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冶煉行業(yè)6種爐子及所用耐火材料介紹

編輯：耐火磚廠家分類：行業(yè)資訊發(fā)布：2023-07-20 瀏覽：次

一、鼓風(fēng)爐

鼓風(fēng)爐廣泛應(yīng)用于銅、鉛、鉛鋅、銻等金屬的粗煉過程。

鼓風(fēng)爐由爐頂、爐身、本床（也稱咽喉口）、爐缸、風(fēng)口裝置等組成。

鼓風(fēng)爐示意圖

冶煉爐料（精礦、燒結(jié)礦等）、焦炭、熔劑、反料等固體物料，從爐頂加入，爐身下部側(cè)面風(fēng)口裝置中鼓入的高壓空氣，在向上走的過程中，與向下的物料進(jìn)行熔化、氧化、還原等反應(yīng)，完成冶煉過程，液態(tài)金屬、锍、爐渣從爐子下部的咽喉口或爐缸排出，煙氣、煙塵、氣態(tài)金屬或金屬氧化物從爐頂煙氣出口排出。目前多為密閉爐頂，爐身為全水套，耐火材料只在咽喉口和爐缸使用，因其爐渣屬堿性爐渣，故咽喉口部分主要用鎂磚、鎂鉻磚、鋁鉻磚；爐缸側(cè)壁和爐底上部用鎂磚、鎂鉻磚、鋁鉻磚；爐底砌成反拱形。

二、反射爐

反射爐爐頭操作溫度一般為1400～1500℃，出爐煙氣溫度一般為1150～1200℃。爐底由下而上依次為石棉板、保溫磚層、粘土磚層、鎂鋁磚或鎂磚層。爐墻多采用鎂鋁磚或鎂磚，有些重要部位為了延長使用壽命均采用鎂鉻磚砌筑，外墻一般采用粘土磚。爐頂采用吊掛式爐頂，小型反射爐爐頂采用磚拱，拱頂材質(zhì)為鎂鋁磚。

反射爐示意圖

我國煉鉛（銅）工廠大多采用傳統(tǒng)的燒結(jié)—鼓風(fēng)爐熔煉流程，由于它存在著以下缺陷：

a、燒結(jié)過程中硫燃燒很不充分，返回料比率高；

b、鼓風(fēng)爐爐料中鉛（銅）含量低；

c、大量煙氣污染環(huán)境。

因而人們一直在努力探索煉鉛新工藝，其目的不外乎兩個(gè)方面：

1、利用反應(yīng)熱進(jìn)行熔煉；

2、用一步法工藝代替原來的多步法。

國外已成功地研究出艾薩爐（奧斯麥特爐）、卡爾多爐、QSL法、基夫賽特法、悉羅法、富氧煉鉛爐等新型煉鉛爐和新工藝。

三、艾薩爐（奧斯麥特爐）

艾薩爐爐體為簡單的豎式圓筒形，其技術(shù)核心是采用了浸沒式頂吹燃燒噴槍，在多年小規(guī)模試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，艾薩冶煉廠于1983年建成了一個(gè)處理量為5T/H的煉鉛艾薩爐。

溶池溫度1170~1200℃艾薩熔煉工藝過程：爐體為具有耐火材料襯里的垂直圓柱體噴槍從爐頂中插入爐內(nèi)，噴槍頭部浸沒在熔池的熔渣層內(nèi)，冶煉工藝所需的空氣或者富氧空氣通過噴槍送到渣面以下液態(tài)層中形成強(qiáng)烈攪動(dòng)狀態(tài)的熔池，爐料從爐頂加入直接落入處于強(qiáng)烈攪動(dòng)的熔池，快速被卷入熔體與吹入的氧反應(yīng)，爐料被迅速熔化，生成爐渣和鉛（銅）。

艾薩爐示意圖

由于艾薩爐煉鉛（銅）工藝特點(diǎn)是物料混合時(shí)間很短，熔融金屬、渣、酸氣在爐子內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈攪拌，因而也決定了其工作環(huán)境比傳統(tǒng)煉鉛（銅）法苛刻得多：

a、熔融鉛（銅）、熔渣以及酸氣對(duì)耐火爐襯的強(qiáng)烈沖刷；

b、銃對(duì)耐火爐襯的化學(xué)侵蝕、滲透；

c、熱應(yīng)力破壞。

因此，艾薩爐鉛（銅）冶煉耐火材料爐襯須具有以下優(yōu)良使用性能，才能實(shí)現(xiàn)爐窯長壽、、低耗等目的：

a、具有較高的常溫、高溫耐壓強(qiáng)度，較低的氣孔率以抵抗物料和熔融金屬、渣的沖刷；

b、用高純?cè)现谱?，產(chǎn)品中低熔物很少，能有效抵御環(huán)境與爐襯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變質(zhì)損毀并提高抗?jié)B透性；

c、具有良好的熱震穩(wěn)定性能，受熱應(yīng)力（溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力破壞輕微）。

四、卡爾多爐

卡爾多爐用耐火材料損毀的主要因素及對(duì)耐火材料的要求和艾薩爐（奧斯麥特爐）相同。

卡爾多爐又稱氧氣斜吹轉(zhuǎn)爐，由于爐體傾斜而且旋轉(zhuǎn),增加了液態(tài)金屬和液態(tài)渣的接觸，提高了反應(yīng)效率。由于爐體旋轉(zhuǎn),爐體受熱均勻，侵蝕均勻，有利于延長爐子壽命。

由于使用了氧氣,熔煉和吹煉都在同一爐內(nèi)進(jìn)行,故強(qiáng)化了熔煉過程,縮短了流程，且提高了煙氣中SO2濃度。

正確地選擇爐子內(nèi)膛形狀及尺寸，對(duì)于卡爾多爐冶煉過程化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行，減少噴濺，減輕爐底侵蝕，制造及安裝方便是很重要的。

吹煉是在1100～1300℃左右的高溫中進(jìn)行的，所以為保證一定的爐子壽命，須選擇合理的爐襯材質(zhì)，并確定嚴(yán)格的砌筑方法。

卡爾多爐示意圖

設(shè)計(jì)內(nèi)襯本應(yīng)根據(jù)各部位的工作環(huán)境及主要侵蝕作用選用不同厚度、不同材質(zhì)的耐火材料，以達(dá)到合理配置，降低成本；但考慮到卡爾多爐的侵蝕速度平均比較快（壽命2～3個(gè)月），并為了現(xiàn)場砌筑管理的標(biāo)準(zhǔn)化和便捷及國際標(biāo)準(zhǔn)化趨勢，采用同一厚度、同一材質(zhì)的設(shè)計(jì)，并減少磚型。若需方另有要求，可按需方要求設(shè)計(jì)。

五、氧氣底吹爐

1、QLS法

QLS法在同一反應(yīng)器內(nèi)完成氧化和還原反應(yīng)，其反應(yīng)過程實(shí)際上分為兩步。內(nèi)襯的設(shè)計(jì)配置是否合理直接關(guān)系到爐子的壽命；內(nèi)襯的設(shè)計(jì)配置包括兩方面：一是確定合理的結(jié)構(gòu)和尺寸；二是正確選擇耐火材料。QLS法在我國只有白銀有，爐襯厚度350mm，熔池上部選用電熔半再結(jié)合鎂鉻磚；熔池底部選用電熔再結(jié)合鎂鉻磚LDMGe－26。