重金属火法冶炼特点以及镁质耐火材料的合适选择,由耐火材料厂家搜集整理。
1.有色重金属火法冶炼特点:
钢铁工业所用矿石为氧化铁矿,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;而有色重金属冶炼中所用矿石多为含铜、镍、铅、锌甚低的硫化物矿,因此,冶炼中产生的气体与遇到的熔体都与钢铁工业有很人差异,其主要特点如下:
(1)炉气气氛中含有大量SO2气体。用的原料是硫化物矿,因此冶炼中会产生人量的SO2气体。
(2)遇到的熔体不仅有氧化物熔渣、金属熔体,还有硫化物熔体如冰铜(铜锍)或冰镍(镍锍)。虽然冶炼温度比钢铁冶炼的低,但这些熔体的熔化温度却比钢铁工业遇到的熔体低得多,而其流动性却很好,极易渗入耐火材料内。
(3)熔渣为FeO-SiO2渣系,且渣量大。由于硫化物以及冰铜或冰镍中含有大量硫化铁,为了除去铁,在熔炼或吹炼中要将FeS氧化为FeO:
FeS+O2→(FeO)渣+SO2↑
为此,必须加硅石SiO2造渣,以形成低熔点渣。所以不管是采用何种冶炼炉:反射炉、闪速炉、澳斯麦特炉、诺兰达炉或是转炉吹炼冰铜或冰镍,其熔渣的主要成分都是FeO与SiO2,FeO含量在35%以上。
(4)由于矿石与硫化物熔体中含有色重金属都不多,因此熔炼与吹炼时,渣量都很大,渣的侵蚀也严重。
2.有色金属冶炼镁铬耐火材料及其品种介绍:
生产镁铬砖用的原料有天然原料、合成原料以及工业氧化铬与氧化铝等。天然原料如各种级别的烧结镁砂、普通铬矿以及杂质含量低的铬精矿。合成原料由较纯菱镁矿的轻烧料与铬精矿经细磨、混匀、压坯,然后再高温煅烧制得的共烧结料;由菱镁矿与铬矿经电熔制得的电熔镁铬料(也称熔粒镁铬料);还有电熔镁砂、电熔镁铝尖晶石等。合成料一般是杂质含量低的原料。将上述原料采用不同组合与配方可制成各种名目繁多的镁铬砖。可概括为如下一些类型:
(1)普通镁铬砖(即硅酸盐结合镁铬砖)。这种砖由镁砂与铬矿制作,杂质(CaO与SiO2)含量较多,烧成温度不高,在1500℃左右。砖的显微结构是耐火物晶粒之间由熔点较低的硅酸盐结合。
(2)直接结合镁铬砖。是由较纯镁砂与铬精矿制作,杂质含量较低,砖的烧成温度在1700℃以上。砖的显微结构是耐火物晶粒之间多呈直接接触,因此,其高温性能、抗侵蚀性与抗冲刷性都较普通镁铬砖好。
(3)共烧结镁铬砖:砖的颗粒与细粉皆由合成共烧结镁铬料构成,杂质含量低,在1750℃以上烧成。砖的显微结构也是耐火物品粒之间多呈直接接触;其化学成分、尖晶石分布皆均匀。因此,这种砖的抗侵蚀性等性能都甚好:
(4)电熔(熔粒)再结合镁铬砖。砖的颗粒与细粉皆由电熔镁铬料构成,在高温下烧成。这种砖在耐磨、抗冲刷性方面甚好,但抗热震性不如共烧结镁铬砖。
(5)半再结合镁铬砖。国内将由电熔镁铬料做颗粒,共烧结料做细粉的镁铬砖称半再结合镁铬砖。严格说来,应称为熔粒-共烧结镁铬砖。具有共烧结镁铬砖与电熔再结合镁铬砖之间的一些优异性能。
(6)熔铸镁铬砖。是用镁砂和铬矿加入一定量外加剂,经混合、压坯与素烧,破碎成块进电弧炉熔融,再注入模内,退火后制得母砖,母砖经切、磨等加工成所需要的砖型。砖内尖晶石与方镁石晶粒之问的一些缝隙中有适量的低熔点硅酸盐相。正如熔铸AZS砖那样,低熔点相对熔铸冷凝过程中的热应力与体积效应有缓解作用。这种砖耐磨,抗高温熔体冲刷与侵蚀性好,导热性好,但抗热震性差,是专为连续式生产炉如闪速炉的关键部位研制的。我国于1996年研制成功,该技术一直为法国与日本所垄断。这种砖浇铸温度大约2350℃,在超高温与高温阶段(2350~1450℃)冷却速度难以控制,容易造成大量裂纹和缩孔,成品率极低。这种砖由于制作难度大,成品率低,现在多改用熔粒再结合镁铬砖与熔釉.共烧结镁铬砖。
为了均衡耐火材料蚀损,达到最佳的炉衬寿命,有色金属冶炼炉通常采用综合砌炉,即不同部位砌不同材质、不同品种与质量的砖。超高温烧成的一些砖砌在使用条件特别严酷的部位,一般直接结合砖用于严酷性较次部位,硅酸盐结合镁铬砖用于严酷性不大的部位。砖缝要选用合适的、较好的泥料。