銅自熱熔煉爐爐頂鎂鉻磚應怎么砌？如何檢修？

以金川公司銅自熱熔煉爐為例，主要是用來處理含鎳銅精礦的。這種銅精礦含鎳高、含鐵低、含硫低不含脈石。根據(jù)爐子情況，并依據(jù)以下選擇耐火材料的原則，我們以優(yōu)質(zhì)鎂鉻磚為爐體材料，鎂鋁尖晶石磚上為爐頂材料，

選材原則為：

(1)爐頂材料的選擇原則。熱穩(wěn)定性好，抗SO2氣氛侵蝕性能好，以及高溫強度大等。

(2)爐體材料選擇原則。抗锍滲透性強，耐渣、锍、氣沖刷性能好，以及高溫強度大等。

材料的理化性能列于表1。

表1 優(yōu)質(zhì)鎂鉻磚的理化性能

針對金川公司銅自熱熔煉爐爐頂砌筑結(jié)構(gòu)的調(diào)整

為了消除由于爐頂砌筑不合理而引起的熱應力，在采用優(yōu)質(zhì)鎂鉻磚的同時對砌筑結(jié)構(gòu)進行了調(diào)整。

原設計爐頂鎂鉻磚為平砌拉柱法，砌筑簡圖如圖5-16所示。采用該設計砌筑的爐頂在氧槍管及加料管部位掉磚嚴重，爐頂鋼殼燒穿而被迫停爐檢修，使用壽命短。

圖1  鎂鉻磚平砌法簡圖

1，3—預反應鎂鉻磚;2—鎂粉填料;4一直接結(jié)合鎂鉻磚

為此，將原設計的平砌拉柱法改進為垂直爐壁拱形砌筑法。該法以確立消除應力等諸因素為重點，創(chuàng)立了一種獨具特色的垂直爐壁拱形砌筑結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖5-17垂直爐壁拱形砌法

1，2—直接結(jié)合鎂鉻磚;3，4—鎂鉻質(zhì)三角磚;5，6—預反應鎂鉻磚

改良后的使用效果

使用結(jié)果表明，采用方鎂石結(jié)合鎂鋁尖晶石磚垂直爐壁拱形砌筑結(jié)構(gòu)的爐頂共試驗3次，各次的爐壽命及檢修狀況見表2。爐頂用方鎂石結(jié)合鎂鋁尖晶石磚，爐體仍用鎂鉻磚。

表2  爐壽命及檢修狀況

第一次：使用磚型為：460mm×150mm×85/65mm;460mm×150mm×85/50mm;異型磚;300mm×150mm×75/65mm。使用4個月后因年度檢修而提前中修。隨后測得幾個關鍵點的殘磚狀況如下：

(1)加料管、氧槍管之間及周邊區(qū)域殘磚長約在250~280rmn，仍為爐頂最薄弱的區(qū)域;

(2)爐頂其他部位磚的蝕損尺寸約為100~200mm;

(3)爐頂磚的渣化層厚度在30mm以內(nèi);

(4)爐頂內(nèi)襯結(jié)有50mm左右的渣殼，這是以前從未發(fā)現(xiàn)的良好現(xiàn)象。第二次：使用的磚型與第一次相同。使用6個月后因工廠為了確保下半年生產(chǎn)強行停爐檢修。對爐身、爐頂?shù)臒g情況不明。

第三次：使用磚型與第一次相同。使用9個月后停爐檢修。停爐后，對殘磚進行了檢查和分析，得知：

(1)觀察到爐頂內(nèi)表面的結(jié)渣層較之前兩次更厚，達到了100mm以上，而磚的渣化層厚度仍在30mm之內(nèi)。

(2)方鎂石結(jié)合鎂鋁尖晶石磚較之反應鎂鉻磚更能適應自熱爐頂部的使用環(huán)境，具有更優(yōu)異的表現(xiàn)：鎂鋁磚的抗?jié)釹O2煙氣及熔渣的沖刷和侵蝕能力強，渣化層薄;高溫性能優(yōu)越，能形成覆蓋整個拱頂內(nèi)表面的渣殼，渣殼厚度可達100mm;常溫強度高，高溫結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，荷重軟化溫度高等性能成功地解決了加料管、氧槍管周邊等易損區(qū)域壽命過低的難題。

(3)從殘磚斷面分析可見，爐頂部易損部位在9個月的生產(chǎn)過程中，蝕損尺寸為290mm，殘余長度為160mm以上。按32mm/月的平均蝕損速度(290/9=32mm/月)推算，結(jié)合到爐頂襯層初期易損、中后期蝕損慢的特點，該爐的實際使用壽命達到了16個月以上。