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炼铜炉用含抗渣侵蚀型耐火材料的分析

添加时间:2017年11月16日  浏览次数:

    在有色金属工业中消耗耐火材料的大户是有色金属(铜、镍、铅、锌等)冶炼与炼铝。对于有色金属冶炼用耐火材料炼铜和炼镍过程基本相似,其差异仅为炼铜转炉的产品是粗铜,而炼镍产品则是高冰镍(镍锍):铜电解精炼用的是钢阳极板,而镍电解精炼则是用Ni3S2阳极板。因此,以下仅以炼铜为例来讨论有关炼铜用耐火材料的问题。

    传统炼铜主要采用鼓风炉和反射炉。后来又发展了闪速炉、若兰达炉,在电力便宜的地方则采用矿热电炉,吹炼使用转炉。连续炼铜与熔化电解铜还有AsARCO竖炉。

 

    在炼铜转炉中,炉内SO2气体的浓度达14% ,即 so2=0.014MPa,So2分解反应为:

 

SO2   = ½ S2 + O2

    其平衡常数Kp为:

Kp = (ps½po2)/pso2

     Kp 同温度(T)之间存在以下关系:

logKp = -18850T-1+ 0.163logT+2.65

     由此可求出在炼铜温度为1400℃(T=1673K)时,Po2 = 6.9X10-6 MPa。这比炼钢转炉中Po2 这比炼钢转炉中 PO2 分压高得多,表明含碳耐火材料在炼铜转炉中易被氧化,这就解释了为什么含碳耐火材料难以同炼铜操作条件相适应。由此可见,炼铜炉内衬耐火材料应在氧化物系耐火材料范围内选择。

炼铜炉

     炼铜工业所用矿石多为含铜、甚低的流化物矿冶炼中产生的气体含大量SO2气体。铜冶炼炉渣和冰铜的成分它表明铜矿石熔炼炉渣基本上属于碱性相当低的FeO—SiO2—CaO 系(在CaO 含量甚低时为FeO—SiO2系),而铜转炉吹炼炉渣基本上属于FeO—Fe2O3—SiO2系(即FeO·Fe2O3-SiO2系或者FeOn—SiO2系)。

     我公司郑州驹达耐火材料有限公司曾经通过一些耐火氧化物与Fe3O4—SiO2系熔渣构成的三元系在1500℃液相区的研究得出只有Cr2O3与铁硅熔渣构成的液相区最小,这表明Cr2O3抗铁硅熔渣的侵蚀性最好。

     而且一些耐火氧化物在FeO - Sio2系熔渣中的熔解速度(旋转圆柱法)与温度的关系,它表明MgO ·Cr2O3抗FeO—SiO2系熔渣的侵蚀性甚佳。

     总结:除转炉吹炼之外,其他炼铜炉均为连续操作。连续式生产炉子除风口外,炉温波动小,主要要求耐火材料抗熔渣与抗冲刷。间歇式生产的转炉,炉温波动大,风口与风口区不仅温度波动大而且频繁,所以要求耐火材料不仅要抗熔蚀与冲刷,而且要抗热震和抗结构剥落。

关键词:Cr2O3      
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