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冶炼行业常用的炉子及所用耐火材料类型

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冶炼行业常用的炉子及所用耐火材料类型

发布日期:2021-01-08 作者: 点击:

冶炼行业常用的炉子及所用广西耐火材料


鼓风炉


鼓风炉广泛应用于铜、铅、铅锌、锑等金属的粗炼过程。


鼓风炉由炉顶、炉身、本床(也称咽喉口)、炉缸、风口装置等组成。


冶炼炉料(精矿、烧结矿等)、焦炭、熔剂、反料等固体物料,从炉顶加入,炉身下部侧面风口装置中鼓入的高压空气,在向上走的过程中,与向下的物料进行熔化、氧化、还原等反应,完成冶炼过程,液态金属、锍、炉渣从炉子下部的咽喉口或炉缸排出,烟气、烟尘、气态金属或金属氧化物从炉顶烟气出口排出。目前多为密闭炉顶,炉身为全水套,耐火材料只在咽喉口和炉缸使用,因其炉渣属碱性炉渣,故咽喉口部分主要用镁砖、镁铬砖、铝铬砖;炉缸侧壁和炉底上部用镁砖、镁铬砖、铝铬砖;炉底砌成反拱形。


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反射炉



反射炉有熔炼反射炉和精炼反射炉,其结构形式基本相同只是精炼反射炉规格较小。为长方形炉体,生产是连续的。


反射炉炉头操作温度一般为1400~1500℃,出炉烟气温度一般为1150~1200℃。炉底由下而上依次为石棉板、保温砖层、粘土砖层、镁铝砖或镁砖层。炉墙多采用镁铝砖或镁砖,有些重要部位为了延长使用寿命均采用镁铬砖砌筑,外墙一般采用粘土砖。炉顶采用吊挂式炉顶,小型反射炉炉顶采用砖拱,拱顶材质为镁铝砖。


我国炼铅(铜)工厂大多采用传统的烧结—鼓风炉熔炼流程,由于它存在着以下缺陷:


a、烧结过程中硫燃烧很不充分,返回料比率高;


b、鼓风炉炉料中铅(铜)含量低;


c、大量烟气污染环境。


因而人们一直在努力探索炼铅新工艺,其目的不外乎两个方面:


1、利用反应热进行熔炼;


2、用一步法工艺代替原来的多步法。


国外已成功地研究出艾萨炉(奥斯麦特炉)、卡尔多炉、QSL法、基夫赛特法、悉罗法、富氧炼铅炉等新型炼铅炉和新工艺。




艾萨炉(奥斯麦特炉)



艾萨炉炉体为简单的竖式圆筒形,其技术核心是采用了浸没式顶吹燃烧喷枪,在多年小规模试验研究基础上,艾萨冶炼厂于1983年建成了一个处理量为5T/H的炼铅艾萨炉。溶池温度1170~1200℃艾萨熔炼工艺过程:炉体为具有耐火材料衬里的垂直圆柱体喷枪从炉顶中心插入炉内,喷枪头部浸没在熔池的熔渣层内,冶炼工艺所需的空气或者富氧空气通过喷枪送到渣面以下液态层中形成强烈搅动状态的熔池,炉料从炉顶加入直接落入处于强烈搅动的熔池,快速被卷入熔体与吹入的氧反应,炉料被迅速熔化,生成炉渣和铅(铜)。


由于艾萨炉炼铅(铜)工艺特点是物料混合时间很短,熔融金属、渣、酸气在炉子内发生强烈搅拌,因而也决定了其工作环境比传统炼铅(铜)法苛刻得多:


a、熔融铅(铜)、熔渣以及酸气对耐火炉衬的强烈冲刷;


b、铳对耐火炉衬的化学侵蚀、渗透;


c、热应力破坏。


因此,艾萨炉铅(铜)冶炼耐火材料炉衬必须具有以下优良使用性能,才能实现炉窑长寿、高效、低耗等目的:


a、具有较高的常温、高温耐压强度,较低的气孔率以抵抗物料和熔融金属、渣的冲刷;


b、用优质高纯原料制作,产品中低熔物很少,能有效抵御环境与炉衬发生化学反应而变质损毁并提高抗渗透性;


c、具有优质的热震稳定性能,受热应力(温度变化产生的应力破坏轻微)。


艾萨炉各部位的耐火材料配置


1、炉底


炉底一般为反拱,向放出口倾斜约2%,也可是平底,同样向放出口倾斜2%,内衬分三层:上面工作层用电熔再结合镁铬砖、半再结合镁铬砖;工作层下面为镁铬质捣打料;最下面是低气孔粘土砖。


2、炉墙


炉墙工作条件非常恶劣,下部(距炉底1000~2000mm的范围)受到了强烈搅动的熔体侵蚀、冲刷,因此采用耐高温、耐冲刷、抗侵蚀性能好的电熔再结合镁铬砖或半再结合镁铬砖。


上部受喷溅熔渣的侵蚀和高温烟气的冲刷也宜采用炉墙下部同材质或抗渣蚀能弱的直接结合镁铬砖。


3、炉顶


由于炉顶结构复杂,工作条件恶劣,宜用施工方便、耐侵蚀的镁铬浇注料,为增加其抗剥落性能,可在其中加入部分耐热钢纤维。





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