近年來，我國連續(xù)煉銅技術(shù)和短流程技術(shù)快速發(fā)展，造锍熔煉在高富氧濃度、高銅锍品位、高溫和高處理能力方面不斷突破。在高質(zhì)量發(fā)展要求和技術(shù)快速進步的背景下，中冶葫蘆島有色金屬集團有限公司（以下簡稱葫蘆島有色）與中國恩菲工程技術(shù)有限公司（以下簡稱中國恩菲）合作，依托各自優(yōu)勢，經(jīng)過不懈攻關(guān)，在世界首次實現(xiàn)了銅精礦富氧頂吹浸沒熔煉工藝流程升級再造。目前，葫蘆島有色建設(shè)實施的新型雙頂吹煉銅工藝替代轉(zhuǎn)爐環(huán)保升級及節(jié)能降耗項目已全面達產(chǎn)達標，有力地推動了我國銅冶煉技術(shù)向更加低碳、綠色、環(huán)保的方向邁進。

錨定前沿

提前著手籌劃粗銅冶煉工藝再造

葫蘆島有色原銅系統(tǒng)采用的是富氧頂吹浸沒熔煉工藝。隨著環(huán)保標準的不斷升級，迫切需要解決銅锍吊運過程及轉(zhuǎn)爐加料中存在的短板。葫蘆島有色在銅系統(tǒng)不斷改進提升的基礎(chǔ)上，對熔煉工藝過程、過程控制和主體裝置進行系統(tǒng)性變革，縮短流程、降低能耗，實現(xiàn)連續(xù)煉銅，為企業(yè)后續(xù)發(fā)展闖出一條新路。

葫蘆島有色董事長于洪和項目相關(guān)人員在現(xiàn)場研究實施改造方案。

時光回到2022年。當時，中國恩菲項目高級工程師陸金忠一行到訪葫蘆島有色進行技術(shù)交流。陸金忠向該公司董事長于洪詳細介紹了醞釀多時的銅冶煉系統(tǒng)工藝改造設(shè)計思路。話題一打開，雙方立即碰撞出思維的火花和心愿的共鳴。隨后，葫蘆島有色組織班子成員、銅系統(tǒng)及相關(guān)部門技術(shù)人員，和中國恩菲團隊一道，就項目的可行性進行了多次深度探討、細致交流。葫蘆島有色領(lǐng)導班子聽取了多方意見，經(jīng)過研究一致認為；“面對無人走過的新路，必然存在著不確定性和風險?？蛇@條路遲早要走，時間不等人，先行一步就占得先機。當機立斷，第一個螃蟹咱們吃定了！”

自己建造

一支團隊再次厚積薄發(fā)

決定，就是發(fā)出的軍令。該項目得到了葫蘆島市委、市政府的高度重視和全力支持。葫蘆島市委書記楊軍生、市長何志勇始終關(guān)心著項目建設(shè)，多次深入現(xiàn)場檢查指導，了解企業(yè)所需，現(xiàn)場辦公協(xié)調(diào)解決相關(guān)事宜。此次改造過程中，頂吹連煉系統(tǒng)由低溫冶煉轉(zhuǎn)變?yōu)橹懈邷匾睙?，設(shè)計提高富氧濃度、增加側(cè)吹風、對熔煉主體裝置做主要改進、設(shè)置虹吸排渣裝置、銅锍虹吸排放、將側(cè)吹槍作為主力供風裝置、增設(shè)反應區(qū)水冷結(jié)構(gòu)等改造內(nèi)容。

葫蘆島有色頂吹連煉爐施工現(xiàn)場。

通常來說，土建工程、鋼結(jié)構(gòu)工程、安裝工程等工作，需要特種作業(yè)專業(yè)資質(zhì)的由合作方、施工方來干。葫蘆島有色為搶抓進度，立足內(nèi)部，項目“參戰(zhàn)”團隊提前準備，利用銅系統(tǒng)計劃檢修時機，對澳斯麥特爐進行了一系列改造，包括爐頂形狀構(gòu)造、加料設(shè)施的改變，增設(shè)側(cè)吹槍、銅水套，使得放銅口、放渣口各行其道，對制酸系統(tǒng)進行了提質(zhì)改造。同時，澆鑄制作了銅水套等預制件，大大加快了工程整體進度。該公司工程組織模式更加優(yōu)化，集中力量并肩作戰(zhàn)更高效，在專業(yè)、特種設(shè)備“貨比三家”擇優(yōu)采購的同時，一些非標設(shè)備、附屬設(shè)施就利用現(xiàn)有材質(zhì)制作安裝。

面對頂吹爐這套全新的爐型，經(jīng)多次實戰(zhàn)歷練的項目建設(shè)團隊，根據(jù)圖紙和工藝要求進行了自主研究建造。爐殼單片吊裝重量大，組對要求精度高，不僅要確保每一個部件的安裝間距，更要對彈簧預緊裝置根據(jù)每個點位的不同受力逐一調(diào)整預緊尺寸。在縱橫交錯的鋼結(jié)構(gòu)之間，頂吹爐爐殼就像一座碩大的銅鼎驚艷呈現(xiàn)。砌磚作業(yè)旋即跟上，反拱底砌筑的方式和倒旋砌筑灰口厚度要求都是新的挑戰(zhàn)。項目團隊在昏暗近乎密閉的空間，借助吊車把各類耐火磚運送至爐內(nèi)，機械無法助力的還要人工搬運。他們從加料口處進入，借助梯子，在照明設(shè)施和風車補送新風的輔助下，根據(jù)爐型、噴嘴、放銅口、放渣口結(jié)構(gòu)，對磚體再次加工精雕細琢，使之緊密貼合爐襯，嚴格把控砌筑質(zhì)量……在熱火朝天的建設(shè)現(xiàn)場，參戰(zhàn)人員以“奪山頭、搶陣地”的拼搏沖鋒，多點協(xié)同作戰(zhàn)，對頂吹爐的全新安裝砌筑工藝的挑戰(zhàn)獲得成功，大傾角皮帶、溶劑加料系統(tǒng)、環(huán)集煙氣收集系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)相繼落成，電氣設(shè)施、各類儀表也在現(xiàn)場各就各位。無論是大型設(shè)備的單體試車、聯(lián)動試車，還是每一個氣動閥、每一個溫度點，每一個料位、液位的顯示，都連接著電腦控制系統(tǒng)相對的“神經(jīng)元”，都要確保靈敏靈活好用，可謂“偏毫厘不敢安，千萬錘成一器”。

該項目的實施，也是葫蘆島有色混改以來，又一次厚積薄發(fā)，項目實現(xiàn)了比計劃工期提前完工。通過自主制作安裝，更為該公司日后投產(chǎn)運行以及冶煉系統(tǒng)維護提供了第一手詳實可靠的依據(jù)。

首包粗銅從頂吹爐順利產(chǎn)出。

勇闖關(guān)隘

探索搭建澳爐 頂吹熔煉爐

連煉新模式

從憧憬藍圖，到施工作戰(zhàn)圖，再到壯觀實景圖，頂吹連煉系統(tǒng)在原粗銅冶煉系統(tǒng)側(cè)畔傲然挺立。但是，為這套新建的“身軀”賦予鮮活靈魂、注入強勁動力，可遠遠不簡單。“澳斯麥特爐+頂吹熔煉爐”的粗銅冶煉模式屬全球首例，這是對澳爐指標連續(xù)穩(wěn)定持續(xù)運行的決定性突破。要讓這個技術(shù)方案孵化成實實在在的好項目，在硬設(shè)施建立之后，更需要幾番破繭成蝶內(nèi)生動力的蛻變。新頂吹連煉系統(tǒng)需要根據(jù)爐渣含銅量的情況對操作液面、操作溫度、排放制度、頂槍和側(cè)槍配合制度進行優(yōu)化，以取得最佳的冶煉指標。工藝調(diào)整仍然是一場難啃的攻堅戰(zhàn)。項目團隊全體員工沒有一絲一毫放松，這里的節(jié)奏比正常生產(chǎn)還要緊張忙碌。

新生事物從無到有總要經(jīng)過一番艱辛曲折，葫蘆島有色精銳力量接續(xù)鏖戰(zhàn)，中國恩菲團隊駐廠共同奮戰(zhàn)。改造后的澳爐，放銅口、放渣口位置都發(fā)生了變化，要在爐體內(nèi)部加深熔池深度、提高銅、渣沉降分離效果，既要合理控制爐溫，又要給造熔池摸索出合適的時間。于洪帶頭，班子成員分班值守，24小時盯在現(xiàn)場，在灼熱的出銅口、放渣口、溜槽等重點部位仔細觀察實時運行動態(tài)，隨即拿起記錄紙，在上面畫出示意圖，圍著爐體反復觀察，找出最合適的沉降分離時間，想辦法利用銅、渣分層的特點將銅放出來。當澳爐里的冰銅順著新砌的溜槽導流至頂吹爐，意味著新工藝運行邁出了第一步。

然而，冰銅從頂吹爐的再次提純結(jié)果，并不盡如人意。由于在試生產(chǎn)初期，爐子處于逐漸蓄熱狀態(tài)，銅锍在頂吹爐里的反應情況，銅、渣分離效果和預期存在差距，在放渣、放銅操作中易出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象。“萬一渣子‘抱死’放不出來，導致爐子停下來，這損失可就太大了。”陸金忠從技術(shù)層面分析后，提出了“一定要把爐子激活，繼續(xù)‘加大火候’，趁熱打鐵把渣口化開。”不過，這是一個沒有任何先例可借鑒的攻堅課題，一時間沒人敢操作，擔心爐溫太高導致發(fā)生預想不到的結(jié)果。葫蘆島有色和中國恩菲雙方再次溝通探討后認為，這個方法在理論上行得通，“作戰(zhàn)”方向是對的，只待實踐驗證。

火力再度全開。頂吹爐內(nèi)的粗銅就像冰水混合物一樣“僵持”著，操作人員給爐體加大送風量、送氧量，化開成銅液；抱著燒氧管，在放銅口、渣口處繼續(xù)燒氧、化渣，釬子一次次地探尋合適位置，打掉堅硬頑固的粗銅凝塊，當銅熔化成水，銅口化開，爐內(nèi)的銅水流向銅包，映紅了在場所有人的臉龐，連日作戰(zhàn)布滿血絲的眼睛頓時生出神采，焦灼的心里豁然開朗起來，“我們又成功闖過了一大關(guān)，攻堅戰(zhàn)勝利在望。”

面對試生產(chǎn)階段還可能遇到的問題，葫蘆島有色抓緊利用好這段寶貴時機，就像新車剛上路一樣，不斷磨合，把之前沒有預料到的難點、堵點一一攻克，為順利投產(chǎn)積累寶貴經(jīng)驗。工藝調(diào)整期間，該公司班子成員持續(xù)跟班作業(yè)，團隊員工連續(xù)一個多月堅守現(xiàn)場，不講條件、不辭辛苦，主動放棄了與家人團聚，探親休假一再延遲……不僅是主工藝指標要在遵循生產(chǎn)規(guī)律的前提下摸索總結(jié)，就連用來堵銅口的泥土種類、堵泥的方法和攪拌次數(shù)、成品泥塊含水量控制在多少，都要在實踐中反復探索和調(diào)整。

一鼓作氣

精雕細琢頂吹連煉系統(tǒng)精彩頻現(xiàn)

隨著新工藝的逐步打通，銅液奔涌在龍年春天的暖意中，葫蘆島有色項目團隊從連續(xù)作戰(zhàn)的緊繃情緒中逐步舒緩，但作戰(zhàn)士氣一直高漲。隨著創(chuàng)新改造的逐一實施，澳爐至頂吹連煉系統(tǒng)不斷發(fā)生令人驚喜的變化。

改造后的澳爐產(chǎn)出的冰銅品位達到了68%~75%，實現(xiàn)了高品位銅锍冶煉高溫操作，降低了爐渣黏度，提高了銅锍品位，可以將吹煉造渣期過剩的化學反應熱前移至熔煉爐。此外，在高富氧濃度條件下，能夠更充分地利用化學反應熱，降低熔煉過程的能耗。提高冶煉溫度降低爐渣黏度后，可改善銅锍和爐渣的分離條件，使爐渣含銅量大幅降低，并實現(xiàn)了將爐渣和銅锍直接由熔煉爐分別排放，取消沉降電爐工序，解決了銅锍吊運帶來的低空污染問題，以及轉(zhuǎn)爐吹煉漏風造成的煙氣量大、煙氣SO2濃度低、煙氣系統(tǒng)不穩(wěn)定和環(huán)境煙氣量大等問題，沉降電爐停運每小時即可節(jié)電3200千瓦時。銅锍通過虹吸排放，由流槽流入多槍頂吹吹煉爐，實現(xiàn)連續(xù)吹煉操作，穩(wěn)定煙氣量和提高煙氣SO2濃度，減少環(huán)境煙氣量，降低勞動強度。此外，對放渣口的改造，生產(chǎn)中可以根據(jù)渣口放渣情況，送風量、送水量可分別通過閥門進行調(diào)節(jié)，通過合理控制水量，完善水淬系統(tǒng)的整體排水功能，將爐渣安全擊散，并直接配料進澳爐再次熔煉，減少了以前需要對爐渣進行再次選礦的過程。增設(shè)的電動開關(guān)、開門方式的變化，以及渣倉墻體防護裝置，都進一步增強了設(shè)施的安全性，利于崗位操作的便捷。

新的工藝流程，一舉消除了轉(zhuǎn)爐頻繁啟爐、冰銅吊運包頻繁倒運困擾，極大地避免了熱量損失和煙氣無組織排放，環(huán)保效益、節(jié)能效益再次實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，二氧化硫每年減排167.45噸，氮氧化物每年減排22.67噸，噸銅加工費直降400多元。項目現(xiàn)場干凈整潔，不僅縮短了冶煉流程，提高了冶煉效率，穩(wěn)定的煙氣量為后續(xù)制酸系統(tǒng)運行創(chuàng)造了條件。此外，實現(xiàn)了冶煉企業(yè)與居民區(qū)的衛(wèi)生防護距離由800米縮短至200米。粗銅冶煉作業(yè)自動化程度也有了質(zhì)的提高。葫蘆島有色項目團隊從實踐中產(chǎn)生的新想法不斷閃現(xiàn)，在打通工藝流程的基礎(chǔ)上，新點子不斷被激活，崗位員工在實際操作中有著和以往截然不同的體會：“我們可以根據(jù)銅锍品質(zhì)自動計算出配比，來料多少，溶劑加多少、風量氧量配比等一系列參數(shù)和操作條件的確定更加精確。”

此次改造，將頂吹爐的6桿吹煉槍由普通的白鋼材質(zhì)換成更耐高溫、耐腐蝕、耐氧化的合金材料。對比工藝調(diào)整之初，大大降低了噴槍本身的消耗，延長了運行壽命，減少了換槍頻率，利于工藝操作指標穩(wěn)定。對放銅口及天然氣管路的改進，更便于生產(chǎn)操作，還加裝了煙罩系統(tǒng)和移動拉門，更有效地避免了煙氣外溢。每次放銅、放渣時，銅液如巖漿、爐渣如火瀑布奔涌而出，崗位員工在現(xiàn)場操作的環(huán)境有了本質(zhì)提升；隨著殘極等冷料加入口增加皮帶和溶劑料斗，不僅提高了作業(yè)效率，職工的勞動強度也進一步減輕。

一腔熱忱

再接再厲優(yōu)化工藝再攀新高

隨著在實戰(zhàn)中學習鍛煉的工藝操作不斷完善，取得的效果不斷接近預期，一路勇闖關(guān)隘，攻堅克難，勇往直前的項目團隊信心滿滿，動力滿滿，對后續(xù)項目不斷優(yōu)化提升。

與葫蘆島有色隊伍共同奮戰(zhàn)的中國恩菲團隊，在葫蘆島有色的工作歷程告一段落。臨行之際，中國恩菲項目人員表示，葫蘆島有色領(lǐng)導的氣魄、智慧、擔當和對冶煉工藝的深度理解，為“澳爐+頂吹熔煉”方案提供了良好的孵化示范基地。對澳爐的一系列改造、澳爐爐期的延長為項目的實施創(chuàng)造了先決條件，看準、看到前景好的項目拍板就干，靈活高效組織實施，專心致志做項目，推動了我國銅冶煉行業(yè)的進步。

葫蘆島有色回顧與中國恩菲的良好合作，這段共同作戰(zhàn)的歷程令人難忘。改造項目是該公司高質(zhì)量發(fā)展的重要載體和關(guān)鍵支撐，葫蘆島有色將再度挖掘提升增效空間，持續(xù)放大粗銅冶煉模式的首例優(yōu)勢，讓優(yōu)質(zhì)的項目成為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展以及地方經(jīng)濟發(fā)展的重要引擎。葫蘆島有色將繼續(xù)勇毅前行，勇攀高峰，接續(xù)書寫銅冶煉工藝新的傳奇。

（劉希良 攝）