煉錫反射爐的熔煉過程是粉煤或重油燃燒的高溫?zé)煔猓訜岷瓦€原爐內(nèi)的材料。當(dāng)?shù)陀?150℃時,主要是還原階段。爐內(nèi)材料的加熱和加熱發(fā)生了一系列反應(yīng)。一氧化碳?xì)怏w與氧化錫作用,還原產(chǎn)生錫珠,并在爐底相互聚合積聚。
恢復(fù)到一定時間后,開始進(jìn)入造渣階段,溫度超過1200℃00℃。隨著溫度的升高,先熔化的化合物和共晶體會熔化難熔脈石成分,形成均勻的熔體爐渣,直到爐渣表面的氣泡消失,標(biāo)志恢復(fù)熔化結(jié)束。恢復(fù)熔化結(jié)束后,將爐溫升至1350℃以上,使?fàn)t渣在高溫下澄清分離20mm后,打開大口,放入錫,放入錫鍋?zhàn)匀焕鋮s,冷卻至800900℃,取出硬頭;取出350400℃;比較后取出含鐵、砷少的錫,用泵送精煉。釋放的爐渣進(jìn)入前床沉淀錫,然后送反射爐恢復(fù)熔化或煙化爐揮發(fā)處理,進(jìn)一步回收錫。
錫精礦熔煉反射爐的工作條件
當(dāng)爐渣滲入耐火砌體時,耐火砌體被鐵氧化物飽和。鐵氧化物和方鎂作用產(chǎn)生富鎂氏體(MgFeo2),從而降低鎂磚的耐火性。由于磚中的再燒結(jié)和應(yīng)力,磚上會有裂縫。
當(dāng)鐵的氧化物、氧化硅、氧化鈣和方鎂相互作用時,鎂玫瑰輝石[Camg(SiO4)2]、鎂黃長石(Ca2mgSi2O7)和橄欖石(MgFe)2SiO4在1450~1530℃生成。后者會產(chǎn)生熔點(diǎn)低于煉錫爐運(yùn)行溫度的低共熔混合物。
由于液體錫具有很大的流動性,液體錫將深入爐底砌體,并達(dá)到粘土磚砌體的下層。冷卻時凝固在磚縫和裂縫中,砌體溫度升高時膨脹,使鎂磚斷裂成塊,進(jìn)入熔池。在反射爐的操作實(shí)踐中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)耐火材料碎片漂浮。同時,由于鎂磚中產(chǎn)生上述熔點(diǎn)較低的共熔混合物,砌體逐漸被爐渣熔化。
爐齡結(jié)束后,爐砌應(yīng)完全重建。在爐齡期間進(jìn)行小修和熱修。停爐維修時,每1m3爐底約有1.5t錫。再煉耐火砌體回收錫,總會失去一些錫。
為了延長煉錫爐的爐齡,減少反射爐熔化過程中錫的損失,須提高爐底的使用壽命,抵抗錫的滲透性。因此,爐底應(yīng)采用尺寸準(zhǔn)確、形狀正確的高密度鎂磚砌筑,比較好采用大磚砌筑,使?fàn)t底磚縫數(shù)量比較少,磚縫也比較薄。
含鋅浮渣或鉛浮渣的反射爐與煉錫的反射爐相似,但尺寸要小得多。
反射爐是目前應(yīng)用比較廣泛的煉錫設(shè)備。該設(shè)備可直接處理細(xì)粒精礦、爐內(nèi)溫度、恢復(fù)氣氛、爐料等,易于調(diào)節(jié),適用于處理成分復(fù)雜、變化大的錫精礦。對燃料的要求不是很嚴(yán)格。粗錫和爐渣在爐內(nèi)澄清分離較好。因此,反射爐煉錫占世界錫產(chǎn)量的80%~90%。隨著富礦的逐年減少,雜質(zhì)(包括鐵)含量越來越高的精礦越來越多。
錫精礦熔煉電爐適用于熔煉低鐵錫精礦還原錫,熔煉回爐渣,熔煉含硅富錫渣成硅錫。電爐利用電和爐料產(chǎn)生的電弧,直接利用熔爐渣作為電阻,將電能轉(zhuǎn)化為冶煉過程所需的熱能,易于達(dá)到較高的爐溫(1450~1600℃)。因此,無需大量熔劑,電爐熔煉就能成功處理難熔精礦。據(jù)悉,煉錫電爐均為圓形三相電爐,功率為400~1400kVA,石墨電直徑為220~400mm,部分廠家采用自烤電,直徑為600mm。電爐安裝在工字鋼架上,作為爐底的基礎(chǔ),爐底懸掛,使?fàn)t底對流冷卻空氣,同時也便于收回爐底漏出的錫。錫
精礦熔煉電爐采用耐火材料
熔煉電爐底爐體由耐火磚砌體、鋼結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)墩組成,底部和基礎(chǔ)由基礎(chǔ)墩支撐,形成架空結(jié)構(gòu)。由于熔煉電爐底部溫度高于熔煉反射爐底部溫度,為了保護(hù)爐底,架空結(jié)構(gòu)一般采用自然通風(fēng)或強(qiáng)制吹風(fēng)冷卻,耐火磚砌體由爐底、爐墻、爐頂組成。
熔煉電爐底結(jié)構(gòu)為磚砌反拱爐底,反拱磚層數(shù)為2~3層,爐底總厚度一般為1250~1300mm。爐底鋼板(40mm)、耐火澆注料(95~150mm)、粘土磚(230~300mm)、鎂磚(760mm)由下而上依次為爐底鋼板(40mm)、耐火澆注料(95~150mm)、粘土磚(230~300mm)、鎂磚(760mm)。
(一)電爐底部。
爐底材料是影響電爐使用壽命的關(guān)鍵。爐底總厚度約800mm,爐底結(jié)構(gòu)自下而上為:金屬外殼16~20mm,石棉板10~20mm,耐火粘土磚,填料層,石墨化碳磚400mm。其中,粘土磚和填料層提前傾斜到錫口傾斜的爐底形狀,采用大石墨化碳磚(規(guī)格1800mm×400mm×400mm)砌成平底或反拱爐底,灰縫小于Imm,防止錫液滲透,導(dǎo)致爐底磚漂浮,損壞爐底。碳磚砌筑爐在還原氛圍中能更好地抵抗?fàn)t渣和金屬的侵蝕,碳磚的耐火性也很高(3000℃),因此爐的使用壽命一般可達(dá)6~8個月,使用壽命超過1年。缺點(diǎn)是,當(dāng)熔化材料含鐵量高時,爐的使用壽命會受到影響,碳磚的價格也很高。
鎂耐火材料也有用于砌筑爐底工作面。鎂磚的耐火性也較高(1690~1710℃),適用于錫冶煉溫度(1500℃以下)。它還能在恢復(fù)氣氛中更好地抵抗堿性熔劑的侵蝕,鎂耐火材料對高速鐵路材料的耐腐蝕性強(qiáng)于碳磚。此外,鎂磚的價格約為碳磚的1/4。因此,一些工廠使用鎂磚砌筑。然而,鎂耐火材料的耐熱性和地震性能較差。爐襯在操作過程中容易損壞開啟和停止的爐襯。為防止電爐底磚漂浮,采用鎂砂整體搗固燒結(jié)爐底。
(二)電爐爐襯(爐壁)
煉錫電爐壁總厚度為400~450mm,熔池渣線以下內(nèi)墻采用大塊石墨化碳磚砌筑。碳磚與鋼殼之間襯有粘土耐火磚和石棉板絕緣。碳磚墻厚200mm,爐底附近設(shè)有錫口。渣線以上的爐墻采用耐火粘土磚砌筑,渣線附近設(shè)有工作門,以取出損壞的電。根據(jù)比較試驗(yàn),高鋁磚的耐爐材料和粉塵侵蝕性能于其他磚,因此熔池渣線以上的爐墻比較好采用高鋁耐火磚。
(三)電爐蓋(爐頂)
爐頂全部采用粘土耐火磚砌成球拱爐頂,厚度230mm。爐頂有三個電孔、三個給料孔和一個排氣孔。爐頂?shù)膿p壞是由于磚吸收礦物粉塵(即各種氧化物),在高溫和長期作用下,高鋁磚具有良好的耐腐蝕性,因此爐頂比較好采用高鋁耐火磚砌筑。
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