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2022-03-03 次阅读 行业资讯

耐火材料在铅冶金行业的设计与应用实践

耐火材料在铅冶金行业的设计与应用实践


1)炉底设计


经过多年的实际生产经验,对于铅冶炼,所使用的冶金炉包括处理各种铅物料的几十种冶金炉,但冶金炉的耐火内衬主要使用的是镁铬砖、高铝砖、高铝质的耐火捣打料等。


(1) 炉底X层区域


在炉衬的设计中,炉体内各个位置不同,耐材的选择也相应变化。以固定卧式冶金炉炉体为例,炉底一般使用的有镁铬砖、高铝砖、铝铬尖晶石及高铝质捣打料、镁质捣打料等,还有的使用高强防渗捣打料,其成分也是属Al?O?-SiO?系, Al?O?的含量>75%。液态铅的比重达10.6g/cm³,渗透性极强,因此炉底耐材既要有散热的功能,也要具备较高的防渗铅的能力。


目前广泛应用的做法是炉底钢板上首先铺设高铝砖,高铝砖具有较高的耐压强度(常温耐压强度40~60MPa),用作炉底底部作为垫层比较合理;在炉底垫层上部应设置一层具有抗铅渗透的耐火材料,目前采用的有镁质捣打料或高强防渗捣打料(高铝质),两种均可起到隔层的作用。其中镁质捣打料的配比为:镁砂:镁粉=7:3,配以卤水,镁砂粒度:0.2~0.5mm70%、1.5~3.0mm 30%;高强防渗捣打料的成分则是:高铝质的各种粒度的骨料、骨粉配置而成,在经过高温烘烤后,各种粒度的骨料膨胀紧密结合,达到理想的防渗铅目的。


X注意的是镁质、镁铬质捣打料捣打完成后,需进行低温烘烤,烘烤出游离水后,用细镁粉将伸缩缝填实,以保证捣打层的强度和密实性。捣打料的厚度建议为150~300mm,既便于捣打时一次完成,又能较为均匀地完成烘烤,形成防渗效果较好的整体层。
耐火材料在铅冶金行业的设计与应用实践


(2 )炉底工作层区域


对于炉底的安全层和工作层耐火材料的选择,广泛使用的是镁铬砖。其中安全层可采用直接结合镁铬砖,工作层则采用半再结合镁铬砖,随着铅液面的波动, 炉底的温度波动明显,因此应选择热震性好的半再结合镁铬砖。炉底安全层和工作层也有采用高铝砖的,一般此种炉型都会有~400mm高的底铅层,因此炉底不会受到熔渣的侵蚀,可选用 Al?O?的含量不小于75%的高铝砖作为炉底安全层和工作层的衬砖。


2)炉内工作区域


炉膛内工作区域(炉壁、炉顶)的耐材选用分为两个区域进行,一部分是熔池区(尤其是渣线区域)的耐火砖另一部则是气象区的耐火砖。


(1)炉内熔池区

熔池区(尤其是渣线区域)的耐火砖会受到熔渣的侵蚀和冲刷,铅冶炼熔渣成分较为复杂,高铝质的耐火材料会参与造渣反应,因此选用高铝质的耐火砖是不合适的,应选用镁铬材质的耐火砖。同时考虑到耐火砖的抗渣侵蚀及抗冲刷性,应选用电熔再结合的镁铬砖。

该材质的砖在抗渣侵蚀性优于半再结合镁铬砖。Cr?O?的含量增加可以提高砖的抗渣侵蚀性,因此尽量选择Cr?O?含量较高的镁铬质耐火砖。

(2)炉内气象区

气象区耐火砖不会受熔渣的侵蚀,仅受少量熔渣的喷溅侵蚀和含尘烟气的冲刷,因此可选用含Cr?O?较低的镁铬质耐火砖。国内某厂的炼铅还原炉内采用的镁铬砖在生产初期所使用的是含Cr?O?较高的直接结合镁铬砖,则出现了气象区处的镁铬砖表面无金属和渣的包裹、砖断成两段、结构疏松等现象,根据分析结果判断是耐火砖中的Fe³﹢、Fe²﹢大量还原成单质Fe,从而导致砖体结构疏松。

因此在维修中改用了含Cr?O?较低的电熔再结合镁铬砖(Cr?O?含量为12%)。此改进主要的原因是电熔再结合镁铬砖的显气孔率低,同时降低耐火砖中Fe³﹢、Fe²﹢的含量,从而更适应在气象区的强还原性气氛,延长使用周期。改用此类型的电熔再结合镁铬砖后,大大延长了使用时间,取得了良好的效果。

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