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转炉用耐火材料

作者:admin 发布日期: 2021-01-06 二维码分享


A P-S转炉

火法炼铜生产过程中,从铜硫到粗铜的冶炼过程绝大部分是在转炉中进行的,目前各国多采用大中型卧式碱性转炉,也称Pierce-Smith转炉,简称为P-S侧吹转炉,它是铜锍吹炼的主要设备,工艺方法简单,具有操作简单、效率高等特点,因而被长期广泛地应用于重有色金属火法冶炼过程。转炉炉体中部设有炉口,用于加料、排烟、排渣和出铜,炉体一侧沿水平方向设置一排风口,用于鼓入压缩空气或富氧空气。

不同冶炼厂家,由于转炉炉型、尺寸及冰铜品味不同,其吹炼操作有所区别,但其吹炼原理是一样的,都是通过将空气或富氧空气鼓入转炉,搅拌炉内的熔体,并与之进行物理化学反应。

转炉进行冰铜吹炼分造渣期和造铜期,造渣期主要是定期、分批地向转炉注入热冰铜,鼓风氧化,添加熔剂造渣和定期倒出炉渣,获得含铜70%以上的白冰铜;造铜期继续鼓风氧化,不需加入熔剂,将白冰铜吹炼成粗铜。

转炉吹炼为间歇式操作,每一周期内,有多次停风进料倒渣作业,吹炼过程中炉内温度为1200~1300℃,而停风进料、倒渣、倒粗铜时,炉内吸入大量冷空气,温度迅速下降,一般加料时炉温下降300~500℃,转炉炉温就是波动在800~1500℃,因此转炉内衬的耐火材料要有很好的抗热震性能。转炉操作时高压空气通过风口吹出,在风口周围形成强烈的搅动,高温熔体对炉衬有极强的冲刷作用,因此风口区转炉的耐火材料尤其风口区的耐火材料应该有很好的耐磨性。同时,转炉冶炼时还要加入一些冷料及固态的造渣剂,在吹炼时加入石英石造渣,炉渣主要成分有FeO、CaO、SiO2吹炼中的渣型是从弱酸到强碱性,所以要求炉衬有良好的抗碱性渣的性能。

转炉风口砖和风口区的砖是转炉炉衬损坏.严重的部位,为了风口的整体性和风口位置的准确性,目前风口砖均用实体砖砌成整体,再用特殊钻头钻风眼,材质采用熔粒再结合镁铬砖或直接结合镁铬砖。风口区也采用上述材料。筒体和端墙在渣线部分采用高质量镁铬砖或镁砖。炉口砌砖是结构强度.薄弱部位,特别是炉口与圆形筒体的交接处,因形状复杂、砖的加工量大、砖缝多而难以掌握;炉口又是加料、倒渣,排烟的通道,工艺操作极为频繁,温度变化频繁、铜渣喷溅、烟气冲刷、炉口清理机械的碰撞和磨损、CuS2、SO2的侵蚀非常严重,内衬工作条件极为恶劣。为此,在结构上应采取措施,尽量减少砖型,减少结构上的薄弱环节;在材质选择上,全部选用直接结合镁铬砖,提高炉体的整体寿命。

转炉内衬主要为镁铬耐火材料,镁铬砖的优良的耐急冷急热性好,耐磨性好,有较好的抗碱性渣的性能。内衬的易损部位主要是风口及风口区、炉口和端墙等部位。尤其是风口及风口区,使用条件较为苛刻,也是易损的部位。解决风口及风口区用耐火材料的使用寿命,既可以降低整个转炉炉衬的蚀损,也可以大幅度地提高转炉炉龄。

B 改进型P-S转炉

传统的P-S转炉存在一些明显的不足之处,如铜转炉在进料和倾倒产物时,炉气逸出,污染环境;间歇式操作造成废气中SO2浓度波动较大,使回收SO2制酸过程控制复杂化。针对以上问题,人们对其进行了改进,主要改进炉型有:

(1)虹吸式转炉。虹吸式转炉采用了特殊的倒U形虹吸烟道,烟气由此虹口排出。由于虹吸烟道能与炉体一起转动,所以炉子转到任一位置时转炉与烟道都能直接连通。其主要优点是:烟气不会被稀释,SO2的浓度达11%;不停风就可以加入固体或液体物料;送风时率高,烟气量稳定,而且不会因停风倾转造成烟气外逸污染环境;吹炼时喷溅少,不需清理炉口;由于炉口处没有烟罩和烟道,因此可以无阻碍地从炉口处用勺取得熔体试样。

(2)特尼恩特转炉(Teniente Converter)

特尼恩特转炉又称特尼恩特改良转炉(Teniente modified Converter)简称TMC转炉,是从1977年在智利的卡勒托内斯(Caletones)冶炼厂首先生产运作。TMC转炉是长形的卧式转炉,其内径5m,长22m。大致等量的铜硫(品味48%~50%)和铜精矿在鼓入富氧(含O2 30%~34%)空气的TMC炉中连续自热地熔炼和吹炼成含铜75%~78%的高品位铜硫和含铜4%~6%的炉渣,炉渣返回反射炉处理,高品位铜硫送P-S转炉经富氧空气吹炼成粗铜。至1995年TMC法生产的铜量达800kt/a,占当时粗铜产量的9.3%,居各种熔池熔炼方法之首,仅拉丁美洲就有7家工厂采用。特尼恩特转炉技术旨在反应器中同时进行铜硫的吹炼和铜精矿的自热熔炼,产出高浓度SO2(10%~20%)的烟气、高品位的铜硫或白铜硫。吹炼时通过加尔枪连续向炉内加入含水7%~8%的湿精矿和硅质熔剂。干精矿(含水0.2%~0.5%)由特殊设计的风口连续地注入,富氧空气(28%~33%O2)由常规的风口连续鼓入,白铜硫(含Cu75%左右)和渣通过各自的水冷排放口间断地放出。


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