升说明反应情况好转（可能前期修正过度）或者配料造成入炉成分异常变化。
7、控制参数之间的相关性温度、品位、铁硅比三者之间存在密切的相关性。
如果其中一个变化，其它参数都会相应变化。
比如：在实际供氧量大于设定值时，冰铜品位上升，温度上升，铁硅比也会上升。
炉况异常是，冰铜品位下降，渣温也会下降，铁硅比也下降。
我们可以从品位、温度、铁硅比单项变化，然后参考其他两项，以及结合检尺情况和硫酸烟气成分情况，来综合准确判断炉况的变化趋势。
炉况控制，需要把握准确趋势，把变化趋势控制好，炉况才能稳定。
8、FSF渣渣中与品位、铁硅比、温度之间的关系：铁硅比合适，渣温合理，Fe3O4含量一般不超过16%，放渣正常。
在品位高，温度低，铁硅比高时，渣Fe3O4含量可能超过20%，造成放渣持续困难。
高品位时，应注意温度控制，避免大幅降品位同时降温操作。
另外炉况异常，会造成反应塔局部反应异常，渣Fe3O4含量高，检尺异常，渣排放困难。
二期“双闪”在线控制下阶段工作“双闪”在线自动控制的目标：“双闪”数模数模计算结果将自动对投料参数控制。
操作人员只需确认修正幅度及投料参数，计算机将自动实现DCS各项参数控制。
11日二期“双闪”在线控制项目工作会议，确定今后工作思路：1）先对FCF进行在线控制；通过FCF在线控制，让大家熟悉在线运行操作。
该阶段不断优化反馈修正幅度，制定在线操作制度，实现FCF在线控制系统。
解决熔炼工艺氧阀波动问题：采购新的进口阀门；找出工艺管道特性；找到稳定制氧压力办法。
2）解决二期所有自动阀门精度问题及氧浓度波动问题。
调整现有阀门的控制特性曲线，优化阀门的PID调节参数。
在线测试的重点：找到炉况稳定控制最佳策略，大家熟悉数模自动控制原理，完全掌握在线系统的使用。
操作人员管理重点：根据反馈参数确定修正幅度，是否执行数模自动计算结果。
