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澳斯麦特炉与艾萨炉的特点及耐火材料的选用

编辑:耐火浇注料   时间:2021-12-09    浏览:   
2021年 12月 9日 澳斯麦特(Ausmelt)熔炼法与艾萨(Isa)熔炼法同是澳大利亚所发明,都拥有顶部喷吹浸没式喷枪技术。浇注料 两种熔炼炉 只是在炉体结构与燃料补充上有些差异。两种炉体下部外壳与耐火材料之间安装有水冷铜(或钢)套以降低和稳定炉温, 减轻炉衬的蚀损。

澳斯麦特炉与艾萨炉的优点是投资少,建设快,占地面积小,结构较简单,易操作与维修,熔炼速度快,适应性强,炉体密 封性好,符合环保要求;因此受到有色冶金行业的欢迎,推广很快。我国山西侯马冶炼厂、安徽铜陵金昌冶炼厂、云南锡 业公司都引进了澳斯麦特炉;云南铜业公司与云南弛宏冶炼厂引进了艾萨炉。但这一熔炼技术对耐火材料要求较为苛 刻。

侯马冶炼厂引进了2台澳斯麦特炉,一台是铜熔炼炉,另一台为铜吹炼炉。引进时的配套砖是奥镁公司生产的镁铬砖 (每吨约2万元,其性能指标见表3)。耐火浇注料 这种砖用在澳斯麦特熔炼炉上,炉衬寿命仅90d;但用在澳斯麦特吹炼炉上,寿命却达 半年以上。改用我国生产的优质镁铬砖砌在澳斯麦特熔炼炉上,寿命只有60d,用后残砖表面凹凸不平,熔渣渗透很深。

澳斯麦特铜熔炼炉熔炼温度约1200℃,炉气气氛中含SO2约11%,炉渣成分(w)为:48%~51%Fe2O3、26%~35%S iO2、5.5%~6.8%CaO、6.5%~7.2%Al2O3。澳斯麦特铜熔炼炉为连续式生产,熔炼出来的冰铜(铜锍)进入澳斯麦特吹 炼炉进行吹炼。澳斯麦特吹炼炉吹炼也分为造渣期与造铜期,每炉次吹炼7h,吹炼温度在1300℃左右,烟气中SO2浓度为 14%,吹炼后能挂上30mm厚的Fe3O4保护层渣。澳斯麦特熔炼炉却挂不上渣。为什么在这两台澳斯麦特炉上采用同一 种镁铬砖砌筑,吹炼炉温度高(1300℃),却能在炉衬上形成Fe3O4保护层,寿命达半年;而熔炼炉温度低(~1200℃),却不能 形成保护层,寿命仅60~90d?

根据上述冶炼条件,通过化学热力学计算表明:吹炼炉虽然温度高达1300℃,但由于氧压高,所以能使渣中FeO氧化 为Fe3O4

Fe3O4熔点1597℃,因而Fe3O4附着在炉衬工作面上,形成了渣保护层。而澳斯麦特熔炼炉熔炼温度虽低,为120 0℃;耐磨浇注料 但由于氧压不够高,氧化性较弱,渣中FeO就不能氧化为Fe3O4粘附在炉衬工作面上,所以炉衬寿命低。

Fe3O4熔点1597℃,因而Fe3O4附着在炉衬工作面上,形成了渣保护层。而澳斯麦特熔炼炉熔炼温度虽低,为120 0℃;但由于氧压不够高,氧化性较弱,渣中FeO就不能氧化为Fe3O4粘附在炉衬工作面上,所以炉衬寿命低。

(FeO)渣+Cr2O3(固)→FeO·Cr2O3(固,熔点为2150℃)

(FeO)渣+Al2O3(固)→FeO·Al2O3(固,熔点为1750℃)

在炉衬工作面生成高熔点铁铬尖晶石与铁铝尖晶石,粘附在炉衬上形成保护层,保护层的形成不仅提高了炉衬的抗 冲刷侵蚀,还能阻止熔体渗入砖内。

根据这一化学热力学分析结果,研制开发出了铬铝尖晶石砖(见表1),并砌在冶炼厂澳斯麦特熔炼炉上试用,证明用这 种砖现在炉衬寿命已达1年半以上。铬铝尖晶石砖用后表面光滑,挂有一层薄薄的渣,几乎无变质层。铬铝尖晶石砖已广 泛用于我国澳斯麦特熔炼炉,并出口国外。
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