耐火材料：在炼铜反射炉内衬的应用

发布时间：2022/9/29 11:46:36

TOP耐火材料窑炉应用技术频道开讲啦，今天给大家分享的是关于炼铜反射炉内衬的知识。

1. 反射炉简介：

反射炉是传统的火法冶炼设备之一。按作业性质分为周期性作业和连续性作业反射炉；按冶炼性质可分为熔炼、熔化、精炼和焙烧反射炉。反射炉具有结构简单、操作方便容易控制、对原料及燃料的适应性较强、生产中耗水量较少等优点。因此，反射炉在熔炼铜、锡、铋精矿和处理铅浮渣以及金属的熔化和精炼等方面都得到广泛的应用。

图1：反射炉原理

反射炉生产的主要缺点是燃料消耗量较大、热效率较低（一般只有15~30%），造硫熔炼反射还存在脱硫率及烟气中二氧化硫浓度低、占地面积大、消耗大量耐火材料等缺点。

近年来，大型熔炼反射炉采用止推式吊挂炉顶、虹吸式放冰铜及镁铁整体烧结炉底；精炼反射炉采用打眼放铜；加料口及拱脚梁用水冷却、加料系统自动控制以及逐步推广余热锅炉等。

为进一步强化铜熔炼反射炉熔炼过程，并提高原料中化学热及硫的利用率，减少对环境的污染，已开始采用向熔池鼓入热风的无料坡池熔炼反射炉，为大型反射炉开辟了新的发展前景。目前反射炉总的发展趋势是加大炉子尺寸主要是扩大宽度；采用多点分散供热以增加炉子热负荷；采用富氧热风助燃以提高炉温；采用耐火材料并增设强制冷却部件以延长炉体寿命。

2. 反射炉结构：

图2：反射炉断面结构示意图 （a-吊顶式；b-拱顶式）

1-料坡；2-放铜口；3-捣打层；4-放渣口；5-烧嘴

1）炉底

按照炉底与炉基的关系分为架空炉底和实炉底；按照炉底结构分为砖砌反拱炉底和烧结整体炉底。周期作业的精炼反射炉与熔炼反射炉多采用砖砌反拱炉底，一般厚为700~900毫米。由下而上依次为：炉底铸铁板或钢板、石棉板（10~20mm）、粘土砖（230~345mm）、捣打料层（50~100mm）以及最上层砌的镁砖或镁铝砖反拱（230~380mm）。炉底反拱中心角视熔体比重和深度而定。熔体比重和深度大时，拱中心角宜较大。

2）炉墙

熔炼反射炉的内墙多采用镁砖、镁铝砖砌筑。有些重要部位如铜熔炼反射炉的粉煤燃烧器附近及转炉渣口等，为了延长使用寿命均采用铬镁砖砌筑。熔点较低的金属的溶化炉可用黏土砖砌筑。外墙一般采用粘土砖。铜熔炼反射炉熔池上部炉墙的厚度一般为460~690毫米。为延长炉墙寿命，熔池下部逐渐错台加厚，最厚处可达900~1290毫米，端墙下部厚达 1000~1400毫米。熔池部分的炉墙外面一般设有炉墙护板。对周期作业的炉子因炉温波动较大，为增加炉墙结构的稳定性，往往砌成弧形，避免炉墙向炉膛内倒塌。为延长炉墙的使用寿命，可在熔池渣线一带的炉墙外面设置水套。

3）炉顶

反射炉炉顶结构形式为砖砌拱形和吊挂炉顶。吊挂炉顶又可分为：简易型吊顶、压梁式止推吊顶和立杆式止推吊顶。

4）加料口及转炉渣注入口

周期作业熔炼反射炉炉顶加料口。炼锡、炼铋和处理铅浮渣等几种周期作业的熔炼反射炉，其加料口一般均设在炉顶。加料口的大小视炉料的条件而定。炉顶加料口一般是做成水套式的。

3. 反射炉用耐火材料：

图3： 反射炉用耐火材料示意图

反射炉炉顶直接受高温火焰冲刷、急冷急热作用和化学侵蚀等影响，损毁较快，有时局部被烧穿，是炉子的薄弱环节，其使用寿命即为反射炉的寿命。

该炉炉顶分为吊顶和拱顶两种（图 3)。炉子跨度小于3.5m时，一般采用拱顶，工作层用硅砖砌筑，非工作层则用粘土砖和粘土质隔热砖砌筑，因受碱性烟尘等作用，熔损较快，使用寿命通常为3～6个月。吊顶不受炉子跨度的限制，普遍采用镁铝质或镁铬吊工作层，提高了使用寿命。中国反射炉一般用拱吊结合的止推式吊挂顶结构，用碱性砖砌筑，高温区炉顶寿命为9～11个月，低温区的可用3a以上；反射炉炉墙一般采用烧成镁砖、镁铬砖、铬镁砖和镁铝砖等碱性砖砌筑，渣线区衬体损毁较快，采取增加其厚度或外侧安装水冷套等措施，以提高使用寿命；炉床先铺砌粘土质隔热砖和粘土砖，再砌烧成镁砖，最后用卤水镁砂铁粉捣打料捣打炉底和料坡工作层，烧结后即可投入生产，使用寿命较长。

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