采用PS转炉进行生产的铜冶炼厂,转炉在生产中起到粗炼除杂并配合上下工序调整生产节奏的作用,而转炉内衬耐火砖的使用寿命决定了转炉炉寿的高低。转炉耐火砖损耗的主要形式主要有以下三种:
1、高温下化学侵蚀
耐火砖在高温下化学侵蚀时炉渣会和镁铬砖中的方镁石反应生成橄榄石相,形成镁橄榄石(Mg2SiO4)和钙镁橄榄石(CaMgSiO4)的反应为:
2MgO+SiO2=Mg2SiO4 (1)
Fe2SiO4+2MgO=Mg2SiO4+2FeO (2)
MgO+CaO+SiO2=CaMgSiO4 (3)
转炉耐火砖在使用过程中,耐火砖的热端受到严重的渣侵蚀和金属渗透,在热端会形成深度约40~50mm的侵蚀渗透层,导致耐火砖的组织结构被破坏,形成与原来镁铬砖结构和性质不同的变质层,并且距炉砖工作面越近,炉砖渗透越严重。同时在转炉生产过程中,如果熔剂的加入量过多,容易生成酸性炉渣,耐火砖易被酸性炉渣侵蚀,且炉温越高,酸性炉渣对镁铬砖的侵蚀越快。
2、热应力损坏
转炉一般使用炉交换的方式生产,从出铜到下一炉次进料间隔时间过长(约420min),期间炉衬的表面温度温差达300~700℃,当温差为300℃时,镁铬质耐火砖在工作面产生的热应力可达25~40MPa,这一数值已经超过了镁铬耐火砖的高温抗折强度。由于温差较大,变质层和原砖层间因热膨胀系数差异,在热应力的作用下易产生平行于工作面的裂纹,导致变质层崩裂和剥落。
3、机械应力损坏
转炉在生产过程中,转炉进风量大小对风眼区耐火砖的损耗有较大影响,转炉风箱、风眼座及风眼弹子漏风,会造成炉内熔体在风眼区附近强烈搅动,继而导致风眼内管烧损较快,使得风眼区耐火砖受到炉内熔体较强的机械冲刷而损耗。其次是在正常生产中,因操作需要须进行频繁的捅风眼、清风眼操作,易造成风眼砖损坏。另外在清理炉口粘结物时,炉口机钎头的击打,易造成炉口区耐火砖损坏、脱落。
转炉炉寿的高低,直接影响转炉工序的各项经济技术指标,同时频繁倒炉、检修次数增加给生产带来诸多不利影响。因此,在实际的生产中,减缓或延迟转炉耐火砖损耗是转炉长寿的 关键。了解转炉耐火砖损耗的主要形式,其改进及控制措施可参考本站《炼铜转炉用镁铬砖损耗的改进及控制措施》。
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