耐火材料主要检测哪些性能指标

   2022-08-27 10:42:32 网络1100
核心提示:耐火材料主要看这4大性能指标:1、结构性能——气孔率、体积密度、透气性、孔径分布、真密度、吸收率等。2、力学性能——耐压强度、抗折强度、粘结强度、高温扭转强度、弹性模量、耐磨性等。3、热学和电学性能——热膨胀性、导热性、热容、温度传导性、导

耐火材料主要检测哪些性能指标

耐火材料主要看这4大性能指标:

1、结构性能——气孔率、体积密度、透气性、孔径分布、真密度、吸收率等。

2、力学性能——耐压强度、抗折强度、粘结强度、高温扭转强度、弹性模量、耐磨性等。

3、热学和电学性能——热膨胀性、导热性、热容、温度传导性、导电性等。

4、使用性能——耐火度、荷重软化温度、抗热震性、高温体积稳定性、高温蠕变性、抗侵蚀性、抗氧化性、抗水化性、耐真空性等。

参考自雷法耐火技术。

耐火材料企业安全生产标准化评定标准 实施了吗

耐火材料科技名词定义

中文名称:耐火材料 英文名称:refractory material 定义:耐火度不低于1580℃,有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的非金属材料。 应用学科:电力(一级学科);火力发电(二级学科) 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

求助编辑百科名片

耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下,抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域,在冶金工业中用量最大,占总产量的50%~60%。

目录

简介

发展

在中国的发展

种类

成分

主要品种酸性耐火材料

中性耐火材料

碱性耐火材料

氧化物材料

难熔化合物材料

高温复合材料

应用

性能

生产工艺

作业性

常见耐火材料

散状耐火材料

耐火材料专业介绍简介

发展

在中国的发展

种类

成分

主要品种 酸性耐火材料

中性耐火材料

碱性耐火材料

氧化物材料

难熔化合物材料

高温复合材料

应用

性能

生产工艺作业性常见耐火材料散状耐火材料耐火材料专业介绍展开 编辑本段简介

耐火材料与高温技术相伴出现,大致起源于青铜器时代中期。中国东汉时期已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初,耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展,同时出现了 耐火材料

完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。现代,随着原子能技术、空间技术、新能源技术的发展,具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了应用。

编辑本段发展

中国在4000多年前就使用杂质少的粘土,烧成陶器,并已能铸造青铜器。东汉时期(公元25~220)已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初,耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展,同时发展了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和高耐火纤维(用于1600℃以上的工业窑炉)。前者如氧化铝质耐火混凝土,常用于大型化工厂合成氨生产装置的二段转化炉内壁,效果良好。50年代以来,原子能技术、空间技术、新能源开发技术等的迅速发展,要求使用耐高温、抗腐蚀、耐热震、耐冲刷等具有综合优良性能的特种耐火材料,例如熔点高于2000℃的氧化物、难熔化合物和高温复合耐火材料等。

编辑本段在中国的发展

古代、中世纪、文艺复兴时代的耐火材料,工业革命前后高炉、焦炉、热风炉用耐火材料,近代后期新型耐火材料及其制造工艺,现代耐火材料制造技术及主要技术进步,以及对未来耐火材料发展的展望,耐火材料与高温技术相伴出现,大致起源于青铜器时代中期。中国东汉时期已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初,耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展,同时出现了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。现代,随着原子能技术、空间技术、新能源技术的发展,具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐 耐火材料

冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了应用。在中国有许多工厂生产耐火材料产品。中国有丰富的资源,也正因为这方面的原因,各大外国投资商也来到国内一展身手,展露头角。在中国的东北部,是耐火材料供应商极其丰茂的地区,导致其他国外投资商对其的出口低价格产生了质疑,从而在2003年由欧盟提出对中国耐火材料新产品的反倾销,限制了产品对欧盟的出口。2006年中国为保护原材料资源的大量流失,对部分行业进行了减免出品退税,以此极大地限制产品的出口。但这并不能在很大程度上限制一些国外的品牌销售,因为它们拥有几十甚至上百年的销售生产经验,并极大地占有了市场,也创立了它们在各大洲的品牌效应。

编辑本段种类

耐火材料种类繁多,通常按耐火度高低分为普通耐火材料(1580~1770℃)、高级耐火材料(1770~2000℃)和特级耐火材料(2000℃以上);按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。此外,还有用于特殊场合的耐火材料。 现在对于耐火材料的定义,已经不仅仅取决于耐火度是否在1580℃以上了。目前耐火材料泛指应用于冶金、石化、水泥、陶瓷等生产设备内衬的无机非金属材料。

编辑本段成分

酸性耐火材料以氧化硅为主要成分,常用的有硅砖和粘土砖。硅砖是含氧化硅94%以上的硅质制品,使用的原料有硅石、废硅砖等,其抗酸性炉渣侵蚀能力强,荷重软化温度高,重复煅烧后体积不收缩,甚至略有膨胀;但其易受碱性渣的侵蚀,抗热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖以耐火粘土为主要原料,含有30%~46%的氧化铝,属弱酸性耐火材料,抗热振性 耐火材料

好,对酸性炉渣有抗蚀性,应用广泛。 中性耐火材料以氧化铝、氧化铬或碳为主要成分。含氧化铝95%以上的刚玉制品是一种用途较广的优质耐火材料。以氧化铬为主要成分的铬砖对钢渣的耐蚀性好,但抗热震性较差,高温荷重变形温度较低。碳质耐火材料有碳砖、石墨制品和碳化硅质制品,其热膨胀系数很低,导热性高,耐热震性能好,高温强度高,抗酸碱和盐的侵蚀,尤其是弱酸碱具有较好的抵抗能力,不受金属和熔渣的润湿,质轻。广泛用作高温炉衬材料,也用作石油、化工的高压釜内衬。 碱性耐火材料以氧化镁、氧化钙为主要成分,常用的是镁砖。含氧化镁80%~85%以上的镁砖,对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性,耐火度比粘土砖和硅砖高。主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼设备以及一些高温设备上。 在特殊场合应用的耐火材料有高温氧化物材料,如氧化铝、氧化镧、氧化铍、氧化钙、氧化锆等,难熔化合物材料,如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等;高温复合材料,主要有金属陶瓷、高温无机涂层和纤维增强陶瓷等。

编辑本段主要品种

在普通和特种耐火材料中,常用的品种主要有以下几种:

酸性耐火材料

用量较大的有硅砖和粘土砖。硅砖是含93%以上SiO2的硅质制品,使用的原料有硅石、废硅砖等。硅砖抗酸性炉渣侵蚀能力强,但易受碱性渣的侵蚀,它的荷重软化温度很高,接近其耐火度,重复煅烧后体积不收缩,甚至略有膨胀,但是抗 耐火材料磨具

热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖中含30%~46%氧化铝,它以耐火粘土为主要原料,耐火度1580~1770℃,抗热震性好,属于弱酸性耐火材料,对酸性炉渣有抗蚀性,用途广泛,是目前生产量最大的一类耐火材料。

中性耐火材料

高铝质制品中的主晶相是莫来石和刚玉,刚玉的含量随着氧化铝含量的增加而增高,含氧化铝95%以上的刚玉制品是一种用途较广的优质耐火材料。铬砖主要以铬矿为原料制成的,主晶相是铬铁矿。它对钢渣的耐蚀性好,但抗热震性差,高温荷重变形温度较低。用铬矿和镁砂按不同比例制成的铬镁砖抗热震性好,主要用作碱性平炉顶砖。 碳质制品是另一类中性耐火材料,根据含碳原料的成分和制品的矿物组成,分为碳砖、石墨制品和碳化硅质制品三类。碳砖是用高品位的石油焦为原料,加焦油、沥青作粘合剂,在1300℃隔绝空气条件下烧成。石墨制品(除天然石墨外)用碳质材料在电炉中经2500~2800℃石墨化处理制得。碳化硅制品则以碳化硅为原料,加粘土、氧化硅等粘结剂在1350~1400℃烧成。也可以将碳化硅加硅粉在电炉中氮气氛下制成氮化硅-碳化硅制品。 耐火材料磨具

碳质制品的热膨胀系数很低,导热性高,耐热震性能好,高温强度高。在高温下长期使用也不软化,不受任何酸碱的侵蚀,有良好的抗盐性能,也不受金属和熔渣的润湿,质轻,是优质的耐高温材料。缺点是在高温下易氧化,不宜在氧化气氛中使用。碳质制品广泛用于高温炉炉衬(炉底、炉缸、炉身下部等)、熔炼有色金属炉的衬里。石墨制品可以做反应槽和石油化工的高压釜内衬。碳化硅与石墨制品还可以制成熔炼铜同金和轻合金用的坩埚。

碱性耐火材料

以镁质制品为代表。它含氧化镁80%~85%以上, 以方镁石为主晶相。生产镁砖的主要原料有菱镁矿、海水镁砂由海水中提取的氢氧化镁经高温煅烧而成)等。对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性。纯氧化镁的熔点高达2800℃,因此,镁砖的耐火度较粘土砖和硅砖都高。20世纪50年代中期以来,由于采用了吹氧转炉炼钢和采用碱性平炉炉顶,碱性耐火材料的产量逐渐增加,粘土砖和硅砖的生产则在减少。碱性耐火材料主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼以及一些高温热工设备。

氧化物材料

如氧化铝、氧化镧、氧化铍、氧化钙、氧化锆、氧化铀、氧化镁、氧化铈和氧化钍等熔点在2050~3050℃。

难熔化合物材料

如碳化物(碳化硅、碳化钛、碳化钽等)、氮化物(氮化硼、氮化硅等)、硼化物(硼化锆、硼化钛、硼化铪等)、硅化物(二硅化钼等)和硫化物(硫化钍、硫化铈等)。它们的熔点为2000~3887℃,其中最难熔的是碳化物。

高温复合材料

如金属陶瓷、高温无机涂层和纤维增强陶瓷等。

编辑本段应用

经常使用的特殊材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖、氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料;氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、氧化铍等耐火材料。 经常使用的隔热 耐火材料磨具

耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板等。经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等。

编辑本段性能

耐火材料的物理性能包括结构性能、热学性能、力学性能、使用性能和作业性能。 耐火材料的结构性能包括气孔率、体积密度、吸水率、透气度、 气孔孔径分布等。 耐火材料的热学性能包括热导率、热膨胀系数、比热、热容、导温系数、热发射率等。 耐火材料的力学性能包括耐压强度、抗拉强度、抗折强度、抗扭强度、剪切强度、冲击强度、耐磨性、蠕变性、粘结强度、弹性模量等。 耐火材料的使用性能包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗渣性、抗酸性、抗碱性、抗水化性、抗CO侵蚀性、导电性、抗氧化性等。

编辑本段生产工艺

根据制品的致密程度和外形不同,有烧结法、熔铸法和熔融喷吹法等。 烧结法是将部分原料预烧成熟料,破碎和筛分,再按一定配比与生料混合,经过成型、干燥和烧成。原料预烧的目的是将其中的水分、有机杂质、硫酸盐类分解的气体烧除,以减少制品的烧成收缩,保证制品外形尺寸的准确性。原料在破碎和研磨后还需要经过筛分,因为坯料由不同粒度的粉料进行级配,可以保证最紧密堆积而获得致密的坯体。 为了使各种生料和熟料的成分和颗粒均匀化,要进行混炼,同时加入结合剂,以增强坯料结合强度。如硅酸铝质坯料加入结合粘土,镁质坯料加入亚硫酸纸浆废液,硅质坯料加入石灰乳等。根据坯料含水量的多少,可以采用半干法成型(约含5%水分),可塑法成型(约含 15%水分)和注浆法成型(约含40%水分)。然后进行干燥和烧成。熔铸法是将原料经过配料混匀和细磨等工序,在高温熔化,直接浇铸,经冷却结晶、退火成为制品。如熔铸莫来石砖、刚玉砖和镁砖等。它们的坯体致密,机械强度高、高温结构强度大,抗渣性好,使用范围不断在扩大。熔融喷吹法是将配料熔化后,以高压空气或过热蒸汽进行喷吹,使之分散成纤维或空心球的方法。制品主要用作轻质耐火、隔热材料。此外,还可制成粉状或粒状不定形耐火材料,临用时以焦油、沥青、水泥、磷酸盐、硫酸盐或氯化盐等结合剂胶结,不经成型和烧结而直接使用。

编辑本段作业性

耐火材料的作业性包括稠度、塌落度、流动度、可塑性、粘结性、回弹性、凝结性、硬化性等。

编辑本段常见耐火材料

经常使用的耐火材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖,氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、氧化铍等耐火材料。 经常使用的隔热耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板等。 经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等。

编辑本段散状耐火材料

散状耐火材料(不定形耐火材料):不定形耐火材料是由合理级配的粒状和粉状料与结合剂共同组成的不经成型和烧成而直接供使用的耐火材料。通常,对构成此种材料的粒状料称骨料,对粉状料称掺合料,对结合剂称胶结剂。这类材料无固定的外形,可制成浆状、泥膏状和松散状,因而也通称为散状耐火材料。用此种耐火材料可构成无接缝的整体构筑物,故还称为整体耐火材料。 不定形耐火材料的基本组成是粒状和粉状的耐火物料。依其使用要求,可由各种材质制成。为了使这些耐火物料结合为整体,除极少数特殊情况外,一般皆加入适当品种和数量的结合剂。为改进其可塑性或减少用水量,可加入少量适当增塑减水剂,为满足其他特殊要求,还可分别加入少量适当其他外加剂。

编辑本段耐火材料专业介绍

培养目标: 本专业培养具备耐火材料科学与工程方面的知识,能在耐火材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型、加工及工程施工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。 培养要求: 本专业学生主要学习耐火材料的生产过程、工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及生产条件间的关系,具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。 具备的技能: 毕业生应获得以下几方面的知识和能力:1.掌握耐火材料的工业生产过程和设备、生产工艺的专业基础知识;2.掌握耐火材料制备的原理及工艺基础,材料的结构与性能;3.掌握本专业所必需的机械、电子、工程、计算机应用的基本知识技能;4.具有制品的工业生产、质量控制和技术管理的初步能力; 5.具有正确选用材料、设备并进行工艺设计的能力; 6.具有研究改进材料性能、开发新材料、制品、工艺的初步能力。 开设课程: 主干课程:材料科学与工程,热力学基础,溶液热力学,电化学热力学,表面与界面现象热力学,耐火氧化物热力学,含碳耐火材料热力学,耐火非氧化物及其复合耐火材料热力学。 主要课程:物理化学,无机材料性能、测试及研究方法,粉体工程,材料制备原理、热工过程与设备,无机材料工艺学。 主要实践教学:包括专业实验、工程施工实习、生产实习、课程设计、计算机应用与上机实践、毕业设计。[

耐火材料行业发展前景和就业情况怎样?

已经实施了的。

正常生产的耐火材料厂都需要达到安全生产的标准。

近年来,国家和先关监管机构对企业安全生产的重视度更加提高,对耐火材料这个行业的监管力度更是严格。会不定期的去各企业车间检查。

行业常用的11种炉子及所用耐火材料类型,你知道几种

耐火材料是严重产能过剩行业,从上世纪90年代初以来就一直处于无序竞争的状态。我国耐材生产企业众多,高度分散,是造成行业恶性竞争的主要因素。目前市场在向逐步规范化的方向转化,2012-2018年行业产量整体呈下降的态势。

提高产业集中度,实现绿色发展

当前耐火材料行业经营质量有所改善,但大而不强,落后产能过剩等矛盾依然存在。未来,继续提高产业集中度是主要发展趋势之一。耐火材料是严重产能过剩行业,从上世纪90年代初以来就一直处无序竞争的状态。我国耐材生产企业众多,高度分散,是造成行业恶性竞争的主要因素。目前市场在向逐步规范化的方向转化,是进一步整合和规范耐材市场秩序的极好机遇。工业和信息化部发布的《关于促进耐火材料产业健康可持续发展的若干意见》提出,到2020年前10家企业产业集中度提高到45%。

另一方面,随着下游产业不断整合,对耐火材料要求将逐步提高,产品升级转型也将在未来成为耐火材料行业主要发展方向。对此,要加快新技术应用和新产品开发,提高行业自动化和智能化水平,推动产品结构调整,加快转型升级步伐,促进耐火材料行业高质量发展。

另外,实现环保绿色发展迫在眉睫。在国家环保整治力度加大的大环境下,耐材主产区地方政府纷纷出台环保整治提升的具体措施,如辽宁和山东两省分别制定了《镁质耐火材料工业大气污染物排放标准》和《山东省区域性工业大气污染物排放标准》,并已于2019年1月1日执行。各生产企业要充分认清环境治理今后的发展趋势,环保治理绝不是短期行为,更不是应对环保督察、环保达标的阶段性任务,已成为企业生命的底线。

——更多数据参考前瞻产业研究院发布的《中国耐火材料行业市场需求与投资预测分析报告》。

一、鼓风炉

鼓风炉广泛应用于铜、铅、铅锌、锑等金属的粗炼过程。

鼓风炉由炉顶、炉身、本床(也称咽喉口)、炉缸、风口装置等组成。

冶炼炉料(精矿、烧结矿等)、焦炭、熔剂、反料等固体物料,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。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,因其炉渣属碱性炉渣,故咽喉口部分主要用镁砖、镁铬砖、铝铬砖;炉缸侧壁和炉底上部用镁砖、镁铬砖、铝铬砖;炉底砌成反拱形。

二、反射炉

反射炉炉头操作温度一般为1400~1500℃,出炉烟气温度一般为1150~1200℃。炉底由下而上依次为石棉板、保温砖层、粘土砖层、镁铝砖或镁砖层。炉墙多采用镁铝砖或镁砖,有些重要部位为了延长使用寿命均采用镁铬砖砌筑,外墙一般采用粘土砖。炉顶采用吊挂式炉顶,小型反射炉炉顶采用砖拱,拱顶材质为镁铝砖。

我国炼铅(铜)工厂大多采用传统的烧结—鼓风炉熔炼流程,由于它存在着以下缺陷:

a、烧结过程中硫燃烧很不充分,返回料比率高;

b、鼓风炉炉料中铅(铜)含量低;

c、大量烟气污染环境。

因而人们一直在努力探索炼铅新工艺,其目的不外乎两个方面:

1、利用反应热进行熔炼;

2、用一步法工艺代替原来的多步法。

国外已成功地研究出艾萨炉(奥斯麦特炉)、卡尔多炉、QSL法、基夫赛特法、悉罗法、富氧炼铅炉等新型炼铅炉和新工艺。

三、艾萨炉(奥斯麦特炉)

艾萨炉炉体为简单的竖式圆筒形,其技术核心是采用了浸没式顶吹燃烧喷枪,在多年小规模试验研究基础上,艾萨冶炼厂于1983年建成了一个处理量为5T/H的炼铅艾萨炉。

溶池温度1170~1200℃艾萨熔炼工艺过程:炉体为具有耐火材料衬里的垂直圆柱体喷枪从炉顶中心插入炉内,喷枪头部浸没在熔池的熔渣层内,冶炼工艺所需的空气或者富氧空气通过喷枪送到渣面以下液态层中形成强烈搅动状态的熔池,炉料从炉顶加入直接落入处于强烈搅动的熔池,快速被卷入熔体与吹入的氧反应,炉料被迅速熔化,生成炉渣和铅(铜)。

由于艾萨炉炼铅(铜)工艺特点是物料混合时间很短,熔融金属、渣、酸气在炉子内发生强烈搅拌,因而也决定了其工作环境比传统炼铅(铜)法苛刻得多:

a、熔融铅(铜)、熔渣以及酸气对耐火炉衬的强烈冲刷;

b、铳对耐火炉衬的化学侵蚀、渗透;

c、热应力破坏。

因此,艾萨炉铅(铜)冶炼耐火材料炉衬必须具有以下优良使用性能,才能实现炉窑长寿、高效、低耗等目的:

a、具有较高的常温、高温耐压强度,较低的气孔率以抵抗物料和熔融金属、渣的冲刷;

b、用优质高纯原料制作,产品中低熔物很少,能有效抵御环境与炉衬发生化学反应而变质损毁并提高抗渗透性;

c、具有优质的热震稳定性能,受热应力(温度变化产生的应力破坏轻微)。

四、卡尔多炉

卡尔多炉用耐火材料损毁的主要因素及对耐火材料的要求和艾萨炉(奥斯麦特炉)相同。

卡尔多炉又称氧气斜吹转炉,由于炉体倾斜而且旋转,增加了液态金属和液态渣的接触,提高了反应效率。由于炉体旋转,炉体受热均匀,侵蚀均匀,有利于延长炉子寿命。

由于使用了氧气,熔炼和吹炼都在同一炉内进行,故强化了熔炼过程,缩短了流程,且提高了烟气中SO2浓度。

正确地选择炉子内膛形状及尺寸,对于卡尔多炉冶炼过程化学反应的顺利进行,减少喷溅,减轻炉底侵蚀,制造及安装方便是很重要的。

吹炼是在1100~1300℃左右的高温中进行的,所以为保证一定的炉子寿命,必须选择合理的炉衬材质,并确定严格的砌筑方法。

设计内衬本应根据各部位的工作环境及主要侵蚀作用选用不同厚度、不同材质的耐火材料,以达到最合理配置,降低成本;但考虑到卡尔多炉的侵蚀速度平均比较快(寿命2~3个月),并为了现场砌筑管理的标准化和便捷及国际标准化趋势,采用同一厚度、同一材质的设计,并减少砖型。若需方另有要求,可按需方要求设计。

五、氧气底吹炉

1、QLS法

QLS法在同一反应器内完成氧化和还原反应,其反应过程实际上分为两步。内衬的设计配置是否合理直接关系到炉子的寿命;内衬的设计配置包括两方面:一是确定合理的结构和尺寸;二是正确选择耐火材料。QLS法在我国只有白银有,炉衬厚度350mm,熔池上部选用电熔半再结合镁铬砖;熔池底部选用电熔再结合镁铬砖LDMGe-26。

2、气底吹富氧炼铅炉

氧气底吹富氧炼铅炉是一台水平圆柱形反应炉。熔池上部选用直接结合镁铬砖LZMGe-18;熔池底部选用电熔半再结合镁铬砖LDMGe-18。或全部选用电熔半再结合镁铬砖LDMGe-18。总用量约160吨。

六、挥发窑

挥发窑是处理浸出渣,回收Zn、Pb、In、Ge等有价金属的回转窑。

挥发窑的特点是窑的砌体在高温下随窑壳一起转动,长期处于震动状态,同时还要承受炉料的磨损和撞击作用;其耐火材料的损毁主要表现为:

(1)熔融炉渣、金属的侵蚀。

(2)机械磨损。

(3)高温作用,窑中间断反应带的温度高达1300~1500℃。

所以在窑中间断反应带主要选用铝铬渣砖或镁铝铬砖以达到延长窑衬使用寿命的目的。

镁铝铬砖的特点是:

一是在生产时加入大颗粒的预合成尖晶石料,利用各种矿物高温下的膨胀不一致性使其内部产生微裂纹,从而提高制品热震稳定性;

二是铬矿中含有Fe2O3,Fe2O3向MgO中扩散,增强了方镁石和镁铝尖晶石的直接结合,促进颗粒与基质之间的结合,提高了材料的高温强度;

三是加入铬铁矿,其中的Cr2O3与Al2O3、MgO形成连续固溶体,提高了材料的致密度和耐磨性。

七、倾动炉

为处理粗杂铜,贵冶引进德国MAERZ公司倾动炉专利技术,包括倾动炉炉体、燃烧系统、铸锭系统、废热锅炉、收尘系统及其它辅助设施。

该倾动炉具有反射炉可加料和扒渣的特点,又有回转式阳极炉可根据不同操作周期改变炉位的优点,机械化和自动化程度高(倾转采用液压设备,加料采用灵活快捷的专用加料机),燃烧效率高,工人操作劳动强度低。贵冶350吨倾动炉为当前最大型号,可年处理含铜10万吨的物料。选用耐火材料为电熔再结合镁铬砖或电熔半再结合镁铬砖,Cr2O3含量18以上。

八、闪速炉

闪速炉是芬兰奥托昆普公司发明的处理粉状硫化矿物的一种强化冶炼设备,一般由精矿喷嘴、反应塔、沉淀池、上升烟道等四个主要部分组成。干燥后的炉料和预热空气通过精矿喷嘴进行混合并高速喷入反应塔内,在高温作用下,迅速进行氧化脱硫、熔化、造渣等反应,形成的熔体进入沉淀池后进一步完成造渣过程,并分离成富集金属产品和炉渣,熔炼气体产物由上升烟道排出。

精矿喷嘴使用的耐火材料一般为高铝质耐火浇注料或捣打料。

反应塔是闪速炉内熔炼反应过程进行的主要场所,上部温度约为900~1100℃,下部温度可达1350~1550℃,要求耐火材料耐高温、耐冲刷、抗侵蚀、高温稳定性好。反应塔顶与上部塔壁温度较低,一般采用直接结合镁铬砖。中下部塔壁则采用电熔铸镁铬砖或电熔再结合镁铬砖。

九、诺兰达炉

大冶有色公司为了提高产能和改善环保,新建诺兰达熔炼工艺,1997年投产后,当时形成15万吨粗铜生产能力。

诺兰达熔炼工艺是加拿大诺兰达公司研究开发的,为一水平圆柱形反应炉,属富氧熔池熔炼,在一个反应炉内完成精矿干燥、焙烧、熔炼和吹炼造渣工艺。熔池及渣线部位用电熔半再结合镁铬砖18,其他部分直接结合镁铬砖16。

十、转炉

火法炼铜生产过程中从铜硫到粗铜的冶炼过程绝大部分是在转炉中进行的,炼镍亦如此。

转炉是一横卧的圆柱形筒体,钢板筒体内衬耐火材料,上方有一进出物料的炉口,沿长度方向的一侧有一系列风口;转炉加入的大部分炉料是液态铜硫或低镍锍,在风口中鼓入高压空气的作用下进行脱硫,造渣反应,整个过程不用外加燃料,是自热熔炼过程,反应过程中产生的烟气不断炉口喷出沿烟罩进入收尘和制酸系统;反应过程中生成的渣定期停风后倾动炉体从炉口到出;最终的产品(粗铜或高镍锍)也是停风后倾动炉体从炉口到出。

由于吹炼一段时间后,需停风从炉口倒渣,倒完渣后再加入一批铜锍吹炼,如此循环几次直到加完预定的铜锍,并全部吹炼成粗铜,这一冶炼周期即告结束,在这一周期内转炉温度波动在800~1500℃之间,另外冶炼过程中还要加入一些冷料和石英石,因此要求耐火材料要有很好的抗高温急冷急热性,接触熔体和物料部分有较好的耐磨性,及抵抗酸性渣和碱性渣腐蚀的性能。

转炉耐火材料分为风口、风口区、炉口、炉身、端墙几个部分。风口选用电熔再结合镁铬砖26,风口区、炉口、炉身、端墙几个部分选用电熔再结合镁铬砖16或电熔半再结合镁铬砖16。

11、阳极炉(精炼炉)

阳极炉也叫回转式精炼炉,适用于精炼熔融粗铜。

精炼作业为加料、氧化、还原、浇铸,产品为阳极板。在圆柱形炉体上设有炉口,用于装料和出铜,炉体侧面设有少量风口,在氧化期通入高压空气,在还原期通入还原剂;风口不操作时置于熔体面以上,进行氧化还原操作时,将炉子倾动使风口埋入熔体内。

第一,阳极炉的炉膛温度高于1350℃,与固定式炉不同的是没有固定的熔池(渣)线,炉渣的侵蚀和熔融金属的冲刷几乎涉及2/3以上的炉膛内表面;

第二,由于炉子需要经常转动,砌体与钢壳间必须紧密接触,加大砌体与钢壳间的静磨擦而克服转动扭矩以保持砌体的稳定性,因此不设轻质隔热层;

第三,为了减轻砌体荷重(以减少支撑装置的荷重,减小传动功率消耗)在钢壳表面温度允许的条件下(300℃)尽量减薄砌层厚度。

另外,在加料的两个冲击区,考虑到加料时温度波动影响,在该部位也选择电熔半再结合镁铬砖。燃烧口、烟气出口因结构和施工方便,采用镁铬质捣打料打结。

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