提高铜冶炼用耐火材料内衬使用寿命的几点小建

发布时间：2020-08-07 02:31:34 作者：admin 浏览：599

1、内衬概念

提高耐火材料寿命的最直接有效的方式是使用能够同时承受机械、热学和化学侵蚀作用的耐火材料。由于复杂铜冶炼工艺和窑炉类型的多样化，这就要求准确了解彼此独立系统，包括操作损毁机理。在耐火材料工业，了解和掌握工艺条件和耐火材料损毁行为能够发展和试验新型耐火材料，尽管创新型耐火材料概念已经成为可能，但新型耐火材料类型是基于现有耐火材料的一种或多种特征的发展和进步，如热震稳定性特征，通过改变原材料或生产工艺来全面满足铜生产企业的特殊需要。除此之外，优化耐火材料类型确定生产工艺路线，新型耐火材料的开发也要随着生产工艺条件的改变而改变，同时也要受到新型窑炉、经济效益和生态因素的影响。Schlesinger的研究涉及了两个耐火材料发展的主要驱动力(引入新型转炉以及研究开发无铬耐火材料),在过去的十年里尤其突出，目前仍然有效。

输入原料的改变

对于初始铜产品而言，低杂质(As、Sb、Pb、Bi等)高品位精矿变得越来越稀缺，原料精矿中杂质含量的增大，直接或通过改变操作工艺间接地改变了耐火材料的侵蚀行为，例如需要通过改变操作条件而更加有效的去除铜金属液中的As和Sb,可以通过添加过热金属或改用铁酸钙基熔渣的手段来实现，两种方法都对耐火材料的抗侵蚀性起到消极作用。渣中微量元素也会直接影响熔渣的黏度，进而改变耐火材料的渗透行为，增大耐火材料成分在熔渣中的溶解度，导致耐火材料内衬的加速损毁。Oprea研究了1250℃条件下氧化铬在富铁含氧化铅和氧化锌的有色金属熔渣中溶解度，发现了第二种方法。

工艺条件的改变

二次铜产品火法冶炼工艺变得越来越重要，相对于初始铜产品操作工艺，二次铜产品冶炼工艺不仅需要不同的工艺流程和操作条件，而且输入原料包含不同杂质。在Campforts的研究中了解到如何从铜和其它有色金属工业的残留物熔融和精炼，并证明了后者的结论，微量元素如As、Sn、Bi、Pb等被带入到铜冶炼炉中，进而侵蚀耐火材料，相对于初始铜产品冶炼，已经完全改变了耐火材料损毁机理。例如，在铜冶炼炉渣中氧化铅降低熔渣黏度、降低液相熔点，进而加深熔渣在耐火砖中的渗透。Scheunis研究了在合成体系中，镁铬质耐火材料与熔渣接触过程中所形成的相对熔渣渗透和化学侵蚀的影响。

铜冶炼工业炉优化的耐火材料内衬通常不是由一种类型的耐火材料所砌筑，因为炉中不同位置受到不同的机械、热学和化学侵蚀，这就意味着没必要针对每个区域都找到最耐侵蚀的耐火材料，优化那些侵蚀区域最为严重的耐火材料是最经济的，对优化过程不断循环，直到不能进一步提高侵蚀最严重区域耐火材料的抗侵蚀性为止。这也决定了耐火材料内衬的最高使用寿命及炉龄限。因为炉龄结束后对于其它区域耐火砖没必要保持较大残余长度，所以针对这些区域选取较为便宜的耐火材料是比较经济的。对于这种类型耐火材料，可以接受的侵蚀速率不能高于窑炉内所使用耐火材料最高侵蚀率的范围。