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火法炼铜转炉炉体结构及耐火砖砌筑方法优化

发布日期: 2016-10-07 00:00:00    阅读量(837)    作者:

火法炼铜过程中,为了消除由于转炉炉衬砌筑不合理而引起的结构应力和热应力,在采用优质镁铬耐火材料的同时对耐火砖砖型和耐火砖砌筑结构进行下列调整。

1)砖型改进

风口区是吹炼反应最强烈、熔体冲刷最严重的部位。加上风口维护时捅风眼机钢钎的冲击,风口区损坏而停炉修理。风口耐火材料的使用寿命代表着转炉-炉龄(在一个风口耐火材料更换期内转炉作业的炉次)。

火法炼铜转炉炉体结构及耐火砖砌筑方法优化

风口耐火材料一般采用直接结合镁铬耐火材料或电熔再结合铬镁耐火材料,以往的砖型设计为每个风口由两块风口砖组成,砖的宽度为风口中心距减去砖缝厚度2mm。由于大型转炉采用多钎式捅风眼机进行风口维护,因此,对风口中心距、风口角、风口中心线的水平度等都有严格的要求。一般风口砖每隔一块砖插入2mm厚纸板一块,不钻风眼的部分每隔3块砖插入2mm厚的纸板一块。风眼砌砖如图6-94a所示。以往风口砖的砖型设计为每个风口由两块风口砖组成,如图6-94b(上)所示。根据减小炉衬应力集中和铜锍沿砖缝渗透的原则,设计了新型风口耐火材料。

该砖型由于一头大一头小,风口直接在砖中钻成。因此,在砌筑时无需添加异形砖,而且风口砖砌好后,其受力中心和转炉的中心位于同一圆心上,从而缓解了结构应力。同时,由于该砖是一整体,减少了铜锍等沿砖缝的渗透。

2)炉口处炉衬的改进

转炉炉口砌砖是结构强度最薄弱的部位,特别在炉口与圆形筒体的交接处,形状复杂,砖的加工量多,砖缝多而厚度难以掌握;而炉口又是加料(铜锍、石英熔剂、冷料)、倒渣、排烟的通道,工艺操作极为频繁,吹烟时排烟温度高达1450℃以上。温度周期性的波动、铜渣喷溅和烟气的冲刷、炉口清理的机械碰撞磨损、Cu2S和S02的侵蚀等,内衬工作条件极为恶劣,使用寿命最短。生产过程中往往因炉口掉砖或损坏被迫停炉修理,影响转炉的工作效率。

炉口横截面形状为鼓形,上、下口是半径为的拱形壁面,左、右拱形壁面的衬砖厚度有两种结构形式,如图6-95a、b所示,a式衬砖厚度不变,均为230mm,b式衬砖厚度是变化的,对上炉口的内口衬砖厚度为230mm,外口厚度为180mm,对下炉口的外口衬砖厚度为230mm,内口厚度为180mm。贵溪冶炼厂铜硫吹炼转炉炉口衬砖原为b式结构,现改为a式结构(取消上炉口衬板,并取消连接部的加强筋板而增硇一道反拱,下炉口衬板下移50mm并加长至炉壳,上下炉口衬砖厚度均改为230mm),改善了上炉口的结构强度,提高了炉口区炉衬使用寿命。

3)端墙砌砖的改进

转炉端墙有两种结构形式:直形端墙和球形端墙,其砌砖结构如图6-96所示。

以前,转炉多采用直形端墙。球形端墙在砌筑时采用环形砌筑法,因而有效地减轻了应力集中,改善了炉衬的受力状态。


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