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煉銅廠轉(zhuǎn)爐用耐火材料及操作方法介紹

發(fā)布時(shí)間:2022/6/10 15:28:53 點(diǎn)擊率: 來源:保溫磚 作者:榮盛耐材

煉銅廠用轉(zhuǎn)爐因具有工藝方法簡單,操作容易、效率高等特點(diǎn),因而被煉銅廠長期廣泛應(yīng)用于銅锍的吹煉過程中。  吹煉制度  轉(zhuǎn)爐的吹煉制度有三種:單爐吹煉、爐交換吹煉和期交換吹煉。目前,國內(nèi)多采用單臺吹煉爐交換吹煉。



煉銅廠銅硫吹煉轉(zhuǎn)爐的操作方法及優(yōu)化
單爐吹煉  工廠一般只有兩臺轉(zhuǎn)爐,其中一臺操作,一臺備用。一爐吹煉作業(yè)完成后,重新加入銅锍,進(jìn)行另一爐次的吹煉作業(yè)。
爐交換吹煉  工廠一般有三臺轉(zhuǎn)爐時(shí),一臺備用,兩臺交替作業(yè)。  在2號爐結(jié)束全爐吹煉作業(yè)之后,1號爐立即進(jìn)行另一爐次的吹煉作業(yè)。但1號爐可在2號爐結(jié)束吹煉之前預(yù)先加入銅锍,2號爐可在1號爐投人吹煉作業(yè)之后排出祖銅,從而縮短了停吹時(shí)間。
期交換吹煉    工廠一般有三臺轉(zhuǎn)爐時(shí),一臺備用,兩臺交替作業(yè)m在1號爐的S1期與S2期之間,穿插進(jìn)行2號爐的B2期吹煉。將排渣、放粗銅、清理風(fēng)眼等作業(yè)安排在另一臺轉(zhuǎn)爐投入送風(fēng)吹煉后進(jìn)行。僅在兩臺轉(zhuǎn)爐切換作業(yè)時(shí)短暫停吹,縮短了停吹時(shí)間。
以每爐處理145t品位為50%的銅锍為例,按三種吹煉制度進(jìn)行比較,鼓風(fēng)量為32000m3/h(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))。

三種吹煉制度的比較   貴冶采用期交換吹煉,其目的在于提高轉(zhuǎn)爐車間送風(fēng)時(shí)率,改善向硫酸車間供煙氣的連續(xù)性,保證閃速熔煉爐比較均勻地排放銅锍。
2)熔體溫度   爐齡是轉(zhuǎn)爐工作好壞的一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。爐襯損毀的主要原因有三:化學(xué)侵蝕、機(jī)械損毀以及熱應(yīng)力。轉(zhuǎn)爐損毀的三個(gè)主要原因都與溫度有關(guān)。因此,在實(shí)際操作過程中,應(yīng)杜絕高溫作業(yè)。根據(jù)耐火材料的性質(zhì),一般造渣期溫度控制在(1250±10)℃,造銅期溫度控制在(1180±10)℃。影響爐溫的主要因素有:

(1) 銅锍量。銅锍初始溫度與開始吹煉的時(shí)間有直接的關(guān)系,銅锍初始溫度越高、銅锍量越大,至開吹的時(shí)間越短,則爐溫越高;反之,則爐溫越低。
(2) 熔劑加入速度。熔劑加人速度越快,會使熔體溫度局部降低,加入速度過慢,則化學(xué)反應(yīng)放出的熱量不足以使溫度迅速升高。
(3) 鼓風(fēng)強(qiáng)度。鼓風(fēng)強(qiáng)度處于合理的風(fēng)料比時(shí),反應(yīng)比較強(qiáng)烈,導(dǎo)致熔體溫度顯著上升;鼓風(fēng)強(qiáng)度過小,反應(yīng)所需的氧供應(yīng)不足,熔體溫度的升高將會受到限制。
(4) 冷料量。在銅锍吹煉過程屮,加人冷料是為了消耗掉反應(yīng)生成的過剩熱量,避免高溫作業(yè),以減少爐壁用耐火材料的損耗。冷料量是決定轉(zhuǎn)爐熱狀態(tài)的重要因素,冷料量過少,則爐內(nèi)溫度高,徒然加速內(nèi)襯磚的消耗;冷料量過多,則爐內(nèi)溫度過低,給吹煉過程造成困難,或者不能形成好的爐渣,或者吹煉時(shí)間異常地延長。

3)操作停風(fēng)時(shí)間  操作間隙停風(fēng)時(shí)間將影響熔體溫度,停風(fēng)時(shí)間越長,溫度下降越大。表明了停風(fēng)時(shí)間對爐襯內(nèi)不同部位溫度時(shí)變速率的影響。停風(fēng)時(shí)間越長,爐襯溫度時(shí)變速率越大。
4)氧氣含量范圍  盡管富氧吹煉能使生產(chǎn)率得到提高,并可解決利用煙氣制酸問題,但目前世界上所有銅轉(zhuǎn)爐富氧鼓風(fēng)的氧含量仍低于30%。若氧含量高于這個(gè)水平,則轉(zhuǎn)爐風(fēng)口帶的耐火材料的損壞會加大。

轉(zhuǎn)爐用耐火材料
轉(zhuǎn)爐吹煉為間歇式操作,每一周期內(nèi),有多次停風(fēng)進(jìn)料倒渣作業(yè),吹煉過程 中爐內(nèi)溫度為1200 ~1300℃,而停風(fēng)進(jìn)料、倒渣、倒粗銅時(shí),爐內(nèi)吸入大量冷空 氣,溫度迅速下降,一般加料時(shí)爐溫下降300 ~500℃,轉(zhuǎn)爐爐溫就會在800 ~ 1500℃波動(dòng)。    因此轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯的耐火材料要有很好的抗熱震性能。轉(zhuǎn)爐操作時(shí)高壓 空氣通過風(fēng)口吹出。在風(fēng)口周圍形成強(qiáng)烈的攪動(dòng),高溫熔體對爐襯有極強(qiáng)的沖刷 作用,因此轉(zhuǎn)爐的耐火材料尤其風(fēng)口區(qū)的耐火材料應(yīng)該有很好的耐磨性。同時(shí), 轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)還要加入一些冷料及固態(tài)的造渣劑,在吹煉時(shí)加入石英石造渣,爐渣 主要成分有FeO、SiO2、CaO。吹煉中的渣型是從弱酸到強(qiáng)堿性,所以要求爐襯有良好的抗堿性渣的性能。

鎂鉻磚的耐急冷急熱性好,耐磨性好,有較好的抗堿性渣侵蝕性能,因此, 轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯主要為鎂鉻耐火材料。內(nèi)襯的易損部位主要是風(fēng)口及風(fēng)口區(qū)、爐口和端 墻等部位。尤其是風(fēng)口及風(fēng)口區(qū),使用條件最為苛刻,也是最易損的部位。延長 風(fēng)口及風(fēng)口區(qū)用耐火材料的使用壽命,既可以降低整個(gè)轉(zhuǎn)爐爐襯的蝕損,也可以 大幅度地提高轉(zhuǎn)爐爐齡。為了風(fēng)口的整體性和風(fēng)口位置的準(zhǔn)確性,目前風(fēng)口磚均 用實(shí)體磚砌成整體,再用特殊鉆頭鉆風(fēng)眼,材質(zhì)采用電熔再結(jié)合鎂鉻磚或直接結(jié) 合鎂鉻磚。    筒體和端墻在渣線部分采用優(yōu)質(zhì)鎂鉻磚或鎂磚。爐口砌磚是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 最薄弱的部位,特別是爐口與圓形筒體的交接處,因形狀復(fù)雜、磚的加工難度 大、磚縫多而難以掌握,爐口又是加料、倒渣、排煙的通道,工藝操作極為頻 繁,溫度變化頻繁,銅渣噴戳,煙氣沖刷,爐口清理機(jī)械的碰撞和磨損,Cu2S, SO2的侵蝕非常嚴(yán)重,內(nèi)襯工作條件極為惡劣。為此,在結(jié)構(gòu)上應(yīng)采取措施,盡量減少磚型,減少結(jié)構(gòu)上的薄弱環(huán)節(jié)。在材質(zhì)選擇上,全部選用直接結(jié)合鎂鉻磚,提高爐體的整體壽命。

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