煉銅設備檢修及煉銅堿性耐火磚發展介紹

 

堿性耐火磚是指以堿性氧化物如Mg0和Ca0為主要成分的耐火制品，從化學特性看，它們都屬于堿性物質，根據耐火磚的成分成分為鎂質耐火磚、鎂尖晶石質耐火磚、白云石質耐火磚、橄欖石質耐火磚、石灰質耐火磚、焦油結合堿性耐火磚和燒成油侵堿性耐火磚等。各種堿性耐火磚性能各異，與其他耐火磚相比，具有耐火度高、荷重軟化溫度高、抗堿性渣和氧化鐵渣的侵蝕能力強等恃點。

 

煉銅設備檢修耐火磚的更換

回轉式精煉爐主要適用于精煉熔融粗銅，維修拆換的廢舊耐火磚以廢舊鎂鉻磚、廢舊粘土磚為主。在熔融粗銅時僅允許加入20%～25%的固體料。其優點是散熱損失小，密封好，操作環境改善;維修次數降低，大大降低了廢舊耐火磚的拆換;操作靈活，節省人員、勞動強度小。缺點是設備投資高。下面介紹下回轉式精煉爐需經常檢修，把廢舊耐火磚拆換的原因。

1、回轉式精煉爐爐膛溫度高于1350℃(澆鑄期)，高溫度可達1450℃(氧化期)，由于爐體是回轉的，爐內沒有固定的熔池渣線，爐渣的侵蝕和熔融金屬的沖刷幾乎涉及爐膛內表面的2/3以上，在這個工作段對耐火磚的損耗是大的，這就需要過一段時間檢修一次，把受損較大的廢舊耐火磚拆換下來。

2、由于爐體經常轉動，需要及時檢修維護，把損壞的廢舊耐火磚拆換下來，使砌體與鋼爐殼緊貼，以加大砌體與鋼爐殼的靜摩擦，使砌體與鋼爐殼同步轉動，保持砌體的穩定性。

 

煉銅用堿性耐火磚的發展

起先煉銅廠的熔煉爐和精煉爐使用硅磚，但是由于冶煉過程中爐渣條件及要求設備增加產量，硅磚就讓位于堿性耐火磚了。煉銅工業中轉爐使用堿性耐火磚可追溯到30—40年前，因為轉爐中渣侵蝕非常嚴重。從那時候起，大致有4種堿性耐火磚用于煉銅工業的反射爐、轉爐、陽極爐和新式的閃速爐的高蝕損部位，4種耐火磚即：1)硅酸鹽結合鎂鉻磚；2)改進后的硅酸鹽結合鎂鉻磚(具有少量直接結合的鎂鉻磚)；3)直接結合鎂鉻磚；4)高純度直接結合鎂鉻磚。

 

硅酸鹽結合鎂鉻磚比起硅磚經濟效果好得多，但是在煉銅爐所能達到的高溫下，使耐火磚保持整體的硅酸鹽結合物質發生軟化。雖然這種復雜的硅酸鹽基質在冷卻時發生再結晶，使磚在室溫下具有很高的強度。但實際上硅酸鹽基質在操作溫度下不是固態，使得它容易被典型的煉鋼過程中爐渣所侵蝕。復雜硅酸鹽基質主要由二氧化硅以及與少量鎂瞰隘石在一起的雜質所組成，從而使得這種結合熔點低。這類低熔結合方式常被稱作為一種膠結。雖然膠結這個術語過于簡單化，但它確使人認識到達種結合系統的實質所在。材料廠認識到磚這種弱點后，就著于來改進結合系統。原采用的改進辦法是通過高溫煅燒成分相同的耐火磚，使其達到較穩定的結合。此舉確立起這樣一個令人感興趣的并且很重要的事實，即通過高溫燒成，使鉻礦和方鎂石的顆粒邊界部分發生反應，形成固態的、高質的方鎂石一尖晶石結合。

因為顆粒邊界上雜質含量仍相當高，結合質很大比例仍由復雜的硅酸鹽所組成，使得改進效果甚微。采用高溫燒成對耐火材料廠來說也是一個問題。為使形成少量直接結合所要達到的高溫，還會引起硅酸鹽結合質軟化或熔化，因而耐火磚發生嚴重擠壓，使大量磚變形并使磚與磚粘結，于是破損很嚴重。

另一種是直接結合鎂鉻磚，雖仍是鎂鉻系統，但是把雜質含量考慮進去，尤其是二氧化硅和氧化鈣含量。將雜質減少至低程度和采用高溫燒成，能形成大量直接結合結構(大多數情況直接結合比率超過40％)。這種結合是把方鎂石和鉻礦顆粒邊界直接連在一起，在高溫燒成下形成固態，并在銅熔化溫度下仍保持固態。鎂鉻尖晶石是主要結合相，同時也形成二次尖晶石，加強了材料的結合。為了滿足形成這種結合的必需先決條件，耐火材料廠要開辟高純鎂砂和鉻礦的原料來源，還要建昂貴的高溫窯，以達到發生固相反應所必需的燒成溫度。

 

直接結合堿性耐火磚在許多工業部門的應用中效果較好。比起普通硅酸鹽結合磚來，直接結合磚的主要改進有以下幾方面：1)高溫強度提高；2)氣孔率和透氣度降低；3)抗剝落性能提高；4)雜質積聚及遷移量較小。

 

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