通过有色冶金工业与耐火材料行业共同努力,有力地推动了我国有色冶金用耐火材料的发展,研究开发了多种性能优良的耐火材料品种并在有色冶金炉关键部位用耐火材料实现了国产化,如:优质镁铬砖、铬铝尖晶石砖、镁铝铬复合尖晶石砖、氮化硅结合碳化硅复合砖等。此外,在不定形耐火材料方面也取得很大进展,如铝电解槽防渗料、有色金属冶炼炉用炉底捣打料、浇注料等。所有这些优质耐火材料的研发、生产及应用,延长了有色冶金炉窑的运行寿命、提高了生产效率,极大地推动了有色冶金工业发展。
改性电熔再结合镁铬砖
为提高风口区镁铬砖的抗热剥落与结构剥落性,减轻铁硅渣与锍对其渗透与侵蚀,在适当提高镁铬砖中的Cr2O3含量的基础上,采用高档用预合成料,镁铬砖内化学成分、尖晶石分布比较均匀。通过复合添加Al2O3与ZrO2微粉,增加砖内尖晶石含量,降低气孔率,提高直接结合程度与砖的高温强度,从而提高砖的抗铁硅渣与锍的渗透及抗冲刷侵蚀能力。改性电熔再结合镁铬砖在云铜转炉风口区应用,获得了良好的使用效果,达到200多炉次以上的使用寿命。
镁铝铬锆复合尖晶石砖
在镁铝铬复合尖晶石砖的基础之上,添加适量氧化锆,充分利用氧化锆优良特性改善材料的耐高温、耐腐蚀、以及抗氧化还原气氛的影响。镁铝铬锆复合尖晶石砖由合成镁铝铬尖晶石、合成镁铝尖晶石为主要原料,缓解了我国铬矿资源贫乏的矛盾,直接降低了生产企业的成本。镁铝锆铬复合尖晶石砖在锌挥发窑上应用,寿命达到8个月以上,具有优良的耐腐蚀、抗冲刷性能。
无铬复合尖晶石砖
无铬复合尖晶石砖的研发技术是通过加入与熔体能形成高熔点物或高粘滞性物的组元到耐火材料中,以堵塞渗透通道,使耐火材料气孔微细化等技术可以抑制熔体的渗透,提高抗侵蚀性、抗热震性。TiO2、ZrO2是一种弱酸性氧化物,抵抗酸性或中性熔渣侵蚀的效果显著,MgO对碱性熔渣具有很高的抵抗能力,而MgO·Al2O3具有良好的抗侵蚀性,三者复合的镁铝锆砖、镁铝钛砖能够抵抗碱度变动大的有色冶炼熔渣。有色窑炉熔渣的主要成分属铁硅渣系,在研究和剖析了FeO-SiO2渣对镁铬砖系耐火材料的侵蚀机理的基础上,开展对含锆、含钛无铬碱性耐火材料进行研究,研制开发了价廉、质优、适合有色金属工业用的新型镁铝锆砖和镁铝钛无铬碱性复合尖晶石砖(见表1)。其中镁铝锆砖已经应用于济源金利侧吹富氧炼铅炉。
铜冶炼炉用喷补料
镁质喷补料用于有色金属熔炼炉衬大面积或局部蚀损部位进行喷涂、修补,其原料组成包括电熔镁砂、预合成镁铬尖晶石砂、镁橄榄石等,采用无机复合结合剂保证施工时间及快速凝固减少回弹量。该种喷补料通过在云铜使用,可延缓冶炼炉的损毁期,提高整体炉衬寿命,降低工人劳动强度,保证生产的连续性,提高有色冶炼生产效益。
功能型胶泥
耐火泥浆在钢铁、建材、有色、石化等大型窑炉的砌筑中,发挥着重要作用,其使用量约占砌筑总量的3%~5%。目前,在耐材接缝处使用的火泥,仍是损毁的薄弱环节。不同程度的脱落、渗透、侵蚀和抽签往往都是从泥口开始,继而延伸、扩展,导致炉衬加速损毁,影响其使用寿命。
传统的耐火泥浆常温及中温强度较低,不利于冷态转窑及升温,且不适合用于冶炼温度偏低且侵蚀性较强的有色冶炼行业,国内研究添加稀土会提高其高温使用性能,但过高的成本转嫁到用户身上使用户无法接受,很难普及。功能型高温胶泥的研发及使用,可替代镁铬火泥,是新一代环境友好型耐火胶泥。传统火泥现场施工时根据需要量和搅拌设备的搅拌能力,按耐火粉料与预混添加剂的设计比例配料,干混一定时间后,一次性加入适量调和剂,搅拌成具有合适稠度的浆料后使用。但由于施工现场管理问题,很难保证耐火泥浆的均质性。因此,为保证功能型高温胶泥的质量,功能型高温胶泥将耐火粉料与预混的添加剂混合后用防潮袋定量密封包装,胶液采用桶装与粉料袋装1:1配套,到施工现场后一次性加入适量的胶液,搅拌成具有合适稠度的浆料后使用,既保证了材料性能,又保证了质量,方便用户使用。功能型高温胶泥在有色炼铅还原炉上与镁铝锆砖配套使用,寿命达8-9个月,与砖同步。