Процесс плавки Ausmelt широко используется во всем мире благодаря высокой адаптируемости сырья, простоте эксплуатации, высокой эффективности производства и полной защите окружающей среды, но он также имеет такие недостатки, как короткий срок службы печи; продление срока службы печей Ausmelt в основном направлено на продление срока службы печей Ausmelt.огнеупорный кирпич. Из механизма потери огнеупорного кирпича мы можем выяснить факторы, влияющие на срок службы огнеупорного шамотного кирпича в печах Ausmelt. Есть три основных аспекта, а именно: отпадание хлопьев; абляция высокотемпературного расплава; механическая очистка и химическая эрозия высокотемпературных дымовых газов.
Хлопья падают
При производстве семи печей Ausmelt опадание чешуек огнеупорного кирпича является важнейшим фактором потерь огнеупорного кирпича. Существует несколько основных факторов, приводящих к образованию отщепов огнеупорного кирпича, а именно колебания температуры; шлаковая эрозия и физическое воздействие.
1. Колебания температуры
При выплавке меди в печи Ausmelt используется ленточная система для добавления медного концентрата, в которую через распылитель вдувается воздух, богатый кислородом. После смешивания в ванне расплава печи Ausmelt происходит бурная окислительно-восстановительная реакция. Температура медеплавильной ванны австралийской печи поддерживается на уровне 1160 градусов -1200 градусов, что значительно ниже температуры огнеупорности (больше или равной 1580 градусов) и температуры размягчения загрузки (больше или равно 1450 градусов). степень ) обычных огнеупорных материалов. Поэтому при такой температуре новые огнеупорные кирпичи, еще не испортившиеся, не будут израсходованы. Однако при нерегулярных или даже прерывистых условиях эксплуатации, таких как процесс открытия и остановки австралийской печи, температура в печи резко повышается и падает, и это изменение температуры вызовет температурный градиент внутри кирпича, а также усадку и расширение. Процесс изготовления огнеупорного огнеупорного кирпича будет заблокирован, вызывая термическое напряжение. Когда термическое напряжение превышает стойкость огнеупорного кирпича к тепловому удару, огнеупорный кирпич трескается, ломается, снижает механическую прочность и, наконец, отслаивается.
В то же время разные скорости нагрева и охлаждения каждого слоя кирпичей в процессе нагрева или охлаждения печи и разные термические напряжения, возникающие в процессе теплового смещения, будут вызывать относительное смещение между кирпичами. Это относительное смещение вызывает силу сдвига трения на поверхности смещения между кирпичами. В тяжелых случаях он прямо разрывает локальный участок огнеупорного кирпича, вызывая трещины в огнеупорном кирпиче. Эти трещины распространяются при относительном смещении, вызванном каждым последующим колебанием температуры, что в конечном итоге приводит к отслаиванию огнеупорного кирпича. На раннем этапе открытия австралийской печи из-за незрелых технологических условий, незнания практической работы процесса по увеличению срока службы плавильной печи Ausmelt и сбоев оборудования температура печи и условия печи часто колебались, кирпичи падали. в печи, и огнеупорный огнеупорный кирпич был серьезно поврежден.
2. Шлаковая эрозия
При плавке штейна в состав шихты в основном входят кварц (SiO2) и известняк (CaCO3), которые вступают в реакцию с FeO, полученным окислением медного концентрата, с образованием сложного щелочного шлака, содержащего силикат железа (2FeO·SiO2: фаялит), обладающий сильной коррозионной активностью. и эрозионная способность. В процессе кладки огнеупорного кирпича неизбежно возникают радиальные и кольцевые кирпичные швы. Эти кирпичные швы и трещины в огнеупорных кирпичах, вызванные колебаниями температуры, обеспечивают каналы для проникновения и эрозии высокотемпературного щелочного шлака, и сама эта шлаковая эрозия также приводит к дальнейшему увеличению кирпичных швов и трещин. По мере увеличения швов и трещин кирпичи подвергаются чрезмерному напряжению во время каждого процесса сжатия и расширения, вызванного колебаниями температуры, что приводит к блочному отслаиванию поверхности огнеупорного кирпича.
3. Физическое воздействие
Как только кокс падает во время производственного процесса печи Ausmelt, коксовые блоки свободно падают на наклонную часть печи Ausmelt, что оказывает огромную физическую силу воздействия на огнеупорные огнеупорные кирпичи в наклонной части печи Ausmelt, серьезно влияя на внутренние сила сцепления кирпичей, вызывающая растрескивание огнеупорных кирпичей. После термического удара, эрозии шлака и размыва дымовыми газами трещины в конечном итоге приводят к отслаиванию огнеупорного кирпича.
Абляция высокотемпературного расплава
Из-за перемешивающего действия распылителя ванная расплава печи Ausmelt представляет собой бурно «кипящую» динамическую ванну расплава. Вся печь представляет собой неравномерное и нестабильное температурное поле, которому подвержены локальные высокие температуры, что приводит к размягчению структуры поверхности и прочности огнеупорного шамотного кирпича, снижению характеристик склеивания тканей, прямому выгоранию части связующей фазы и снижению нагрузки. температура размягчения огнеупорного кирпича, что приводит к медленной потере огнеупорного кирпича. Унос высокотемпературного раствора в основном происходит в зоне ванны расплава и области ниже линии шлака. В результате наблюдения и измерения данных остаточного кирпича за семь периодов печи обнаружено, что процесс обжига огнеупорного кирпича высокотемпературным раствором является очень медленным процессом, главным образом потому, что область высокотемпературного раствора и область ниже линии шлака в принципе может быть защищен шлаком за счет эффекта водяного охлаждения.
Механическая очистка и химическая эрозия высокотемпературных дымовых газов
Сам процесс плавки меди в печи Ausmelt представляет собой процесс получения шлака и десульфурации, в результате которого образуется большое количество высококоррозионных высокотемпературных серосодержащих дымовых газов. Высокотемпературный серосодержащий дымовой газ отводится высокотемпературным сернокислотным вентилятором с образованием высокотемпературного воздушного потока, который непрерывно очищает поверхность огнеупорного кирпича, особенно поверхность огнеупорного кирпича в наклонной части печи Ausmelt. , что приводит к возгоранию огнеупорного кирпича. В то же время, поскольку плавка в печи Ausmelt является плавкой с высоким содержанием кислорода, в дымовых газах содержится около 6,5% кислорода. В процессе диффузии часть SO2 окисляется с образованием SO3 высокотемпературным газом, который реагирует с щелочными оксидами в огнеупорном огнеупорном кирпиче при температуре ниже 1050 градусов с образованием сульфатов щелочноземельных металлов (MgSO4, CaSO4). Образование сульфатов щелочноземельных металлов в кирпиче часто сопровождается увеличением объема и заполнением пор. В результате этой эрозии увеличивается опасность растрескивания кирпичей, ослабляется прочность скрепления кирпичей, еще больше усиливается эрозия кирпича шлаком, что со временем приводит к прогоранию и даже отслаиванию огнеупорного шамотного кирпича.
