本文整理的白銀煉銅、冰銅熔煉和冰銅吹煉轉(zhuǎn)爐及內(nèi)襯用耐火材料,下面請看詳細(xì)內(nèi)容。
白銀煉銅
白銀爐是一種側(cè)吹固定爐床,直接將硫化銅精礦等爐料放入熔池進(jìn)行造鏡熔煉,是一種固定的矩形爐。
爐內(nèi)熔池有隔墻,將爐分為熔煉區(qū)和沉淀區(qū)兩部分,實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)動(dòng)態(tài)熔煉和靜態(tài)熔渣與冰銅分離。熔煉區(qū)拱頂設(shè)有進(jìn)料口,銅精礦和熔劑通過進(jìn)料口投入熔煉區(qū)。落入熔池的爐料立即散布在通風(fēng)口鼓入富氧空氣激烈攪拌的熔體中,氧化反應(yīng)和殘?jiān)磻?yīng)迅速完成。熔煉區(qū)產(chǎn)生的高溫熔體通過隔墻下通道進(jìn)入平靜的沉淀區(qū),爐渣與冰銅分離。爐渣和冰銅分別通過渣口和虹吸口排出。
白銀煉銅法是我國創(chuàng)造的一套新型銅熔煉工藝,是熔池熔煉的一種。白銀有色金屬公司冶煉廠原采用反射爐熔化。白銀爐結(jié)構(gòu)簡單,投資少,對原材料和燃料適應(yīng)性強(qiáng),熔化強(qiáng)度高,綜合能耗低,爐煙SO2濃度高,可產(chǎn)生酸回收。目前,白銀爐的基本爐型為矩形固定式,爐內(nèi)設(shè)有隔墻,將熔池分為上、下連接的熔煉區(qū)和沉淀區(qū)。隔墻一直建在爐頂上,將爐上部的煙氣空間完全隔離開的白銀爐稱為兩段雙室爐。隔墻僅略高于熔池表面,爐上的煙氣空間稱為兩個(gè)單室爐。
熔煉區(qū)兩側(cè)設(shè)置若干風(fēng)口。爐料從熔煉區(qū)爐頂?shù)募恿峡诩尤肴鄢?,從兩?cè)風(fēng)口向熔池中鼓鼓富氧空氣。由于富氧空氣的攪拌,熔煉區(qū)的熔池處于劇烈的運(yùn)輸委員會(huì)狀態(tài),空氣、熔體和爐料迅速混合,在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下完成熔煉反應(yīng)過程。產(chǎn)生的啞光和爐渣通過隔墻下通道流入沉淀區(qū)進(jìn)行沉淀分離后,由虹吸啞光和渣口釋放。雙室爐熔煉區(qū)的氣體和沉淀區(qū)的煙氣分別從兩個(gè)煙氣出口排出。單室爐的煙氣從煙氣出口排出。
白銀爐主要采用鎂鋁耐火材料。爐拱頂采用鎂鋁磚,厚度380mm。爐墻內(nèi)側(cè)采用鎂磚砌筑,厚度460mm,外側(cè)為粘土耐火磚,厚度115mm。銅永套冷卻在渣線上。
由于熔體攪拌激烈,化學(xué)反應(yīng)集中,溫度高,在風(fēng)口刺傷時(shí)承受機(jī)械沖擊,耐火材料的工作條件差,使用壽命短,是影響爐子維護(hù)周期的關(guān)鍵部件,采用電熔鉻鎂磚或與鉻鎂磚結(jié)合。爐中間的隔墻采用鎂鋁磚或鎂磚砌筑,冷卻水套冷卻。爐底反拱上層為鎂鋁磚,厚度380mm。下層為鎂搗料,形成反拱,粘土磚為基毫。爐底總厚度約為l000mm。新的白銀爐將渣貧化爐納入一體,設(shè)計(jì)成兩室三段爐,包括熔煉區(qū)、沉淀區(qū)和貧化區(qū)。三個(gè)區(qū)之間的熔池上部由隔墻隔開,下部相連。
白銀爐工作時(shí),爐內(nèi)溫度為1100~1350℃,從風(fēng)口噴出的空氣或富氧速度高達(dá)300m/s左右,在爐內(nèi)強(qiáng)烈攪拌熔池,形成沸騰、飛濺狀態(tài)。因此,銀爐內(nèi)襯材料要求具有良好的高溫強(qiáng)度和耐腐蝕性,主要采用鎂和鎂鋁耐火材料。
耐火材料的易損部位為:熔煉區(qū)風(fēng)口、熔煉區(qū)爐拱及中隔墻附近爐墻及沉淀區(qū)渣線。由于熔體攪拌激烈,化學(xué)反應(yīng)集中,溫度高,在風(fēng)口刺傷時(shí)承受機(jī)械沖擊,耐火材料的工作條件差,使用壽命短是影響爐子維護(hù)周期的關(guān)鍵部件,采用電熔鑄鉻鎂磚或與鉻鎂磚結(jié)合。
爐拱頂采用鎂鋁磚,爐墻內(nèi)襯采用鎂磚砌筑,渣線采用銅水套冷卻。爐中間的隔墻由鎂鋁磚和鎂磚砌成,并由冷卻水套保護(hù)。白銀熔煉爐爐床不寬(小于4m),所以爐頂為拱頂,用鎂鋁磚砌筑,爐底為反拱,用鎂磚砌筑。
冰銅熔煉電爐內(nèi)襯用耐火磚
礦熱電爐也可用于電力豐富、條件允許的地區(qū)。電爐一般為矩形,爐面積50~150m2,爐體由爐頂、爐壁爐底等部分組成。
爐基柱上架空整個(gè)爐子,便于通風(fēng)冷卻,保護(hù)爐底。電爐的熔化過程通過電弧和電阻加熱熔化材料,爐內(nèi)氣氛為還原氣氛。處理的材料和產(chǎn)品與反射爐相同,但爐內(nèi)溫度高,爐渣和冰銅粘度降低,耐火材料的化學(xué)侵蝕特別嚴(yán)重。
在電場力的作用下,熔體在爐內(nèi)進(jìn)行環(huán)流運(yùn)動(dòng),對爐襯有一定的沖刷和磨蝕作用,嚴(yán)重的損壞是渣線區(qū)。因此,粘土磚通常用于側(cè)墻和端墻的內(nèi)襯,鎂磚或鎂鉻磚用于渣線以下,粘土磚用于渣線以上和爐頂其他部位。
銅熔爐襯磚在使用過程中受到應(yīng)力的影響。應(yīng)力可以通過化學(xué)、熱學(xué)和機(jī)械等因素作用于爐襯。磚損壞的化學(xué)因素有:1)熔體滲透引起的侵蝕主要來自爐渣和冰銅;2)冰銅中SO2體擴(kuò)散引起的位蝕;3)氧壓變化或低氧分壓引起的氧化還原或還原;4)特殊情況下,如使用生精礦或重建爐襯開始加熱時(shí)的水化作用。
耐火磚損壞的熱學(xué)因素有:1)爐加熱和冶煉過程中放熱反應(yīng)決定的溫度值;2)裝料或爐作業(yè)異常引起的嚴(yán)重間歇性熱震;3)熔池中的銅滲透;4)回轉(zhuǎn)爐中循環(huán)周期性溫度變化引起的熱疲勞。
磚損壞的機(jī)械因素有:1)爐內(nèi)材料(如金屬、冰銅、渣、爐料、充滿灰塵的廢氣等。)運(yùn)動(dòng)造成的磨損。),冶煉的某些階段,吹還原造成的磨損;2)裝料或風(fēng)口刺穿造成的沖擊應(yīng)力;3)轉(zhuǎn)爐周期性荷載變化造成的機(jī)械疲勞;4)爐襯耐火磚砌筑不當(dāng)造成的應(yīng)力。
上述因素會(huì)對磚爐襯造成腐蝕,這些應(yīng)力的相互作用往往對磚有害。煉銅轉(zhuǎn)爐襯里,特別是風(fēng)口區(qū)和渣線部位,耐火磚襯里應(yīng)具有良好的耐渣性;磚密度應(yīng)高;耐熱性好;耐壓強(qiáng)度高。
鎂鉻磚或鉻鎂磚廣泛應(yīng)用于各國煉銅轉(zhuǎn)爐的內(nèi)襯。鎂磚很少使用,因?yàn)樗蜔嵴鸱€(wěn)定性差,很少使用。
在轉(zhuǎn)爐風(fēng)口區(qū)域和渣線部位,是轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯的薄弱壞節(jié)。由于這些部位溫差波動(dòng)和渣侵蝕嚴(yán)重,應(yīng)選用質(zhì)耐火材料,一般采用鎂鉻磚或熔合鎂鉻磚。
磚損壞的化學(xué)因素有哪些?
(1)熔體滲透引起的侵蝕主要來自爐渣,也有冰銅(2)冰銅中$02體擴(kuò)散引起的位蝕(3)氧壓變化或低氧分壓引起的氧化還原作用或還原作用4)特殊情況,如使用生精礦或重建爐襯開始加熱時(shí)的水化作用。
各部位耐火磚推薦:轉(zhuǎn)爐出風(fēng)口磚和出風(fēng)口轉(zhuǎn)是轉(zhuǎn)爐襯損壞嚴(yán)重的部位。為了提高出風(fēng)口的完整性和出風(fēng)口位置的準(zhǔn)確性,出風(fēng)口區(qū)域采用實(shí)體磚砌成整體,然后采用特殊鉆頭鉆孔,材料采用鎂鉻磚或直接結(jié)合鎂鉻磚;出風(fēng)口區(qū)域也采用鎂鉻磚直接結(jié)合;
筒體和端墻在渣線上采用質(zhì)鎂鉻磚或鎂磚;爐口砌磚是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度薄弱的環(huán)節(jié),尤其是爐口與圓筒的交接處,形狀復(fù)雜,磚加工量大,磚縫多,難以控制。
爐口是加料、排渣、排煙的通道。工藝操作繁瑣,溫度變化頻繁,銅渣濺出,煙氣沖刷,爐口清洗機(jī)械碰撞磨損,化學(xué)侵蝕嚴(yán)重,襯里工作條件惡劣。因此,在選擇耐火磚時(shí),應(yīng)盡量減少磚型,減少結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),直接結(jié)合鎂鉻磚,提高爐體的張力使用壽命。
耐火材料在冰銅吹煉轉(zhuǎn)爐的應(yīng)用
轉(zhuǎn)爐冰銅吹制分為渣期和銅期。渣期主要為定期,分批向轉(zhuǎn)爐注入熱冰銅,鼓風(fēng)氧化,添加熔劑渣,定期倒出渣,獲得含銅70%以上的白冰銅;銅期繼續(xù)鼓風(fēng)氧化,無需添加熔劑,將白冰銅吹成粗銅。
轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯主要為鎂鉻耐火材料,內(nèi)襯易損部位主要為風(fēng)口及風(fēng)口區(qū)、爐口及端墻等部位。特別是風(fēng)口和風(fēng)口區(qū),使用條件苛刻,也是易損的部位。解決風(fēng)口和風(fēng)口區(qū)耐火材料的使用壽命,不僅可以減少整個(gè)轉(zhuǎn)爐襯的腐蝕,而且可以大大提高轉(zhuǎn)爐的年齡。重有色金屬金中轉(zhuǎn)爐用耐火材料的消耗比例較大。
轉(zhuǎn)爐是目前廣泛使用的煉鋼方法,占全球近65%。鋼爐主要由轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)。對于轉(zhuǎn)爐,內(nèi)部使用的耐火材料一般受到高溫渣的侵蝕。因此,在選擇轉(zhuǎn)爐澆注料時(shí),須注意,一般選擇耐渣、耐高溫的耐火材料,如高純鎂白云石磚、各種質(zhì)鎂磚等。
轉(zhuǎn)爐吹制為間歇操作。每個(gè)周期內(nèi),都有許多停止進(jìn)料和倒渣的操作。在吹制過程中,爐內(nèi)溫度為1200~1300℃。當(dāng)停止進(jìn)料、倒渣和倒粗銅時(shí),爐內(nèi)吸入大量冷空氣,溫度迅速下降。一般來說,進(jìn)料時(shí)爐溫下降300~500℃,轉(zhuǎn)爐爐溫波動(dòng)800~1500℃。因此,轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯的耐火材料應(yīng)具有良好的耐熱性和抗震性能。
轉(zhuǎn)爐作業(yè)時(shí),高壓空氣通過風(fēng)口吹出,在風(fēng)口周圍形成強(qiáng)烈的攪拌。高溫熔體對爐襯有很強(qiáng)的沖刷作用。因此,風(fēng)口區(qū)轉(zhuǎn)爐的耐火材料,特別是風(fēng)口區(qū)的耐火材料,應(yīng)具有良好的耐磨性。同時(shí),在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中,應(yīng)添加一些冷料和固體造渣劑,并在吹制過程中添加石英石造渣。爐渣的主要成分包括FEO、CaO和SiO2。爐渣類型從弱酸到強(qiáng)堿性,因此爐襯需要良好的耐堿性渣。
轉(zhuǎn)爐出風(fēng)口磚和出風(fēng)口區(qū)磚是轉(zhuǎn)爐襯損壞嚴(yán)重的部位。為了提高出風(fēng)口的完整性和出風(fēng)口位置的準(zhǔn)確性,目前出風(fēng)口磚采用實(shí)體磚砌成整體,然后采用特殊鉆孔鉆孔,材料采用熔體顆粒結(jié)合鎂鉻磚或直接結(jié)合鎂鉻磚。上述材料也用于風(fēng)口區(qū)。渣線部分采用質(zhì)鎂鉻磚或鎂磚。
爐口砌磚是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度薄弱的部位,尤其是爐口與圓筒的交接處。由于形狀復(fù)雜,磚加工量大,磚縫多,難以掌握;爐口是加料、倒渣、排煙的通道。工藝操作頻繁,溫度變化頻繁,銅渣濺出,煙氣沖刷,爐口清洗機(jī)械碰撞磨損。CuS2和SO2的侵蝕非常嚴(yán)重,襯里的工作條件其惡劣。因此,在結(jié)構(gòu)上應(yīng)采取措施,盡量減少磚型,減少結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié);在材料選擇上,所有選擇直接結(jié)合鎂鉻磚,以提高爐體的整體壽命。
轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯主要為鎂鉻耐火材料,鎂鉻磚具有良好的耐急、耐冷、耐熱、耐磨、耐堿渣性能。內(nèi)襯的易損部位主要是風(fēng)口和風(fēng)口區(qū)、爐口和端墻。特別是風(fēng)口和風(fēng)口區(qū),使用條件苛刻,也是易損的部位。解決風(fēng)口和風(fēng)口區(qū)耐火磚的使用壽命,不僅可以減少整個(gè)轉(zhuǎn)爐襯的腐蝕,而且可以大大提高轉(zhuǎn)爐的年齡。