煉銅設(shè)備檢修及煉銅堿性耐火磚發(fā)展介紹

 

堿性耐火磚是指以堿性氧化物如Mg0和Ca0為主要成分的耐火制品，從化學(xué)特性看，它們都屬于堿性物質(zhì)，根據(jù)耐火磚的成分成分為鎂質(zhì)耐火磚、鎂尖晶石質(zhì)耐火磚、白云石質(zhì)耐火磚、橄欖石質(zhì)耐火磚、石灰質(zhì)耐火磚、焦油結(jié)合堿性耐火磚和燒成油侵堿性耐火磚等。各種堿性耐火磚性能各異，與其他耐火磚相比，具有耐火度高、荷重軟化溫度高、抗堿性渣和氧化鐵渣的侵蝕能力強(qiáng)等恃點(diǎn)。

 

煉銅設(shè)備檢修耐火磚的更換

回轉(zhuǎn)式精煉爐主要適用于精煉熔融粗銅，維修拆換的廢舊耐火磚以廢舊鎂鉻磚、廢舊粘土磚為主。在熔融粗銅時(shí)僅允許加入20%～25%的固體料。其優(yōu)點(diǎn)是散熱損失小，密封好，操作環(huán)境改善;維修次數(shù)降低，大大降低了廢舊耐火磚的拆換;操作靈活，節(jié)省人員、勞動(dòng)強(qiáng)度小。缺點(diǎn)是設(shè)備投資高。下面介紹下回轉(zhuǎn)式精煉爐需經(jīng)常檢修，把廢舊耐火磚拆換的原因。

1、回轉(zhuǎn)式精煉爐爐膛溫度高于1350℃(澆鑄期)，高溫度可達(dá)1450℃(氧化期)，由于爐體是回轉(zhuǎn)的，爐內(nèi)沒有固定的熔池渣線，爐渣的侵蝕和熔融金屬的沖刷幾乎涉及爐膛內(nèi)表面的2/3以上，在這個(gè)工作段對(duì)耐火磚的損耗是大的，這就需要過一段時(shí)間檢修一次，把受損較大的廢舊耐火磚拆換下來。

2、由于爐體經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，需要及時(shí)檢修維護(hù)，把損壞的廢舊耐火磚拆換下來，使砌體與鋼爐殼緊貼，以加大砌體與鋼爐殼的靜摩擦，使砌體與鋼爐殼同步轉(zhuǎn)動(dòng)，保持砌體的穩(wěn)定性。

 

煉銅用堿性耐火磚的發(fā)展

起先煉銅廠的熔煉爐和精煉爐使用硅磚，但是由于冶煉過程中爐渣條件及要求設(shè)備增加產(chǎn)量，硅磚就讓位于堿性耐火磚了。煉銅工業(yè)中轉(zhuǎn)爐使用堿性耐火磚可追溯到30—40年前，因?yàn)檗D(zhuǎn)爐中渣侵蝕非常嚴(yán)重。從那時(shí)候起，大致有4種堿性耐火磚用于煉銅工業(yè)的反射爐、轉(zhuǎn)爐、陽(yáng)極爐和新式的閃速爐的高蝕損部位，4種耐火磚即：1)硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚；2)改進(jìn)后的硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚(具有少量直接結(jié)合的鎂鉻磚)；3)直接結(jié)合鎂鉻磚；4)高純度直接結(jié)合鎂鉻磚。

 

硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚比起硅磚經(jīng)濟(jì)效果好得多，但是在煉銅爐所能達(dá)到的高溫下，使耐火磚保持整體的硅酸鹽結(jié)合物質(zhì)發(fā)生軟化。雖然這種復(fù)雜的硅酸鹽基質(zhì)在冷卻時(shí)發(fā)生再結(jié)晶，使磚在室溫下具有很高的強(qiáng)度。但實(shí)際上硅酸鹽基質(zhì)在操作溫度下不是固態(tài)，使得它容易被典型的煉鋼過程中爐渣所侵蝕。復(fù)雜硅酸鹽基質(zhì)主要由二氧化硅以及與少量鎂瞰隘石在一起的雜質(zhì)所組成，從而使得這種結(jié)合熔點(diǎn)低。這類低熔結(jié)合方式常被稱作為一種膠結(jié)。雖然膠結(jié)這個(gè)術(shù)語(yǔ)過于簡(jiǎn)單化，但它確使人認(rèn)識(shí)到達(dá)種結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)所在。材料廠認(rèn)識(shí)到磚這種弱點(diǎn)后，就著于來改進(jìn)結(jié)合系統(tǒng)。原采用的改進(jìn)辦法是通過高溫煅燒成分相同的耐火磚，使其達(dá)到較穩(wěn)定的結(jié)合。此舉確立起這樣一個(gè)令人感興趣的并且很重要的事實(shí)，即通過高溫?zé)桑广t礦和方鎂石的顆粒邊界部分發(fā)生反應(yīng)，形成固態(tài)的、高質(zhì)的方鎂石一尖晶石結(jié)合。

因?yàn)轭w粒邊界上雜質(zhì)含量仍相當(dāng)高，結(jié)合質(zhì)很大比例仍由復(fù)雜的硅酸鹽所組成，使得改進(jìn)效果甚微。采用高溫?zé)蓪?duì)耐火材料廠來說也是一個(gè)問題。為使形成少量直接結(jié)合所要達(dá)到的高溫，還會(huì)引起硅酸鹽結(jié)合質(zhì)軟化或熔化，因而耐火磚發(fā)生嚴(yán)重?cái)D壓，使大量磚變形并使磚與磚粘結(jié)，于是破損很嚴(yán)重。

另一種是直接結(jié)合鎂鉻磚，雖仍是鎂鉻系統(tǒng)，但是把雜質(zhì)含量考慮進(jìn)去，尤其是二氧化硅和氧化鈣含量。將雜質(zhì)減少至低程度和采用高溫?zé)桑苄纬纱罅恐苯咏Y(jié)合結(jié)構(gòu)(大多數(shù)情況直接結(jié)合比率超過40％)。這種結(jié)合是把方鎂石和鉻礦顆粒邊界直接連在一起，在高溫?zé)上滦纬晒虘B(tài)，并在銅熔化溫度下仍保持固態(tài)。鎂鉻尖晶石是主要結(jié)合相，同時(shí)也形成二次尖晶石，加強(qiáng)了材料的結(jié)合。為了滿足形成這種結(jié)合的必需先決條件，耐火材料廠要開辟高純鎂砂和鉻礦的原料來源，還要建昂貴的高溫窯，以達(dá)到發(fā)生固相反應(yīng)所必需的燒成溫度。

 

直接結(jié)合堿性耐火磚在許多工業(yè)部門的應(yīng)用中效果較好。比起普通硅酸鹽結(jié)合磚來，直接結(jié)合磚的主要改進(jìn)有以下幾方面：1)高溫強(qiáng)度提高；2)氣孔率和透氣度降低；3)抗剝落性能提高；4)雜質(zhì)積聚及遷移量較小。

 

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