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          行業資訊

          鎂鉻磚在澳斯麥特爐的應用及磨損問題

          編輯:耐火磚廠家   分類:行業資訊  發布:2020-07-16   瀏覽:

           

           

          澳斯麥特爐用于冶煉銅、鉛、錫及渣煙化等的專利技術裝置,內襯采用高鋁磚、鎂質搗打料、優質鎂鉻磚,砌成反拱形。放渣口和放錫口一般為石墨質材料。
          澳斯麥特用鎂鉻磚的損毀機理
          由于澳斯麥特/艾薩熔煉工藝具有熔煉速度快、建設投資少、原料適應性強、 爐體密封性好、符合環保要求等優點,因此在有色冶金工業具有較廣泛的應用。 
          自1999年有某色金屬公司引進澳斯麥特技術后,2002年某銅業引進的艾薩爐和錫業公司引進的澳斯麥特爐也相繼建成并投產,2003年國內某有色金屬公司也采用了澳斯麥特熔煉爐來改造原有的舊工藝。
          初,澳斯麥特爐用耐火材料以各種類型的鎂鉻磚為主。例如,艾薩爐用耐火材料初全部為奧鎂公司提供的鎂鉻磚,共22個品種。因此,首先了解澳斯麥特爐用鎂鉻耐火材料損毀情況。
          1500℃爐渣侵蝕鎂鉻磚試樣的顯微照片可以發現:在反應帶(照片左下方亮白色區域),方鎂石被熔蝕,生成MFS:在固溶帶(原磚層與反應層中間的過渡層),FeO和磚中的方鎂石形成鎂鐵富氏體(RO相),進而在其中析出FeO·Fe2O3,RO相間填充有M2S。在原磚帶(照片右上方處),暗黑色的為渾圓狀方鎂石顆粒。
          1500℃爐渣侵蝕鎂鉻磚試樣的顯微照片,右下方亮白色的反應區域中,爐渣對方鎂石的侵蝕十分明顯,一些方鎂石被溶蝕掉,反應生成灰色或深灰色的M2S或MFS,顏色稍暗游離狀的物相是復合尖晶石,處于顯微照片中央,周圍是亮白色的被溶蝕掉的方鎂石。此外,方鎂石被溶解而其中的復合尖晶石相卻未被溶解,游離在爐渣和方鎂石生成的MFS中,這充分說明復合尖晶石抗爐渣侵蝕性強。
          綜合上述,&#39;爐渣破壞方鎂石的過程為:FeO·SiO2系爐渣沿晶界進入方鎂石顆粒,FeO進入顆粒中和MgO形成RO相,而SiO2則熔蝕部分MgO反應生成M2S填充在晶界之間,使方鎂石顆粒結構破壞。
          通過以上分析,可以得出如下結論:爐渣對耐火材料的侵蝕主要表現為方鎂石的溶解;反應生成物主要為低熔點的鎂鐵橄欖石[2(MgO,FeO)·SiO2](MFS) 
          和少量的鎂橄欖石[20MgO·SiO2] (M2S),復合尖晶石表現出良好的抗渣性,復合尖晶石以游離狀態存在于方鎂石和渣反應形成的橄欖石基質中。
          澳斯麥特爐用耐火材料要求高溫強度大,抗熱震性好、抗侵蝕能力強,抗沖刷性能好。澳斯麥特爐爐蓋和過渡煙道由于結構復雜,不易砌筑耐火磚,所以采用高鋁質澆注料,若使用過程中有少量剝落,可以很容易進行修補;爐體易損壞的部位是渣線區,其次是爐底和熔池,所以在爐體上部砌普通鎂鉻磚,渣線及以下部分砌優質鎂鉻磚,為降低耐火磚的工作溫度,爐體外部噴淋冷卻,并在耐火磚與鋼殼之間充填一定厚度的高導熱填料;爐底一般為多層復合結構,從下到上依次為:高鋁磚、鎂質搗打料、優質鎂鉻磚,砌成反拱形。放渣口和放錫口一般為石墨質材料,與外襯銅質水套形成組合結構。
          澳斯麥特用鎂鉻磚問題與原因
          為什么澳斯麥特銅熔煉爐爐襯上掛不上渣,而澳斯麥特銅吹煉爐上能掛上渣?如何才能在澳斯麥特銅熔煉爐上掛上渣?我們知道,在有色重金屬冶煉中,熔渣的主要成分是FeO與Si02。FeO在適當條件下可氧化成Fe3O4, 
          Fe3O4的熔點為1597℃,因此Fe3O4在1200 ~ 1300℃會從渣中析出掛在爐襯上形成保護層。 在什么條件下FeO才能氧化為Fe3O4?
          通過熱力學計算可知:只有當氧分壓大于3.06×10-7kPa時,上述FeO-SiO2-CaO熔渣中的FeO才能氧化為Fe3O4 
          ,并從擦渣中析出Fe304。
          銅熔煉的目的是將銅礦中的FeS氧化為FeO使之進入熔渣中,而Cu2S成為冰銅(Copper 
          Matte)。因此,根據澳斯麥特銅熔煉的工藝參數,可以計算出爐內的氧分壓。計算結果表明,在我們討論的澳斯麥特銅熔煉爐內,氧的分壓只有 
          1.28×10-8kPa;顯然這一氧分壓小于將渣中(FeO)氧化為Fe3O4的氧分壓 
          3.06×10-7kPa。因此,在我們所討論的澳斯麥特銅熔煉爐的條件下,是不能析出Fe3O4形成保護層的,即在鉻磚爐襯上是掛不上渣的。澳斯麥特銅吹煉爐爐襯之所以能掛渣,則是因為吹煉爐內氧分壓較高。
          如果我們能提高銅熔煉爐內的氧分壓至3.06×10-7kPa以上,就可以使熔渣中的FeO氧化為Fe3O4/但溶煉爐內氧壓過高會使冰銅或Cu2S氧化為Cu2O(氧壓Po2不要大于8.85×10-7kPa),進入溶渣而造成銅損失。
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