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铜冶炼用耐火材料的选择

添加时间:2017年2月4日  浏览次数:

       在铜冶炼工业,各种冶金窑炉使用最多的炉衬材料是各种镁铬耐火材料。为什么非要镁铬耐火材料不可?因为选择合适的耐火材料,必须要了解耐火材料的使用环境和耐火材料抵抗冶金介质的侵蚀情况。

     众所周知,钢铁冶金工业用矿石主要为铁矿石,属于氧化物矿:冶炼得到的金属熔体为Fe—C熔体,熔渣为CaO-SiO2-AL2O3 或CaO—SiO2-FeO 渣系,冶炼中产生大量的CO气体。与钢铁工业不同,炼铜或炼镍工业所用矿石多为含铜、含镍甚低的硫化物矿,因此冶炼中产生的气体与遇到的熔体都与钢铁工业有很大差异,其主要特点可归纳如下:

镁铬砖

① 气氛中有大量SO2 气体。由于矿石为硫化物矿,冶炼中的中间产品为硫化物熔体,因此在熔炼与吹炼过程中要产生大量的SO2 气体,即炉内的气氛中含大量 SO2

② 冶金过程中遇到的熔体不仅有氧化物熔渣、金属熔体,还有硫化物熔体冰铜或冰镍(铜锍或镍锍)。这些熔体的熔化温度不仅比钢铁工业遇到的熔体要低得多,而且黏度小,流动性好,因此,熔体的渗透性强。

③ 熔渣为FeO-SiO2 系渣,而且渣量大。由于硫化物矿与锍中含有大量硫化铁,为了除去铁,在熔炼与吹炼中要将FeS氧化为FeO,因此必须加入SiO2 造渣,故炉渣的成分主要为FeO 和SiO2 .此外,由于矿石与锍中含铜或镍都不甚高,所以熔炼与吹炼时,产生的渣量都很大。

④铜冶炼用部分窑炉,如转炉等为间断式生产炉,炉内温度波动大,特别是风口与风口区不仅温度波动大而且频繁,因此要求耐火材料不仅要抗熔蚀与冲刷,而且要抗热剥落与结构剥落。而结构剥落却是耐火氧化物材料的弱点,要克服这一弱点是较困难的,因此转炉炉衬寿命一般总是低于其他有色冶炼炉。

      由于铜冶炼中耐火材料遇到的炉渣主要为FeO-SiO2 系渣,因此,了解各种耐火材料抵抗FeO-SiO2 渣侵蚀能力有助于合理选材。CaO与铁硅系渣形成的液相区最大,在铁硅系渣中的溶解度最高:而Cr2O3 、ZrO2 与铁硅系渣形成的液相区最小,在铁硅系渣中的溶解度也最小。。这表明:CaO质与含CaO 多的白云石质材料抗铁硅系渣侵蚀性差,不适合用作铜冶炼用耐火材料。Cr2O3质、ZrO2 质或含CrO3、 ZrO2的耐火材料抗铁硅系渣侵蚀性好。

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