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鼓风炉用什么耐火材料 看看这三种炉型

作者:寰洋实业  发布日期:2017-02-16

鼓风炉,作为冶金行业的高温窑炉,广泛应用于铜、铅、铅锌、锑等金属的粗炼过程。

耐火材料在各类型鼓风炉中的应用也有部分区别,有色金属熔炼生产工艺也不同。

就目前来说,铜精矿密闭鼓风造锍在我国不少炼铜厂特别是中、小炼铜厂普遍使用;绝大部分粗铅还都是从铅鼓风内生产的;难选铅锌混合精矿经烧结后在铅锌密闭鼓风炉内同时生产粗铅和粗锌,仍是一些工厂愿意采用的方法。而硫化锑矿在鼓风炉内脱硫还原是我国发明的流程,效益非常好。


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鼓风炉一般由炉顶、炉身、本床(也称咽喉口)、炉缸、风口装置等部分组成。冶炼炉料(精矿、烧结矿等)、焦炭,熔剂、返料等固体物料,从炉顶加入,炉身下部侧面风口装置中鼓入的高压空气,在向上走的过程中,与向下的物料进行熔化、氧化、还原等反应,完成冶炼过程,液态金属,锍、炉渣从炉子下部的咽喉口或炉缸排出,烟气、烟尘、气态金属或金属氧化物从炉顶烟气出口排出。

不同作用的炉子各部分的结构不完全相同,如鼓风炉都有水套,有的炉身是全部用水套,而有的则只是风口区及其上一部分是水套,上部炉身为砖砌体;有的炉子有炉缸可存贮渣和液态金属。而有的炉子只有本床,渣和液态金属只是在此过渡一下,迅速流入前床(与鼓风炉分离的另一设备)贮存,炉顶结构也因温度和加料方式不同,有水套形式的,也有用耐火材料砌筑的。

烟化炉是类似于鼓风炉的一种竖式冶炼设备,炉料中固体料从顶部、液体料从炉身中部加入,下部有风口鼓风,液态物料从下部渣口排出,气态物料、烟尘、烟气从上部烟口排出,它全部由水套组成,只是在炉底水套上有一层耐火材料,防止液态炉渣的侵蚀。

一、铅鼓风炉

铅鼓风炉炉料主要是自熔性铅烧结块矿和焦炭,炉顶温度为400~500℃,目前多为密闭炉顶,炉身为全水套,耐火材料只在咽喉口和炉缸使用,如下图所示。


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咽喉口即炉渣和粗铅放出口,由于炉渣的主要成分是FeO、SiO2、CaO,其典型渣成分为FeO 39%,SiO2 27%,CaO 14%,ZnO 10%,因此铅鼓风炉渣属碱性炉渣。咽喉口部分主要用镁砖、镁铬砖、铝铬砖,其抗渣性、抗冲刷性能较好,在咽喉口还设有特别的小水套以保护该部分的砖体。

炉缸侧壁和炉底上部均用镁砖砌筑,外侧及靠炉底钢板部分砌粘土砖,炉底砌成反拱形。


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二、铅锌密闭鼓风炉

铅锌密闭鼓风炉的炉料主要是铅锌烧结块矿、焦炭、熔剂。除熔剂是冷料外,烧结块矿入炉温度为200~400℃,焦炭入炉温度为800℃,铅锌密闭鼓风炉炉身上部温度要求控制在1000~1050℃,下部风口鼓入的空气是被预热至800~850℃的热空气,高铁(FeO 35%)高钙(24% CaO)渣与还原出来的粗铅以液态从炉缸渣口全部进入前床分离,含锌蒸气的烟气从炉身顶部侧出口进入收锌系统,铅锌密闭鼓风炉示意图如下图所示。


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铅锌密闭鼓风炉炉顶温度是靠燃烧部分炉气中的一氧化碳控制的,而炉气又要求较强的还原性气氛,因此炉顶入炉料都为热料,顶部也不能做成水套(吸热太多),而只能用耐火材料砌筑,外层还需保温,炉顶部做成平盖形,用粘土质耐火浇注料捣制而成,上层还用轻质浇注料保温。

炉身上部也是砌砖,由于烧结块矿和焦炭硬度较高,炉身内侧衬以耐磨性好的优质高铝砖提高高铝耐磨浇注料性能,外层砌保温砖,上部砌砖的原因就是为了保持整个料柱高度内的高温条件,使出料层的炉气温度尽可能高些,减少为保持炉顶温度所消耗的一氧化碳。

铅锌密闭鼓风炉鼓风温度为800~850℃,这样高的风温,从热风炉到鼓风炉的围管都是需要保温的,一般都用内保温,内层用粘土砖,外层用轻质粘土砖,目前有完全用高强轻质保温砖的趋势。


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铅锌密闭鼓风炉为了降低渣含锌,用高铁高钙渣型,典型渣成分为FeO 44.5%,CaO 23.5%,SiO2 22.5%,Al2O3 4.5%,其他4.5%。因此,炉缸内衬采用抗FeO、CaO较好的镁砖砌筑,炉底用一层或两层镁砖立砌成反拱,下层还有粘土砖和保温砖,侧墙也是镁砖-粘土砖保温砖的结构。渣放出口也与铅鼓风炉的咽喉口一样,采用特殊水套保护的结构形式。

三、铜鼓风炉

我国目前中小型铜冶炼厂,从硫化铜精矿生产锍,主要采用密闭鼓风炉冶炼,基本采用混捏精矿经加料漏斗加入炉内,靠精矿加在上层使其密闭。炉顶顶盖用盖板和水套构成,侧面有一层粘土砖加石棉板的内衬,外包钢板,炉身全由水套组成,铜密闭鼓风炉设有炉缸,全部的渣和锍经咽喉口进入前床,在前床内实现渣和锍的分离。咽喉口使用镁砖砌成,咽喉口下部即是炉底,炉底使用镁砖砌成,它下面一般有粘土砖和石棉板,都由铸铁或铸钢炉底托住。如下图所示。


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某处小型铜鼓风炉仍然是敞开式鼓风炉,其中有的还是半水套炉,即只是在风口区及其上一部分炉身有水套,炉身土部则是砌砖,通常砌高铝砖,其他部位与密闭鼓风炉的炉衬相似。

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