反射炉各部位耐火材料施工顺序及砌筑要点
反射炉熔炼是传统的火法炼铜的主要方法,从20世纪20-70年代,反射炉熔炼仍位居各炼铜工艺之首,世界上主要产铜国如美国、智利、前苏联、赞比亚、秘鲁等的粗铜主要是反射炉生产的。据80年代初期不完全统计,全世界采用反射炉熔炼法的铜冶炼厂仍有60家,其产铜量在600万t/a以上,约占全世界钢熔炼总产量的53%。这是由于它具有对原料的适应性较好,对燃料种类无严格要求,炉体寿命长,易操作,作业率高,适合大规模生产等优点。
炼铜反射炉是一种长方室火焰炉,由炉底、炉墙、炉顶、加料口、产品放出口、烟道等部分构成。
炼铜反射炉炉底、炉墙、炉顶等部位,一般都用烧结镁砖,镁铝砖和镁铬砖等碱性耐火材料砌筑,表1为反射炉各部位砌体砖缝厚度。
表1 反射炉各部位砌体砖缝厚度
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炉底粘土砖宜干砌,砖缝用干粘土熟料粉填充;无炉壳的熔炼反射炉炉底四周,应先湿砌炉底围墙,并注意按设计要求留设排气孔。
镁质反拱砖干砌,砌筑前,反拱下部用镁质捣打料按设计弧度分层捣实,其最小厚度为50mm;砌筑时,应先试砌一环,并以此为样板由纵中心线同时向两侧对称砌筑。
烧结炉底的镁铁捣打料应按设计规定的配料比分层砸筑,搅拌好的镁铁混合料应均匀,干湿度一致,达到手捏成团,上抛可散,并在1小时内用完,硬化后不得使用。为了使捣打层与下部砌体相接触面以及每层已捣料层之前紧密结合,在捣打前应清扫下部砌体的表面并喷洒少量卤水润湿,在捣打上一层捣打料前,耙松下一层已捣表面4~5mm。表2为炼铜反射炉镁铁烧结炉底砸筑配料比。
表2 镁铁烧结炉底砸筑配料比
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渣线以下炉墙干砌,渣线以上炉墙湿砌,外墙黏土耐火砖与内墙镁质砖为直缝时,黏土耐火砖外墙全部湿砌。
膨胀缝采用交错企口式,内外墙与上下砖层之间错留设,用马粪纸板填塞。由于炼铜反射炉两侧纵墙外设有钢立柱,要求膨胀留在相邻立柱之间。
转渣口、放渣口、打眼放铜口中、虹吸连通口等部位受高温熔体冲刷侵蚀,操作时受机械的碰撞,容易松动损坏,故应仔细错缝湿砌,以提高砌体的整体性。
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大型炼铜反射炉炉顶采用压梁式止推吊顶结构。
图3 立杆式止推吊挂炉顶
1-炉顶砖;2-筋砖;3-筋砖小挂环及插销;
4-轻轨;5-吊(压)杆;6-支承大梁;7-筋砖大挂环及插销;
8-吊杆支承槽钢;9-止推螺帽。
炉顶砖的砌筑在拱脚上进行,拱脚砖与钢拱脚梁之间隙应用砖加工砌实,砌筑时,应先试砌一环,然后以此为样板,由两侧向炉顶中间同时对称砌筑。
加料口区砌体与第一层吊挂砖之间湿砌,其他吊挡土墙砖干砌,砖面与砖面之间按设计规定留膨胀缝,夹马粪纸和0.5mm厚钢片,并穿好砖销子。沿炉顶横向,每跨与每跨之间吊挂炉顶砖体之间的膨胀缝,采用集中直通式,用硅酸铝纤维毡填塞,炉顶砌筑完毕后,再安装筋轨、铁环、弧形压梁,短、长卡杆等钢构件。
加料口以及加料口区、测温孔等应错缝湿砌,由于干燥后的原矿仍含有一定的水分,炉内高温,烟气冲刷以及矿料连续不断地撞击、磨损,该部位最易损坏,故高温区炉顶及下料口的使用寿命决定了反射炉的寿命,一般在12〜18个月就要进行停炉检修。
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斜坡烟道采用退台式吊顶结构,用镁铝砖预先砌成组合砖体,待牢固后,再吊挂砌筑。
水平烟道采用砖砌拱顶,用黏土砖砌筑。
表3为反射炉主要砌筑材料用量表,图2为炼铜用270m2反射炉大修升温曲线。
表3反射炉主要砌筑材料用量表
图2反射炉大修后升温曲线
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耐热混凝土炉基→湿砌炉底黏土砖围墙→铺炉底石棉板、石英砂、干砌轻质黏土砖层→反拱砖下镁质捣打弧皮层→砌反拱砖层→炉墙找平、砌炉墙→支拱胎→砌炉顶→拆拱胎→砌炉头大碹、虹吸前床、斜坡及烟道→砸筑镁铁炉底→升温烤炉、烧结镁铁炉底→喷补斜坡吊顶→投料生产。