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鼓風爐用什么耐火材料 看看這三種爐型

作者:寰洋實業  發布日期:2017-02-16

鼓風爐,作為冶金行業的高溫窯爐,廣泛應用于銅、鉛、鉛鋅、銻等金屬的粗煉過程。

耐火材料在各類型鼓風爐中的應用也有部分區別,有色金屬熔煉生產工藝也不同。

就目前來說,銅精礦密閉鼓風造锍在我國不少煉銅廠特別是中、小煉銅廠普遍使用;絕大部分粗鉛還都是從鉛鼓風內生產的;難選鉛鋅混合精礦經燒結后在鉛鋅密閉鼓風爐內同時生產粗鉛和粗鋅,仍是一些工廠愿意采用的方法。而硫化銻礦在鼓風爐內脫硫還原是我國發明的流程,效益非常好。


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鼓風爐一般由爐頂、爐身、本床(也稱咽喉口)、爐缸、風口裝置等部分組成。冶煉爐料(精礦、燒結礦等)、焦炭,熔劑、返料等固體物料,從爐頂加入,爐身下部側面風口裝置中鼓入的高壓空氣,在向上走的過程中,與向下的物料進行熔化、氧化、還原等反應,完成冶煉過程,液態金屬,锍、爐渣從爐子下部的咽喉口或爐缸排出,煙氣、煙塵、氣態金屬或金屬氧化物從爐頂煙氣出口排出。

不同作用的爐子各部分的結構不完全相同,如鼓風爐都有水套,有的爐身是全部用水套,而有的則只是風口區及其上一部分是水套,上部爐身為磚砌體;有的爐子有爐缸可存貯渣和液態金屬。而有的爐子只有本床,渣和液態金屬只是在此過渡一下,迅速流入前床(與鼓風爐分離的另一設備)貯存,爐頂結構也因溫度和加料方式不同,有水套形式的,也有用耐火材料砌筑的。

煙化爐是類似于鼓風爐的一種豎式冶煉設備,爐料中固體料從頂部、液體料從爐身中部加入,下部有風口鼓風,液態物料從下部渣口排出,氣態物料、煙塵、煙氣從上部煙口排出,它全部由水套組成,只是在爐底水套上有一層耐火材料,防止液態爐渣的侵蝕。

一、鉛鼓風爐

鉛鼓風爐爐料主要是自熔性鉛燒結塊礦和焦炭,爐頂溫度為400~500℃,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,如下圖所示。


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咽喉口即爐渣和粗鉛放出口,由于爐渣的主要成分是FeO、SiO2、CaO,其典型渣成分為FeO 39%,SiO2 27%,CaO 14%,ZnO 10%,因此鉛鼓風爐渣屬堿性爐渣。咽喉口部分主要用鎂磚、鎂鉻磚、鋁鉻磚,其抗渣性、抗沖刷性能較好,在咽喉口還設有特別的小水套以保護該部分的磚體。

爐缸側壁和爐底上部均用鎂磚砌筑,外側及靠爐底鋼板部分砌粘土磚,爐底砌成反拱形。


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二、鉛鋅密閉鼓風爐

鉛鋅密閉鼓風爐的爐料主要是鉛鋅燒結塊礦、焦炭、熔劑。除熔劑是冷料外,燒結塊礦入爐溫度為200~400℃,焦炭入爐溫度為800℃,鉛鋅密閉鼓風爐爐身上部溫度要求控制在1000~1050℃,下部風口鼓入的空氣是被預熱至800~850℃的熱空氣,高鐵(FeO 35%)高鈣(24% CaO)渣與還原出來的粗鉛以液態從爐缸渣口全部進入前床分離,含鋅蒸氣的煙氣從爐身頂部側出口進入收鋅系統,鉛鋅密閉鼓風爐示意圖如下圖所示。


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鉛鋅密閉鼓風爐爐頂溫度是靠燃燒部分爐氣中的一氧化碳控制的,而爐氣又要求較強的還原性氣氛,因此爐頂入爐料都為熱料,頂部也不能做成水套(吸熱太多),而只能用耐火材料砌筑,外層還需保溫,爐頂部做成平蓋形,用粘土質耐火澆注料搗制而成,上層還用輕質澆注料保溫。

爐身上部也是砌磚,由于燒結塊礦和焦炭硬度較高,爐身內側襯以耐磨性好的優質高鋁磚提高高鋁耐磨澆注料性能,外層砌保溫磚,上部砌磚的原因就是為了保持整個料柱高度內的高溫條件,使出料層的爐氣溫度盡可能高些,減少為保持爐頂溫度所消耗的一氧化碳。

鉛鋅密閉鼓風爐鼓風溫度為800~850℃,這樣高的風溫,從熱風爐到鼓風爐的圍管都是需要保溫的,一般都用內保溫,內層用粘土磚,外層用輕質粘土磚,目前有完全用高強輕質保溫磚的趨勢。


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鉛鋅密閉鼓風爐為了降低渣含鋅,用高鐵高鈣渣型,典型渣成分為FeO 44.5%,CaO 23.5%,SiO2 22.5%,Al2O3 4.5%,其他4.5%。因此,爐缸內襯采用抗FeO、CaO較好的鎂磚砌筑,爐底用一層或兩層鎂磚立砌成反拱,下層還有粘土磚和保溫磚,側墻也是鎂磚-粘土磚保溫磚的結構。渣放出口也與鉛鼓風爐的咽喉口一樣,采用特殊水套保護的結構形式。

三、銅鼓風爐

我國目前中小型銅冶煉廠,從硫化銅精礦生產锍,主要采用密閉鼓風爐冶煉,基本采用混捏精礦經加料漏斗加入爐內,靠精礦加在上層使其密閉。爐頂頂蓋用蓋板和水套構成,側面有一層粘土磚加石棉板的內襯,外包鋼板,爐身全由水套組成,銅密閉鼓風爐設有爐缸,全部的渣和锍經咽喉口進入前床,在前床內實現渣和锍的分離。咽喉口使用鎂磚砌成,咽喉口下部即是爐底,爐底使用鎂磚砌成,它下面一般有粘土磚和石棉板,都由鑄鐵或鑄鋼爐底托住。如下圖所示。


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某處小型銅鼓風爐仍然是敞開式鼓風爐,其中有的還是半水套爐,即只是在風口區及其上一部分爐身有水套,爐身土部則是砌磚,通常砌高鋁磚,其他部位與密閉鼓風爐的爐襯相似。


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