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          2022-03-03 次閱讀 行業新聞

          耐火材料在鉛冶金行業的設計與應用實踐

          耐火材料在鉛冶金行業的設計與應用實踐


          1)爐底設計


          經過多年的實際生產經驗,對于鉛冶煉,所使用的冶金爐包括處理各種鉛物料的幾十種冶金爐,但冶金爐的耐火內襯主要使用的是鎂鉻磚、高鋁磚、高鋁質的耐火搗打料等。


          (1) 爐底X層區域


          在爐襯的設計中,爐體內各個位置不同,耐材的選擇也相應變化。以固定臥式冶金爐爐體為例,爐底一般使用的有鎂鉻磚、高鋁磚、鋁鉻尖晶石及高鋁質搗打料、鎂質搗打料等,還有的使用高強防滲搗打料,其成分也是屬Al?O?-SiO?系, Al?O?的含量>75%。液態鉛的比重達10.6g/cm³,滲透性極強,因此爐底耐材既要有散熱的功能,也要具備較高的防滲鉛的能力。


          目前廣泛應用的做法是爐底鋼板上首先鋪設高鋁磚,高鋁磚具有較高的耐壓強度(常溫耐壓強度40~60MPa),用作爐底底部作為墊層比較合理;在爐底墊層上部應設置一層具有抗鉛滲透的耐火材料,目前采用的有鎂質搗打料或高強防滲搗打料(高鋁質),兩種均可起到隔層的作用。其中鎂質搗打料的配比為:鎂砂:鎂粉=7:3,配以鹵水,鎂砂粒度:0.2~0.5mm70%、1.5~3.0mm 30%;高強防滲搗打料的成分則是:高鋁質的各種粒度的骨料、骨粉配置而成,在經過高溫烘烤后,各種粒度的骨料膨脹緊密結合,達到理想的防滲鉛目的。


          X注意的是鎂質、鎂鉻質搗打料搗打完成后,需進行低溫烘烤,烘烤出游離水后,用細鎂粉將伸縮縫填實,以保證搗打層的強度和密實性。搗打料的厚度建議為150~300mm,既便于搗打時一次完成,又能較為均勻地完成烘烤,形成防滲效果較好的整體層。
          耐火材料在鉛冶金行業的設計與應用實踐


          (2 )爐底工作層區域


          對于爐底的安全層和工作層耐火材料的選擇,廣泛使用的是鎂鉻磚。其中安全層可采用直接結合鎂鉻磚,工作層則采用半再結合鎂鉻磚,隨著鉛液面的波動, 爐底的溫度波動明顯,因此應選擇熱震性好的半再結合鎂鉻磚。爐底安全層和工作層也有采用高鋁磚的,一般此種爐型都會有~400mm高的底鉛層,因此爐底不會受到熔渣的侵蝕,可選用 Al?O?的含量不小于75%的高鋁磚作為爐底安全層和工作層的襯磚。


          2)爐內工作區域


          爐膛內工作區域(爐壁、爐頂)的耐材選用分為兩個區域進行,一部分是熔池區(尤其是渣線區域)的耐火磚另一部則是氣象區的耐火磚。


          (1)爐內熔池區

          熔池區(尤其是渣線區域)的耐火磚會受到熔渣的侵蝕和沖刷,鉛冶煉熔渣成分較為復雜,高鋁質的耐火材料會參與造渣反應,因此選用高鋁質的耐火磚是不合適的,應選用鎂鉻材質的耐火磚。同時考慮到耐火磚的抗渣侵蝕及抗沖刷性,應選用電熔再結合的鎂鉻磚。

          該材質的磚在抗渣侵蝕性優于半再結合鎂鉻磚。Cr?O?的含量增加可以提高磚的抗渣侵蝕性,因此盡量選擇Cr?O?含量較高的鎂鉻質耐火磚。

          (2)爐內氣象區

          氣象區耐火磚不會受熔渣的侵蝕,僅受少量熔渣的噴濺侵蝕和含塵煙氣的沖刷,因此可選用含Cr?O?較低的鎂鉻質耐火磚。國內某廠的煉鉛還原爐內采用的鎂鉻磚在生產初期所使用的是含Cr?O?較高的直接結合鎂鉻磚,則出現了氣象區處的鎂鉻磚表面無金屬和渣的包裹、磚斷成兩段、結構疏松等現象,根據分析結果判斷是耐火磚中的Fe³﹢、Fe²﹢大量還原成單質Fe,從而導致磚體結構疏松。

          因此在維修中改用了含Cr?O?較低的電熔再結合鎂鉻磚(Cr?O?含量為12%)。此改進主要的原因是電熔再結合鎂鉻磚的顯氣孔率低,同時降低耐火磚中Fe³﹢、Fe²﹢的含量,從而更適應在氣象區的強還原性氣氛,延長使用周期。改用此類型的電熔再結合鎂鉻磚后,大大延長了使用時間,取得了良好的效果。

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