炼铜用耐火材料

1、 炼铜用耐火材料 炼铜用耐火材料(RefractoriesForCoppeI-smelting)砌筑炼铜过程中焙烧、熔炼、吹炼、精炼及熔化等炉子所用的耐火材料。该类炉子统称为炼铜工业炉，操作温度低于1600，其内衬分别用粘土砖、硅砖、高铝砖、铝镁砖、镁砖和镁铬砖等砌筑。炉衬的损毁主要是化学侵蚀、高温熔蚀、热应力和机械损伤所致，使用寿命视炉子种类和操作条件不同而异。焙烧设备用耐火材料 焙烧设备主要有多层焙烧炉、闪速焙烧炉和沸腾焙烧炉等。焙烧过程为放热反应，一般不需另加燃料。该类炉子工作温度一般不大于820，也无侵蚀和磨损等作用，通常采用粘土质耐火砖砌筑，重要部位有时也用高铝砖砌筑，使用寿命较长。

2、熔炼设备用耐火材料 熔炼设备主要有鼓风炉、反射炉、白银炼铜炉、矿热电炉和闪速熔炼炉等。另外，顶吹转炉和三菱连续炼铜炉等可将铜精矿直接熔炼成纯度较高的粗铜，是炼铜工业炉中较先进的热工设备。鼓风炉用耐火材料 鼓风炉分为敞开式和密闭式2种。炉子熔炼区最高工作温度一般为1350。中国约有40%的冰铜是采用密闭式鼓风炉熔炼的。该炉为矩形炉体。炉身上部衬体主要受炉料的机械磨损，一般采用粘土砖砌筑，使用寿命约为3a；风口区及其以上的斜炉墙部位直接用砖砌筑炉衬，主要受高温、气流冲刷和化学侵蚀等作用，较易损坏。为此，采用汽化冷却水套并衬砌粘土砖，增强热传导，使工作面挂渣皮形成保护层，从而提高其使用寿命；主炉床承

3、载并贮存铜液，非工作层用粘土砖砌筑，工作层则用镁砖、镁铬砖或铬砖砌筑，使用寿命一般为2a左右。前床为长方形槽状，槽底用粘土质隔热砖和粘土砖砌筑，再用镁质耐火捣打料捣制找平层。然后，采用镁铬砖或铬砖砌筑整个槽体工作层。该床衬体使用寿命较长、槽壁渣线部位衬体较易损毁，其寿命也大于半年。反射炉用耐火材料 反射炉炉顶直接受高温火焰冲刷、急冷急热作用和化学侵蚀等影响，损毁较快，有时局部被烧穿，是炉子的薄弱环节，其使用寿命即为反射炉的寿命。该炉炉顶分为吊顶和拱顶两种(图1)。炉子跨度小于3.5m时，一般采用拱顶，工作层用硅砖砌筑，非工作层则用粘土砖和粘土质隔热砖砌筑，因受碱性烟尘等作用，熔损较快，使用寿命

4、通常为36个月。吊顶不受炉子跨度的限制，普遍采用镁铝质或镁铬质吊挂砖作工作层，提高了使用寿命。中国反射炉一般用拱吊结合的止推式吊挂顶结构，用碱性砖砌筑，高温区炉顶寿命为911个月，低温区的可用3a以上；反射炉炉墙一般采用烧成镁砖、镁铬砖、铬镁砖和镁铝砖等碱性砖砌筑，渣线区衬体损毁较快，采取增加其厚度或外侧安装水冷套等措施，以提高使用寿命；炉床先铺砌粘土质隔热砖和粘土砖，再砌烧成镁砖，最后用卤水镁砂铁粉捣打料捣打炉底和料坡工作层，烧结后即可投入生产，使用寿命较长。白银炼铜炉用耐火材料 该炉是在反射炉基础上由中国白银有色金属公司于1980年开发的一种新炉型。白银炼铜炉炉体工作层一般采用烧成镁砖和镁

5、铝砖砌筑，渣线区炉衬的外部安装水冷铜套以便在炉衬上形成保护层，炉底工作层用卤水镁砂铁粉捣打料捣制，风口砖一般用铝铬渣制成的大砖拼砌。该炉的使用寿命一般为78个月，其间需进行中、小修各一次。它与普通反射炉相比容易操作，使用寿命较长，冰铜品位较高。 矿热电炉用耐火材料 矿热电炉炉顶的电极孔和装料口一般用致密粘上砖或高铝砖砌筑，也可用致密高强耐火浇注料整体浇灌。炉墙和炉床的工作层均用烧成镁砖或镁铬砖砌筑使用寿命为23a。炉衬损毁主要是高温冰铜液和熔渣的化学侵蚀和机械冲刷所致。后端墙渣口区衬体的最大侵蚀深度约为前端墙冰铜放出口区衬体的l倍，其它部位衬体的侵蚀轻微，外观基本完好。适当提高炉底料坡的斜度、

6、放出口区衬体外侧安装水冷铜套、降低熔渣和冰铜的放出温度井控制其流速均利于延长炉体的使用寿命。每次放冰铜时，留有部分冰铜液以形成“冻结层”，可起到保护炉底的作用。闪速熔炼炉用耐火材料 悬浮自熔炉。简称闪速炉，是能将焙烧和熔炼两道工序合二为一的新炉型。闪速炉炉型较多生产中一般采用芬兰奥托昆普型炉(图2)。该炉由反应塔、沉淀池和上升烟道组成。塔内的操作温度为14001500。其工作堪承受高温、化学侵蚀和炉料冲刷等作用，较易损毁，一般均用碱性砖砌筑。塔顶为悬挂式，用烧成镁铬质吊挂砖砌筑，厚度约为400mm。喷料嘴和烧嘴周围部位的衬体可用cr2o3含量为20%的镁铬质耐火捣打料整体捣制。先在炉壳上安装带

7、翅片的冷却水管铺砌20mm厚的绝热板或耐火纤维毡，然后捣打镁铬质耐火捣打料层最后再用熔铸镁铬砖砌筑工作层。靠近塔顶1m的塔壁工作层允许用烧成镁铬砖砌筑；沉淀池顶用的材料和结构与塔顶相同。池墙渣线区安装水冷铜套以保护衬体，并全部用熔铸镁铬砖砌筑，其余池墙则用烧成镁铬砖砌筑。沉淀池反拱炉底总厚度约为1800mm，先靠炉壳铺20mm厚的石棉扳或绝热板，立砌3层粘土质隔热砖和1层粘土砖，-然后捣打约为100mm厚的镁铬质耐火捣打料层，再用烧成镁铬砖砌筑工作层；上升烟道在沉淀池的另一侧，由侧墙、斜端墙、斜顶和平顶组成主要用普通烧成镁铬砖砌筑。斜端墙下部的衬体容易蚀损，需埋设水冷铜套咀提高寿命；沉淀池拱顶

8、与反应塔和上升烟道接茬处的衬体采用钢梁承重并安设带翅片的水冷铜套，用镁铬质耐火浇注料整体浇灌工作层，其使用寿命比砖砌的有较大提高。在正常操作的条件下，闪速熔炼炉衬体的使用寿命一般为310a，其问需进行13次中、小修。 吹炼炉用耐火材料 吹炼炉普趣采用圆筒形卧式转炉(图3)。转炉操作温度约为1400。装料时，炉温降至600700。每炉吹炼时问为50150min。由于炉内温度高，温度波动频繁，还有熔体的剧烈冲刷和化学侵蚀等作用。固此炉衬使用条件苛刻，特别是风口区及其对面的炉墙等部位损毁更快，是炉衬的薄弱环节。卧式转炉的风口区、两端墙和渣线及其以下部位的炉衬一般采用普通烧成镁铬砖砌筑，其余部位则用镁

9、砖，平均使用寿命为100200炉次；风口区衬体改用铝铬渣砖砌筑，渣线及其以下部位的衬体采用预反应镁铬砖砌筑，其寿命比用普通烧成镁铬砖砌筑的提高60%70%;根据该炉不同部位的使用条件，分别采用烧成镁铬砖、直接结合镁铬砖和熔铸镁铬砖等，进行综合砌筑炉衬其使用寿命为300500炉次，耐火材料消耗为每吨钢2045kg。 精炼设备用耐火材料 精炼设备有反射炉和转炉两种称为精炼炉或阳极炉。中国普遍用反射炉精炼粗铜，其工作层一般用烧成镁砖和铝镁砖砌筑，使用寿命为28a，其间需进行58次中、小修，耐火材料消耗为每吨铜410kg；当采用转炉精炼粗铜时，其工作层普遍用烧成镁铬砖砌筑，使用寿命为38a，每年需检修

10、一次，耐火材料消耗为每吨铜15kg。 图4竖炉结构示意图 1-碳化硅砖工作层；2-高铝砖层；3-轻质耐火浇注料绝热层;4-烧嘴；5-出铜口；6-碳化硅质耐火捣打料层熔化设备用耐火材料 熔化设备为熔化炉，亦称阴极炉，主要炉型有反射炉、竖炉和感应电炉等。反射炉用耐火材料 反射炉操作温度约为1600。该炉炉体渣线及其以下部位用烧成镁砖砌筑，其余部位则用铝镁砖，使用寿命2a左右，耐火材料消耗约为每吨钢7kg，每年需中、小修各一次。竖炉用耐火材料 竖炉烧嘴区等易损部位采用碳化硅砖砌筑，其余部位则用高铝砖，使用寿命为2.53a。竖炉炉壁工作层全部用碳化硅砖砌筑，中间层用三等高铝砖，靠炉壳部位则用轻质耐火浇注料整体浇