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炼铅用耐火材料介绍

  炼铅用耐火材料(RefractoriesForLeafdsmelting)

砌筑炼铅熔炼炉和精炼炉所用的耐火材料。铅的冶炼基本上采用烧结鼓风炉法(即焙烧一还原冶炼法)进行。炉型为鼓风炉、铅锌密闭鼓风炉、氧气底吹炼铅(QsL)炉和基夫赛特(KIVCET)法直接炼铅炉。

鼓风炉用耐火材料该炉呈竖式圆筒状(图1),高度为3~7m,直径为1~2m。



1-装料口;2-烟道口;3-红砖层;4-粘土砖层;5-铬砖层;6-镁砖层;7-水冷板;8-风口;9-捣打料层

鼓风炉炉身中、上部非工作层和烟道等部位采用红砖砌筑。炉身上部工作层用粘土砖砌筑。炉身中部工作层一般用镁砖、镁铬砖或铬砖砌筑;炉身下部及风口区的操作温度约为1300℃,个别部位高达1500℃,同时承受铅液和熔渣的化学侵蚀,使用条件较苛刻。该部位一般用致密粘土砖、高铝砖或镁铬砖作工作层,并安装水冷板保护。当采用致密高铝质耐火浇注料时,必须先在水冷板上焊接锚固钉,然后浇灌工作层,其厚度约为230mm。采用富氧鼓风的条件下,炉子风口区周围部位的衬体能使用300多天;炉缸非工作层用粘土砖砌筑,工作层则用烧成镁砖、镁铬砖或铬砖等碱性砖砌筑,也可用镁质或镁铬质耐火捣打料捣制。在正常操作条件下,该部位使用寿命为3~5a。由于铅液密度大、渗透力强,因此易使炉底砖上浮并导致砌体膨胀变形,炉缸每年需中修一次。当采用AL2O3含量为70%的磷酸盐高铝质耐火捣打料捣制炉缸时,因整体性好、无缝隙、铅液难以渗透,使用一年后表面仍光滑平整,仅虹吸口附近的衬体,略有鼓胀现象,经小修后仍继续使用,基本上能与整个炉衬寿命同步;鼓风炉前床及流槽的内衬一般用高铝砖或镁砖砌筑,使用寿命约为3a。

铅锌密闭鼓风炉用耐火材料该炉是炼铅炉与炼锌炉组合处理铅锌氧化矿或铅锌混合硫化矿的新炉型,是能直接冶炼生产铅和锌的热工设备(图2)。铅锌密闭鼓风炉主要由密闭鼓风炉、冷凝器即铅雾室和烟道等部分组成,并与铅锌精馏精炼装置(见炼锌用耐火材料)相接。



图2铅锌密闭鼓风炉系统装置

1-粗铅出口;2-炉缸;3-风口;4-鼓风炉炉体;5-装料口;6-冷凝器;7-转子;8烟道;9-铅锌分离室;10-粗锌出口;11-铅塔;12-镉塔;13-换热器室;14-烟囱;15铅锌流槽;16-放渣口

该炉断面为长方形,两端墙呈圆弧状。标准型炉子设有36个风口,风口区面积约为10㎡。该炉炉缸衬体的工作层和炉腰水冷板衬层一般采用镁铬砖砌筑。炉缸的非工作层和炉身等部位的衬体则用粘土砖、致密粘土砖砌筑。炉顶及其与铅雾室连接处的斜道衬体等部位普遍采用高铝水泥耐火浇注料现场浇灌,也可做成其预制块吊装砌筑。铅雾室的底和顶采用致密粘土砖砌筑,或用高强度耐火浇注料浇灌,侧墙承受铅雾的冲刷和化学侵蚀等作用,损毁较快,需用粘土结合碳化硅砖砌筑。铅雾室内的转子及轴用石墨或碳化硅质材料制作。烟道等部位用普通粘土砖砌筑。炉子使用寿命一般为3~4a,其装料口、炉腰及风口区和渣线区等部位的衬体较易损毁,每个炉役中需小修数次。铅雾室和烟道等部位的寿命相当于几个炉役,但转子及轴需进行多次更换。铅锌分离室的底和顶一般用粘土砖或致密粘土砖砌筑,侧墙非工作层用粘土砖,工作层则用镁铬砖砌筑。铅液流槽和出铅槽的槽底采用AlzO。含量为65%的高铝砖砌筑,槽壁则用镁铬砖或铬砖砌筑。该流槽也可用同材质的耐火浇注料浇灌,形成整体性强的槽衬。槽盖板用高铝水泥耐火浇注料预制块。铅锌分离室和流槽的衬体使用条件较好,较少损坏,能工作几个炉役。铅塔和镉塔的燃烧室、换热器室及其烟囱等部位的衬体一般用粘土砖砌筑,亦可使用几个炉役。

氧气底吹炼铅炉用耐火材料该炉是用铅精矿直接炼铅的热工设备。该炉呈长形圆筒状(图 3),水平放置在两个托圈上,可回转90度。炉子长度约为22m,分为还原区和氧化区,二者间设有高700mm和厚500mm的隔墙,其下部留有孔洞,使两区相连通。氧化区内安装有排烟口和虹吸放铅口,同时安装有6个氧气喷嘴,喷嘴间的上方设有装料口。还原区内安装有8个套筒式的喷嘴,喷嘴内孔喷煤粉一氧气或天然气一氧气,其夹缝间通氮气保护。QSL,法炼铅炉的熔池、渣线区、隔墙、装料口及喷嘴对面的炉墙等部位一般采用熔铸镁铬砖砌筑,其余部位的衬体则用直接结合镁铬砖或烧成镁铬砖砌筑。其工作层厚度为300mm。烟道和非工作层等部位的衬体普遍采用粘土砖砌筑。该炉在正常操作情况下,使用寿命约为 1a,底部喷嘴寿命一般为1~2个月。





图3氧气底吹炼铅炉示意图

1-还原区;2-空气喷嘴;3-氧化区;4-装料口;5-烟道;6-虹吸放铅口;7-托轮转动装置;8-氧气喷嘴;9-隔墙;10-燃料-氧气喷嘴;11一放渣口

基夫赛特法直接炼铅炉用耐火材料该炉特点是将铅精矿的焙烧和熔炼合并在同一炉子中完成。它由直筒状熔炼塔和电炉两部分组成(图4),二者共用炉膛,用水冷板式隔墙隔开,隔墙插入熔池深度为200~400mm。炉膛顶的一侧竖立有较高的熔炼塔 (旋涡炉),塔下部设有燃烧装置。该处截面积约为16㎡,操作温度一般为1350℃以上;另一侧安装有电极,构成电炉部分,其炉膛截面积为77㎡左右。炉子的设计熔炼能力一般为5.0~6.5t/㎡。



图4直接炼铅炉示意图

1-旋涡炉;2-隔墙;3-电极;4-沉淀池废气口;5-沉淀池6-分离室;7-旋涡炉废气口

该炉熔炼塔高温区的衬体遭受物料冲刷、化学侵蚀和高温等作用,较易损毁。电炉炉衬主要受高温和化学侵蚀作用,渣线区和电极孔周围的衬体损坏较快。隔墙系悬挂式的并插入熔池中,使用条件苛刻,最易损坏。因此,炉子工作层全部采用镁铬砖砌筑,易损部位还应用水冷铜套保护,以提高使用寿命。水冷板隔墙用镁铬砖作保护层,也可在板上焊接锚固钉,然后浇灌或捣制镁锱质耐火浇注料。在正常操作的条件下,炉子使用寿命约为1a。在此期间内,电炉顶局部、电极孔周围、隔墙和喷嘴周围衬需经数次小修。放铅口等部位的衬体,也需进行小修。
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