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闪速炉用耐火材料

作者:admin 发布日期: 2020-12-31 二维码分享

闪速熔炼技术是当今较重要的矿铜熔炼技术之一,此法于1949年首先在芬兰奥托昆普公司的哈里亚阀尔塔炼铜厂应用于工业生产。1952年,加拿大一公司铜崖冶炼厂建造了印柯型(Inco)水平式,该炉采用工业氧,过程完全自热。由于闪速熔炼优点很多,自1965年以来,在..迅速发展,目前已广泛应用于熔炼铜和铜镍硫化精矿,以及处理硫化铅精矿和黄铁矿精矿。闪速熔炼(Flash smelting)系将干燥的硫化精矿粉、熔剂和氧气或富氧空气或预热空气一起喷入炽热的反应塔炉膛内,在高温作用下,使炉料在悬浮状态下迅速氧化脱硫、熔化、造渣等反应,形成的熔体进入沉淀池后进一步完成造渣过程,并分离成富集金属和炉渣。闪速炉内维持反应所需的热量主要来自于精矿中的硫的氧化反应,是一种自热熔炼。这种炼铜技术是将焙烧熔炼和部分吹炼作业合在同一设备中连续完成,具有很高的熔炼强度。

闪速炉工艺的化学反应激烈,速度快,热强度高,炉内气氛复杂,炉衬对耐火材料的要求苛刻。我国20世纪80年代以来引进了许多闪速炉,其中以贵溪冶炼厂的炼铁闪速炉和金川有色公司的炼镍闪速炉较为有名。根据炉型的不同,闪速熔炼有奥托昆普(Outokumpu)闪速熔炼和印柯(Inco)闪速熔炼两种类型。其中芬兰奥托昆普型应用广泛。

闪速炉的主体由圆筒形反应塔、沉降池和圆筒形的排烟道组成。

A 反应塔

反应塔是闪速炉.重要的组成部分,含精矿粉的气固两相流由塔顶高速喷入,并在塔的上部瞬间完成化学反应并熔化成熔流高速向下运动进入沉降池。因此,气固两相和高温高速熔体对塔衬高速冲刷、侵蚀、磨损非常严重,反应塔内衬普遍采用镁铬砖,塔的钢壳采用淋水冷却降温。反应塔上部温度较低约为900~1100℃,氧分压较高,塔壁形成了Fe3O4保护层,内衬用直接结合镁铬砖;中下部温度较高为1350~1550℃,并受熔体沿表面迅速流动与冲刷,炉衬易磨损、熔蚀,多采用熔铸镁铬砖作内衬并有水冷铜套加以保护;塔顶用烧成镁铬砖吊挂砌筑。

B 沉淀池

沉淀池为长方形熔池,高为2.5~5m,宽为3~10m。沉淀池主要作用是进一步完成造渣反应并沉淀分离熔体。沉淀池的耐火材料工作环境也很恶劣,反应塔下部沉淀池的端墙和侧墙受高速下落的高温气流和熔体冲刷、侵蚀,与反应塔壁的工作条件相似。渣线区的炉墙,由于熔池液面不停波动冲刷是损坏较快的部位,该部位的镁铬耐火材料要求具有良好的抗硫渗透性和炉渣的侵蚀性,根据侧墙和炉顶承受夹带熔渣和烟尘的高温烟气的冲刷、侵蚀,炉底承重并受高温和化学侵蚀。这些部位除用再结合镁铬砖砌筑外,并设置水平铜板水套、冷却铜管,并在渣线附近的耐火砖外侧设置倾斜铜水套。沉淀池顶也是受高温气流冲刷严重的部位,通常在轴向上设置带翅片水冷铜管外包耐火浇注料,上部为冷却水的“H”水冷梁夹砌在炉顶烧成镁铬砖中,以防止沉淀池顶的轴向变形。

C 排烟道

排烟道主要承受夹带熔渣和烟尘的高温烟气的冲刷、侵蚀,一般采用直接结合镁铬砖砌筑。国内某冶炼厂炼铜闪速炉初始筑炉所用耐火材料是从日本成套引进的,在反应塔侧壁中、下部及沉淀池渣线区选用价格相当于烧结砖10倍的抗渣性优良的熔铸镁铬砖;反应塔侧壁上部及沉淀池气流区选用高温烧成直接结合镁铬砖,其余部位选用普通镁铬砖;在一些结构复杂的特殊部位选用高质量镁铬浇注料。


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