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耐火材料行業知識

連續吹煉爐構造用及耐火材料的選擇

    吹煉作業是火法煉銅工序中不可缺少的作業,將空氣鼓人銅锍熔體并與銅锍熔體中的鐵、硫進行氧化反應放出熱量,維持自熱吹煉,經過造渣期和造銅期操作,生成粗銅。吹煉所產生的煙氣送硫酸廠制酸。大中型銅冶煉廠的吹煉作業是由轉爐來實現的,由于轉爐機械設備復雜,而且風口區爐襯壽命短。如果一臺轉爐在生產,最低限度必須另有一臺轉爐在檢修待用,即2臺互為備用方能維持生產的連續性,這對地方小型煉銅廠顯然是不適應的;針對這種情況,我國富春江冶煉廠研制成連續吹煉爐,連續吹煉爐類似一臺在側墻上設有吹風管的固定式反射爐,工作方式為兩側連續送風,間斷加入銅锍,定時從爐內排出爐渣和粗銅。屬固定反射爐式的吹煉設備。又由于在風口區及爐墻渣線等處安設了冷卻水套,對提高爐襯壽命有所改善。

    連續吹煉爐與轉爐相比較,由于設備簡單,投資少,建設速度快,現已用于多家小型銅冶煉廠。本設備技術指標:爐床處理銅锍能力為5. 6~7t/m2;鼓風壓力為0.1~0.2MPa;銅锍吹煉區操作溫度1150~1250℃;粗銅溫度約1100℃;煙氣溫度約1000℃;煙氣中二氧化硫濃度7%~10%;粗銅品位98.5%;渣含銅2%~4.5%;金屬直收率88.5%一91%。

    連續吹煉爐由于是連續送風,使煙氣量穩定,煙氣中二氧化硫濃度較高,為煙氣制造硫酸創造較為有利條件。連續吹煉爐類似反射爐,為固定式,兩側設有吹風管。爐內分成吹煉區與沉淀區,為增強吹煉區爐墻的結構強度,將該區側墻與端墻拐角處砌成圓弧形,下面將本設備結構特點及用耐火材料分別進行介紹。

一、爐底

    連續吹煉爐爐底與基礎之間為架空式,架高高度通常在350mm以下,架空用磚礅的材質為耐火粘土磚,這個也是根據耐火磚的物理化工機能而定。由于爐子工作制度為連續吹煉、間隔放出粗銅,因此爐底是由吹煉區冰銅入口端向出渣口端逐步加深,構成沉淀粗銅的沉淀區。爐底的結構為磚砌反拱式爐底,反拱磚層可只用一磚,爐底總厚度一般為610~1050mm。爐底使用材質由下而上依次為:金屬底板為40mm,石棉板為10~20mm,粘土磚為230~460mm,搗打料層為100~150mm,最上層直接與熔體接觸的工作層,用鎂磚或鎂鋁磚為230~380mm,砌成反拱型。

二、爐墻

    爐墻內襯砌鎂磚230mm,外砌粘土磚230mm。爐墻風口區及渣線附近在吹煉過程中,始終經受高溫熔體劇烈的機械沖刷和爐渣、石英熔劑的嚴重侵蝕,是爐子耐火砌體中最薄弱,最易損壞的部位。爐墻內襯使用鎂磚,砌筑厚度為230mm,鎂磚外砌筑粘土磚230mm。為延長爐襯壽命,在風口區鎂磚爐墻外側直接安裝敞開式噴淋冷卻水套,增強冷卻效果。同時,也便于檢查和及時發現其他意外情況。爐墻風口區以外的渣線部位在鎂磚爐墻外側裝設箱式水套,水套高為270mm,強制冷卻。目前,在生產實踐中,爐子壽命可達90~100天,也有的工廠只達到38~60天。

三、爐頂

    連續吹煉爐爐膛寬度較小,通常采用磚砌拱頂。在吹煉區段爐頂由于受到吹煉時噴濺熔體的沖刷和侵蝕,使本區段爐頂耐火材料遭受嚴重損壞。因此,在本區段范圍內的爐頂和沉淀區爐頂起始段的石英加入孔處,均設計成拱形箱式水套爐頂,在水套爐頂內側打結鎂砂層,厚度為l00mm,也可襯砌114mm鎂磚。沉淀區爐頂其余部位用鎂磚砌成拱形爐頂,厚度為230mm,本區段爐頂設計成向尾部出渣口方向逐漸下壓,直至上升煙道出口處,以增加排煙阻力,使尾部爐膛處于微正壓工作狀態,目的是避免爐膛吸人大量空氣而稀釋煙氣中二氧化硫的濃度,同時向下斜壓爐頂可強化高溫煙氣對沉淀區熔體的加熱。

四、其他

    連續吹煉爐在銅锍品位適宜的情況下,能維持自熱吹煉,考慮到開爐、檢修或珂能出現銅锍供應量不足,不能保持正常吹煉所需溫度等情況,為此在吹煉區端墻上設置燃油噴嘴,以供意外時向爐內補充熱量,達到保溫或提高溫度的目的。





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