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鼓风炉与转炉用耐火材料

作者:admin 发布日期: 2021-01-11 二维码分享

铅锌密闭鼓风炉是针对铅锌混合矿开发出的冶炼方法。铅锌密闭鼓风炉主要由鼓风炉和冷凝器组成。其特点是能同时炼铅、锌,对原料有广泛的适应性。铅锌密闭鼓风炉的炉料主要为铅锌烧结块矿、焦炭、熔剂。其原理为铅锌烧结矿与焦炭分批加入密闭鼓风炉内,被还原成金属,液态铅进入炉缸,锌成气态随炉气进入铅雨冷凝器(铅雾室),被冷凝成液态锌,液态锌与铅进入分离室,上层锌以粗锌产出,再进入粗锌精馏装置,而下层铅液可送回冷凝器继续使用。

铅锌密闭鼓风炉炉体是密闭的,使用800~850℃热风鼓风;炉顶保持1050~1100℃的高温,炉料在风口区进行强烈的理化反应时,可使焦炭区温度高达1400℃。炉渣多为高钙或高铁渣型,并以1300~1350℃高温流入前床。含有锌蒸气的较强还原性的炉气从炉顶流入冷凝器,此时炉顶料面处的温度可达1030~1060℃。炉缸只有渣口,前床出铅。铅锌密闭鼓风炉的前床均为电热前床,其寿命比鼓风炉低,主要是渣侵蚀冲刷渣线所致。目前国内两座铅锌密闭鼓风炉,其前床内衬分别采用铬渣砖和铝铬钛砖,炉龄虽然可达1年以上,但是仍低于铅锌密闭鼓风炉的寿命。

鼓风炉炉缸受碱性渣侵蚀严重,因此炉缸内衬采用抗FeO、CaO较好的高质量镁铬砖砌筑,熔炼区炉壳用喷淋水冷却;由于烧结块矿和焦炭的硬度较高,炉身采用耐磨性好的高质量高铝砖或红柱石砖(红柱石砖为洛阳耐火材料有限公司(简称洛耐)开发的新品种。)炉顶采用有筋砖吊挂的高铝质耐火浇注料。冷凝器与转子由于要求导热性要好,耐冲刷、耐侵蚀,采用碳化硅质耐火材料。

氧气底吹炼铅转炉--QSL法

氧气底吹炼铅法是硫化铅精矿直接炼铅法的一种,它包括德国的QSL法和中国水口山(SKS)法。它们的共同特点是氧和硫的利用率极高(98%~百分之百),烟气含SO2浓度高(8%~11%),炉子操作灵活方便,劳动条件好以及成本低等。

QSL法

QSL法氧气底吹熔池熔炼法是直接炼铅法之一,它是根据其发明人奎诺(P.E.Queneau)、舒曼(R.Schuman)两位教授和工艺开发者鲁奇(Lurgi)公司名字的首字母而命名的。它与传统炼铅工艺比较省去了烧结工序,故具有流程短、热利用率高、烟气中SO2浓度高、硫利用率高并较好地解决了环保问题等优势。

QSL反应器是氧气底吹直接炼铅炉的核心设备。反应器由加料氧化区、还原区、虹吸出铅区、沉淀出渣区和排烟口组成,是断面沿长轴线变化的卧式圆筒体。炉内有一隔墙将其分为氧化熔炼区和炉渣还原区;隔墙下部有孔道以便熔体通过,氧化区炉底装有浸没式氧化喷嘴,还原区设有粉煤和富氧喷嘴。粒状精矿从氧化区的炉顶投入,氧气由底部的喷枪喷入,熔体在1050~1100℃下进行脱硫与熔炼反应,生成的铅液在此底部汇集。含有PbO的炉渣在1150~1250℃下穿过渣坝进入还原区被碳还原为铅,流回氧化区底部。熔炼产生的铅液与贫化后的渣分别成逆流状态从炉子两端放出,整个熔炼过程在密闭炉中进行。

反应器熔池中的熔体温度不是很高,熔池中大部分熔体为高铅渣。在一些氧化区渣含铅高达40%左右。同时在反应器内熔池中有强烈的搅动与喷溅,炉衬受到强烈的冲刷和侵蚀。为..炉子的寿命,必须选用抗渣性好、耐冲刷的高质量碱性耐火材料。在QSL反应器内衬材料的设计上,国外的反应器熔池上部采用直接结合镁铬砖DB505-1(High Purity Sinter)砌筑,熔池部分采用熔粒直接结合镁铬砖DB505-B(Fused MgO-grain)砌筑,而喷枪孔全采用熔粒结合镁铬砖BCF-3(Fused MgCr-grain)。

国内设计的氧气底吹炼铅转炉,炉子上部炉衬用直接结合镁铬砖砌筑,熔池部分采用半再结合镁铬砖砌筑,而喷枪孔区域用进口砖DB505-B和BCF-3砌筑。

水口山法

该工艺也属于氧气底吹熔池熔炼。该工艺的研究是我国“七五”计划的重点科研项目,由科研、设计、院校、企业合作共同攻关的成果。水口山法除有与QSL法共有的优点外,特殊的优点是流程短,投资省,上马快,适于中小型冶炼企业采用。

氧气底吹炼铅转炉(即反应器)是水口山法的关键设备。反应器的规格为ø2.234m*7.89m,内截面是非等径的,卧式水平防止,安放3支氧枪,顶部设2个气封加料口,虹吸出铅口与反应器轴线相垂直,出烟口为圆形铜水套,上端设置水冷直升烟道和密封烟罩。

水口山法是采用两个设备分别完成氧化和还原过程。在反应器内完成硫化铅精矿的氧化反应,造高铅渣,然后流入贫化电炉用粉煤还原。这样做更能发挥反应器的氧的利用率高、反应快的特点,可获得高浓度SO2烟气。

由于水口山法与QSL法均为氧气底吹炼铅法,故它们的炉衬材料基本相似,主要采用高质量镁铬耐火材料。


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