畢業(yè)論文：延長澳斯麥特熔煉爐爐磚使用壽命的措施

畢業(yè)論文：延長澳斯麥特熔煉爐爐磚使用壽命的措施

摘要：闡述了目前國內(nèi)銅熔煉澳斯麥特爐與艾薩爐的爐磚使用壽命情況。分析了影響熔煉爐爐磚使用壽命的幾個主要影響因素，結(jié)合同行成熟的操作經(jīng)驗，提出了延長頂吹熔煉爐爐磚使用壽命的措施和方法。
關(guān)鍵詞：澳斯麥特爐；頂吹爐；壽命；銅；磚
中圖分類號：TF811 文獻標志碼：A 文章編號：1007-7545（2015）08-0000-00
Measures to E*tend Service Lifetime of Brick of Ausmelt Smelting Furnace
YUAN Hai-bin, SONG *ing-cheng, TANG Du-zuo, CHEN Gang, CAI Bing, ZHANG *in-hai
(Copper Branch of Yunnan Tin Limited Company, Gejiu 661000, Yunnan, China)
Abstract: Service lifetime of furnace bricks of Ausmelt furnace and ISA furnace for copper smelting in China was introduced. Mai
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石磚 >15
云銅股份有限公司/艾薩爐 2001 4.4 銅30萬t/a ~1 150 進口澳鎂磚 >28
銅陵銅都金昌冶煉廠/澳爐 2003 4.4 銅精礦48萬t/a 1 160~1 250 鉻鋁尖晶石磚 >12
湖北大冶有色公司/澳爐 2010 5.0 銅精礦180 t/h 1 180~1 200 鉻鋁尖晶石磚 18
五鑫銅業(yè)有限公司/澳爐 2012 5.0 設計銅10萬t/a ~1 210 結(jié)合鎂鉻磚 <12
云錫股份銅業(yè)分公司/澳爐 2012 4.4 設計銅10萬t/a 1 150~1 210 鉻鋁尖晶石磚 <12

從表1可看出，目前澳斯麥特熔煉爐在銅精礦冶煉中使用壽命最長的是湖北大冶有色公司的18個月，其次為中條山有色公司的15個月。然而，國內(nèi)所有澳斯麥特熔煉爐與云南銅業(yè)股份有限公司（簡稱云銅）的艾薩爐相比較，爐磚壽命差異很大，該艾薩爐的爐磚壽命超過28個月。從磚型來看，大部分主要使用鉻鋁尖晶石磚[6-8]，而云銅使用進口澳鎂磚。各家單位在爐磚材質(zhì)、筑爐方式、爐磚厚度上各有差異，有文獻[9]指出，爐磚太厚或偏薄均不利于爐磚使用壽命的延長，目前國內(nèi)各家澳斯麥特爐磚厚度差異較大，基本在375~600 mm[10]，但爐磚厚度在什么范圍內(nèi)較為合理，目前還沒形成統(tǒng)一認識。

收稿日期：2015-03-11
基金項目：云南省財政廳、科技廳技術(shù)創(chuàng)新暨產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金資助項目（2014*B017）
作者簡介：袁海濱（1984-），男，江西吉安人，碩士，工程師.
2 影響爐磚壽命因素分析
2.1 爐磚結(jié)構(gòu)及材質(zhì)
云銅和中條山有色公司等爐磚壽命分別超過28個月和超過15個月，停爐測量爐磚厚度，還分別剩余250 mm和230 mm，而兩家的原始磚厚度分別為450 mm和400 mm，證明其結(jié)構(gòu)是基本合理的。這是因為，爐磚厚度過厚，因?qū)嵝圆睿繝t內(nèi)磚面將加速剝蝕，而偏薄爐磚厚度，顯然冶煉周期也不會太長。
不同成分的爐磚，因其本身抗熱震性、抗渣性、密度等差異，導致爐磚使用壽命的差異。鄒明等[11]的研究表明，隨著侵蝕溫度的升高、保溫時間的延長及爐渣加入量的增加，鋁鉻磚和鎂鉻磚的侵蝕面積增大；熔渣滲入鋁鉻磚后，形成鐵鋁尖晶石（FeO·Al2O3）和鐵鉻尖晶石（FeO·Cr2O3）保護層，阻止了熔渣的侵蝕。3種耐火材料抗銅冶煉爐渣侵蝕能力由強到弱為：鋁鉻磚>電熔再結(jié)合鎂鉻磚>直接結(jié)合鎂鉻磚。由于鋁鉻磚自身的密度大、顯氣孔率低，熔渣在向磚內(nèi)_的過程中，生成的鐵鋁尖晶石和鐵鉻尖晶石這些高熔點物質(zhì)可以抑制熔渣的繼續(xù)_，使得磚的侵蝕性得到提高，爐襯的使用壽命得到延長；另外，爐渣中的SiO2和CaO可以與磚中的Al2O3生成低熔點的硅酸鹽相。
2.2 渣型控制
爐墻磚掛渣可直接保護爐磚，以防爐磚被熱量沖擊、被熔體洗刷侵蝕而影響使用壽命。爐墻磚能否掛住渣主要受渣型及爐況是否穩(wěn)定的影響。
熔煉爐渣型控制Fe/SiO2在1.2~1.4，爐渣含磁性鐵8%左右，該范圍內(nèi)的渣型熔點在1 150~1 200 ℃，靠近經(jīng)典渣型熔點。渣脆，強度低，很容易被爐膛溫度所熔化，難掛住渣。建議新爐子開始冶煉銅精礦時，先將初始冶煉冰銅品位有意識地提高到60%以上，提高冶煉過程富氧濃度至60%以上，F(xiàn)e/SiO2在1.4~1.7，以提高熔體磁性鐵含量，將熔體熔點提高，以便爐墻能掛住高熔點渣。生產(chǎn)中，在確認爐前掛住高熔點渣后，再恢復各冶煉參數(shù)，正常冶煉即可。如果冶煉過程觀察發(fā)現(xiàn)爐墻渣脫落或熔化，可以再次恢復高熔點渣熔煉，然后再恢復正常冶煉參數(shù)。陳肇友[12]認為，澳斯麥特爐壽短的主要原因是爐膛內(nèi)氧分壓無法達到3.06*10-4 Pa，F(xiàn)e3O4不能在爐內(nèi)析出，因此難以在鎂鉻磚爐襯上形成掛渣；如果采用鉻鋁質(zhì)耐火材料，就可以形成對爐襯起保護作用的尖晶石。據(jù)此，金昌冶煉廠、候馬冶煉廠、大冶冶煉廠等先后采用該方案后，延長了爐壽，但與云南銅業(yè)的艾薩爐壽命相比，仍然偏短。
爐況是否穩(wěn)定也很重要，它不僅影響爐磚壽命，還可能影響爐頂結(jié)渣程度，嚴重者將因爐頂大塊結(jié)渣脫落而帶來噴爐、熔煉爐堰口操作工被涌出熔體燙傷等危害。爐膛溫度的控制及爐況是否穩(wěn)定控制受多方面因素的影響，比如給料的穩(wěn)定性、輔助設備運行的穩(wěn)定性、富氧濃度、粉煤配比等。如果爐況不穩(wěn)導致爐子急劇升溫或急劇降溫，特別是異常停爐，以及未能嚴格按照烘爐升溫曲線升溫而快速升溫，使得爐內(nèi)耐火磚快速膨脹而出現(xiàn)微裂紋。當爐況波動大時造成爐膛溫度的同步大幅波動，將直接影響爐襯耐火磚的使用壽命。
2.3 熔體溫度控制 ……（未完，全文共6996字，當前僅顯示2456字，請閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文：延長澳斯麥特熔煉爐爐磚使用壽命的措施》）