炼铜设备检修及炼铜碱性耐火砖发展介绍

 

碱性耐火砖是指以碱性氧化物如Mg0和Ca0为主要成分的耐火制品，从化学特性看，它们都属于碱性物质，根据耐火砖的成分成分为镁质耐火砖、镁尖晶石质耐火砖、白云石质耐火砖、橄榄石质耐火砖、石灰质耐火砖、焦油结合碱性耐火砖和烧成油侵碱性耐火砖等。各种碱性耐火砖性能各异，与其他耐火砖相比，具有耐火度高、荷重软化温度高、抗碱性渣和氧化铁渣的侵蚀能力强等恃点。

 

炼铜设备检修耐火砖的更换

回转式精炼炉主要适用于精炼熔融粗铜，维修拆换的废旧耐火砖以废旧镁铬砖、废旧粘土砖为主。在熔融粗铜时仅允许加入20%～25%的固体料。其优点是散热损失小，密封好，操作环境改善;维修次数降低，大大降低了废旧耐火砖的拆换;操作灵活，节省人员、劳动强度小。缺点是设备投资高。下面介绍下回转式精炼炉需经常检修，把废旧耐火砖拆换的原因。

1、回转式精炼炉炉膛温度高于1350℃(浇铸期)，高温度可达1450℃(氧化期)，由于炉体是回转的，炉内没有固定的熔池渣线，炉渣的侵蚀和熔融金属的冲刷几乎涉及炉膛内表面的2/3以上，在这个工作段对耐火砖的损耗是大的，这就需要过一段时间检修一次，把受损较大的废旧耐火砖拆换下来。

2、由于炉体经常转动，需要及时检修维护，把损坏的废旧耐火砖拆换下来，使砌体与钢炉壳紧贴，以加大砌体与钢炉壳的静摩擦，使砌体与钢炉壳同步转动，保持砌体的稳定性。

 

炼铜用碱性耐火砖的发展

起先炼铜厂的熔炼炉和精炼炉使用硅砖，但是由于冶炼过程中炉渣条件及要求设备增加产量，硅砖就让位于碱性耐火砖了。炼铜工业中转炉使用碱性耐火砖可追溯到30—40年前，因为转炉中渣侵蚀非常严重。从那时候起，大致有4种碱性耐火砖用于炼铜工业的反射炉、转炉、阳极炉和新式的闪速炉的高蚀损部位，4种耐火砖即：1)硅酸盐结合镁铬砖；2)改进后的硅酸盐结合镁铬砖(具有少量直接结合的镁铬砖)；3)直接结合镁铬砖；4)高纯度直接结合镁铬砖。

 

硅酸盐结合镁铬砖比起硅砖经济效果好得多，但是在炼铜炉所能达到的高温下，使耐火砖保持整体的硅酸盐结合物质发生软化。虽然这种复杂的硅酸盐基质在冷却时发生再结晶，使砖在室温下具有很高的强度。但实际上硅酸盐基质在操作温度下不是固态，使得它容易被典型的炼钢过程中炉渣所侵蚀。复杂硅酸盐基质主要由二氧化硅以及与少量镁瞰隘石在一起的杂质所组成，从而使得这种结合熔点低。这类低熔结合方式常被称作为一种胶结。虽然胶结这个术语过于简单化，但它确使人认识到达种结合系统的实质所在。材料厂认识到砖这种弱点后，就着于来改进结合系统。原采用的改进办法是通过高温煅烧成分相同的耐火砖，使其达到较稳定的结合。此举确立起这样一个令人感兴趣的并且很重要的事实，即通过高温烧成，使铬矿和方镁石的颗粒边界部分发生反应，形成固态的、高质的方镁石一尖晶石结合。

因为颗粒边界上杂质含量仍相当高，结合质很大比例仍由复杂的硅酸盐所组成，使得改进效果甚微。采用高温烧成对耐火材料厂来说也是一个问题。为使形成少量直接结合所要达到的高温，还会引起硅酸盐结合质软化或熔化，因而耐火砖发生严重挤压，使大量砖变形并使砖与砖粘结，于是破损很严重。

另一种是直接结合镁铬砖，虽仍是镁铬系统，但是把杂质含量考虑进去，尤其是二氧化硅和氧化钙含量。将杂质减少至低程度和采用高温烧成，能形成大量直接结合结构(大多数情况直接结合比率超过40％)。这种结合是把方镁石和铬矿颗粒边界直接连在一起，在高温烧成下形成固态，并在铜熔化温度下仍保持固态。镁铬尖晶石是主要结合相，同时也形成二次尖晶石，加强了材料的结合。为了满足形成这种结合的必需先决条件，耐火材料厂要开辟高纯镁砂和铬矿的原料来源，还要建昂贵的高温窑，以达到发生固相反应所必需的烧成温度。

 

直接结合碱性耐火砖在许多工业部门的应用中效果较好。比起普通硅酸盐结合砖来，直接结合砖的主要改进有以下几方面：1)高温强度提高；2)气孔率和透气度降低；3)抗剥落性能提高；4)杂质积聚及迁移量较小。

 

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