闪速炉耐火材料结构与炉体内衬选用探讨
闪速炉炉体结构的发展(三)
砖 ， 使是 电铸 砖 也 会 很 快 被 磨 损 ， ３ 、８ 图 ３ 即 图 ７３ （ ８ 是 佐 贺关 闪速 炉 投 产 两 年 后 反应 塔 的磨 蚀 情 况 ） 都 是 很好 的例 子 ，何况 电铸 砖 的价 格 那样 昂贵 （ 表 见 ４。 ） 因此 ， 不少 冶 炼厂 已用烧 结镁 铬 砖 取代 它 ， 如 ， 例
其实 ， 闪速 炉 各 部 位 的耐 火砖 所 承受 载荷 远 远 低 于对 砖 耐压 强度 的要 求 。但 由于 耐压 强度 体 现镁 铬 砖 制 造 过 程 中 成 型 及 烧 成 的质 量 ， 同时 ， 压 强 耐 度 大 的砖 对 于 冲 击 及 摩 擦 等 机 械 作 用 的抵 抗 能 力 较 强 ； 致 密 度 高 ， 渣 性 能 必 然较 好 ， 此 ， 速 其 抗 因 闪 炉 容 易 磨 损 部 位 （ 反 应 塔 中 、 部 及 沉 淀 池 渣 线 如 下 区等 ） 用 电铸砖 或 预反 应砖 等 优质 镁 铬 砖砌 筑 。 都 为 了强 化 冷 却 而 不 断增 加 水 套 的层 数 ， 为 内 作 衬 的耐火 砖 的质 量 问题 就 降到 次要 地位 。多年 来 的 生产 实 践 已经 证 明 ，在 不 能 有 效 冷 却 部 位 的耐 火
２ ． 内衬 的厚 度 ３
７ ５ｒｌ 左 右 ，两 种 电铸 砖 长 度 分 别 为 ２ ０ｒｌ 及 ８ Ｔ ｎｌ ９ Ｔ ｎｌ ３０ ４ ） 的情 况 ， 据 资料 报 导 ， 予 厂经 长期 磨 ｍｍ 后 根 东 蚀 后 剩余 １０ｒｉ 见 图 ３ ） 其 内表 面挂 渣厚 约 １ ５ ｎ（ ｎ ９， ０ ｒｌ ， 时 炉 衬 厚 度基 本 稳 定 ， 贺关 厂 的情 况 与此 ｎＴ 此 ｌ 佐
天然气加热至 ２ ０ 炉料 在此高温下 呈半熔融状态 ， ２０ｏ Ｃ， 进行预 反应过程 ， 出炉料 破碎 、 筛分 后 ， 将其不 同粒级和其 它少量物料搅拌 均匀后 压制 成形 ， 砖坯进入 隧道 窑 ， 在高温 （７０－８０℃） １ ５＂ ５ － １ 下进行再结合 。
大型闪速炉的结构设计及探讨
１ 前 言
闪速熔炼属 于悬 浮熔炼 ． 料 、 经配 干燥处 理后 的物 料通过反应塔 顶部精矿喷嘴进入塔 内 ２ ３ 在 － Ｓ内瞬间 完成 气一 固一液 相 间的一 系列 氧 化 、 硫 、 脱 造渣 反应 ．
容积热负荷 １ ６ ＭＪ１ ・） ０ ／ Ｉｈ；反直 羞 ７ （ｓ Ｔ 风含氧量 ６ ． ％， ７７ １ 送风温度 ２ ℃： ５ 冰铜品位 ７ ％。图 １ ０ 为闪速炉结构简图 。
收稿 日期：０ ０ ０－ ６ ２ １－ ９ １ 作者 简介 ： 文 华（９ １ ） 高 级工 程师 ， 要 从事 有色 冶 金炉 设 计工 作 。 黄 １７－ ， 男， 主
反应塔 由塔顶 、 塔身和框架组成 ， 内径 ７ ． ． ｍ高 ０ ７９ ， 塔 中心与上升 烟道中心间距 １５ ． ｉ反应 ３ｎ ９ 峨 直 髂容 积热强度为 １ ６ ＭＪ ｉ ・ ） ０ ／ｎ ｈ 。塔 顶 为镁 铬砖 吊挂 平 顶 ７ （
Ｓｔ ｕｃ ｕｒ ｌ ｓｇ ｄ ｓ ｕｓ ｉ ｆＬａ ｇ －ｓｚ ａ ｈ ｒ ｔ ａ Ｄｅ ｉ ｎ ａｎ Ｄｉｃ ｓｏｎ ｏ ｒ ｅ ｉｅ Ｆｌ ｓ Ｓｍｅ ｔｎｇ Ｆｕ ｎａ ｅ ｌｉ ｒ ｃ ＨＵＡＮＧ Ｗ ｅ － ａ ｎ ｈｕ
（ｈｎ ｅｉ Ｅ ｇ ｅｒ ｇＣ ． ｔ， ａ ｃ ａｇＪ ｎｘ ３ ００ ， ｈｎ） Ｃ ｉａＮ ｒ ｎ ｉ ｅｉ ｏ Ｌｄ Ｎ ｎｈｎ ，ｉ ｇｉ ３ ０ ２ Ｃ ｉ ｎ ｎ ｎ ， ． ａ ａ
ｄ ｔ ｌ ｇ ｅｉ ａ ｒｓ ｆ ｉ ｓ ｕｔｒｓ ｆａｉｕ ｏｅ ｒａｔ ｎｓａｔ ｅ ｌ ｇ ａｋ ｕ ｔｋ ｄｔ ｎｉｏ ｃｉ ， ｔ）ｆ ｒｅ ｓ ｅ ｅ ｉｎ ｓ ｎｆ ｔ ｅ ｏ ｎ ｔ ｃ ｅ ｒ ｓ ｎｓ（ ｃ ｏ ｆ ｓｔｉ ｎ ， ｐａｅ ｎ ａ ｓｉ ｓ ｔ ｎ ｅ ．ｏ ａａｇ－ｉ ａ ｉ ｄ ｇ ｅ ｕ ｍａ ｒ ｕ ｏｖ ｏ ｚ ｅ ｉ ｈ ， ｔｎ ｔ ａ ｒ ｔｎ ｅ ｏ ｅ ｌ ｚ
超轻质高温耐火材料在窑炉内衬上的应用
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组织 的 应 用 技 术 鉴 定 ( 冶 科 成 鉴 字 [ 1996 ] 第 136 号) ,鉴定意见认为 :该产品蓄热量低 、抗震性好 、重 量轻 、抗冲刷 、消音隔热效果好 ,各项指标达到 LO I 公司引进产品的设计要求 ,为我国增添了耐火纤维 复合制品新产品 ,填补了国内空白 ,已成功取代进口 产品 ,并取得了明显的经济效益和节能效果 ,建议加 快在全国的推广应用 。
闪速炉炉体结构优劣分析
１精矿喷嘴
精矿喷嘴的作用是将物料与空气充分混合并使 其沿反应塔横截面尽量均匀分布，并通过喷嘴的高速 气流对物料产生引射作用，使下料保持通畅。 精矿喷嘴目前主要有２种类型：一是文丘里型， 二是中央喷射扩散型。中央喷射扩散型精矿喷嘴与 常规文丘里型精矿喷嘴相比具有以下优势：（１）单个 精矿喷嘴的能力较大，可达２００ｔ／ｈ；（２）喷嘴头部不粘 结、堆积，避免了进料的中断；（３）因能力大，１台炉只 需１个喷嘴；（４）因只设置１个喷嘴，因此对反应塔内 壁冲刷较小；（５）精矿与富氧空气一同喷人塔内，反应 焦点上移，缩短了反应塔的高度。由于中央喷射扩散 型精矿喷嘴在生产中存在明显的优势，因此，绝大多 数生产厂都选用该种喷嘴，我国铜闪速炉都是使用该
沉淀池 沉淀池是铜锍与炉渣沉清分离、烟尘沉降，并适
应转炉生产的需要储存铜锍的部位。 ２．２．１沉淀池的钢结构 沉淀池的框架有２类，一类是钢性框架，另一类 是弹性框架。钢性框架不可调节，弹性框架可根据炉 体的膨胀进行适当的调节。从理论上说，弹性框架比 钢性框架更能适应炉体热膨胀的需要，但是无论从设 计还是从实际来看都较难把握，这是因为：（１）炉体膨 胀量大且不均匀；（２）弹性框架夹紧力逐年增大且分 布不均匀；（３）炉子冷却元件漏水引起异常膨胀；（４） 炉体工作温度变化引起膨胀量的变化；（５）炉体载荷 的变化引起弹簧受力的变化。因此从设计来说，要全 面把握，因难很大，即使设计好了，在实际运行过程中 哪些弹簧需要调节，怎么调节，调整量是多少，这些问 题都很难解决，因此许多厂从生产以来就根本没调节 过。钢性框架的设计理念是：耐火砖的受热膨胀通过 砌砖体设置合理的膨胀缝来补偿。日本设计的闪速 炉沉淀池都采用钢性框架，我国的贵冶、金隆都采用 这种形式的闪速炉，实际证明这种形式的闪速炉能满
闪速炉结构设计与实践
第 ２ ３卷 第 ３期
２ ０ 年 ０２
有 色
冶 金 设
计
与 研
究
１ ０
月
闪速炉 结构设 计 与实践
张 干
（ 昌 有色 冶 金 设 计 研 究 院 南 昌 ３ ０ ０ ） 南 ３ ０ ２
（ 摘
要 ） 据 闪速 炉 结 构特 点 、 内工 况 ， 根 炉 阐述 了冷 却 元 件 的 安 装 、 火 材 耐
囤 １ 闪 速 炉 简 体 结 构
此 外 ， 速 熔 炼 还 具 有 自 动 化 程 度 高 ， 实 现 在 闪 可
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ水 冷 元 件 主 要 布 置 在 反 应 塔 顶 部 、 体 、 淀 池 塔 沉
侧 墙 、 墙 顶部 、 线 、 升烟 道 顶 部 及连 接部 等 部 位 ： 端 渣 上
线 控 制 ， 体 使 用 寿 命 长 等 一 系 列 优点 根 据 国 内 某 炉 厂 闪 速 炉 的运 行 情 况 ， 今 已 使 用 ｌ 年 ， 至 ０ 大修 时 仍 有
收 稿 ｝期 ：０ ２ ０ — ９ ｊ ２０— ８ ２
由 于 每 个 部 位 的 结 构 形 式 不 同 ， 受 冲 刷 、 蚀 程 度 不 所 浸
反应
和 物 料 浸 蚀 情 况 而 定 。损 耗 最 严 重 的部 位 是 塔 体 中
部 和 下 部 连 接 部 ， 因 为 炉 料 从 反 应 塔 顶 部 精 矿 喷 嘴 喷 出 后 ， 接 冲 刷 塔 体 中 部 和 塔 下 连 接 部 ， 于 物 料 直 由 的 快 速 反 应 ， 成 这 个 区 域 温 度 升 高 ， 般 在 １３ ０ 造 一 ０ ～ １ ０ ￣ 耐 火 砖 在 这 一 温 度 下 抗 冲 刷 、 浸 蚀 能 力 较 ０Ｃ。 ４ 耐 弱 ， 火 砖 损 耗 严 重 。 因 此 ， 这 个 区 域 内 根 据 塔 体 耐 在 高 度 一 般 要 布 置 ７ ９ 水 平 铜 水 套 ， 保 证 塔 体 在 这 ～层 以 种 条 件 下 的正 常 工 作 （ 图３ 。 见 ） 反 应 塔 上 部 及 顶 部 温 度 一 般 低 于 反 应 塔 中 下
炉子炉衬用耐火材料
炉子炉衬用耐火材料一、炉子炉衬耐火材料的选择必须具备以下特点：1、在足够的温度下，不变形、不融化的性能2、能在高温下具有必需的结构强度，而且不产生软化变形3、在高温下必需体积稳定，不致于膨胀和收缩导致裂纹4、温度急剧变化或受热不均匀时，不致于破裂和剥落5、能抵抗金属溶液、炉渣及炉气等的化学侵蚀作用根据客户的不同需求，我们对于耐火材料的选用也不同，主要分为以下几种耐火材料：酸性耐火材料酸性炉衬材料，采用高纯微晶石英砂、粉，加入高温烧结剂和矿化剂混合而成的干振料，严格控制粒度和烧结剂的加入量，所以不管用各种打结方法均可获得致密的炉衬。
该产品主要用于铸造厂的灰铁、球铁、碳钢的融化过程中，又适合持续高温环境，还可以用于钛合金和高温有色金属的熔炼。
中性炉衬材料中性炉衬材料是以刚玉砂、粉，加入铝镁尖晶石粉和烧结剂等混合而成的干捣料。
其粒度分布符合最大堆积密度理论，所以通过各种打结方法均可获得致密均匀的炉衬，主要用于各种合金钢、碳钢、不锈钢等，此材料具有良好的热震稳定性、体积稳定性和较高的高温强度，并在正常使用时保持背衬有一定的松散层。
碱性炉衬材料碱性炉衬材料采用电熔或高纯镁砂、粉，加入铝镁尖晶石粉和烧结剂等混合而成的干捣料。
其粒度分布符合最大堆积密度理论，所以通过各种打结方法均可获得致密均匀升温炉衬，主要用于各种高合金钢、碳钢、高锰钢、工具钢、不锈钢等，该材料具有高耐火度和高温强度，并在正常使用时保持背衬有一定的松散层。
无芯感应炉的耐火材料由于矿化剂的作用，通过首次烘炉烧结后a-磷石英转化率高，所以烘炉时间短，具有较高的体积稳定性、热震稳定性和高温强度，在正常使用是背衬保持一定的松散性。
二、炉子炉衬耐火材料的毁损机理炉衬耐火材料的毁损主要是熔融金属、金属氧化物、熔渣的浸透和温度应力的作用造成的。
无心感应炉的炉衬较薄，所以衬体中存在着很大的温度梯度，极易导致炉衬开裂和剥落。
当熔融金属、氧化物或熔渣沿着衬体的裂纹或气孔渗透到纵深内部时，则发生以下三种情况：1、熔融金属发生氧化、还原或生成低熔点物质，致使衬体遭到侵蚀或产生龟裂、剥落。
浅谈600t混铁炉内衬耐火材料的资源优化配置
达到对各个高炉输入混铁炉的不同成分铁水的均匀混合以及温度的调 匀。 有时由于误操作或其他原因可能会导致混铁炉转速不均， 造成内部 铁水对混铁炉内衬耐火材料冲刷力矩产生变化 ，造成混铁炉内衬耐火 材料受 损。主要集 中在 出铁 口、 炉底铁水 冲击 区。 ２ ． ４操 作不当 迫于生产任务紧急 ， 一些钢铁冶炼企业尤其是在一些中小钢铁冶 炼工 厂 ， 混铁炉 经常 出现不恰 当 的操 作 ， 加剧 了混铁 炉 内衬 耐火材 料 的 损毁状 况。 ２ ． ４ ． １ 煤气供应不合理。 为了节省能源， 部分钢铁冶炼企业及工厂对 混铁炉的煤气供应停送频繁。转炉需要铁水供应时，给混铁炉输入煤 气， 升高混铁炉内部温度 ； 而转炉不需要铁水供应时， 就停止向混铁炉 输如煤气， 降低混铁炉内部温度 ， 加之高炉煤气质量较差 ， 发热值不高 等原 因造 成混铁 炉 内部 温度 波动频 繁 ，超 过了混铁 炉 内衬 耐火材 料 的 热胀冷缩恢 复系数 ， 造成 内衬耐火 材料损伤 。 ２ ． ４ ． ２铁水成分控制不当。由于对高炉输入混铁炉的铁水成分分析 不当， 或铁水质量成分较差， 造成混铁炉内部各高炉铁水成分之间的不 稳定 ， 甚 至发生化 学反应 ， 造成 对混铁 炉内衬耐火 材料 的不 均衡腐蚀 。 ２ ． ５炉砖材料 与砌筑技 术 产钢 １ ０ ０ 万 吨左右 。 建 设混铁炉 所采用 的炉砖 材料 以及使用 的砌筑 技术 ，也是影 响混 铁炉 内衬耐 火材料性能 的主要 因素之一 。 铁 水温度为 １ ２ ０ ０ ￣ Ｃ ～ １ ３ ５ ０ ｃ Ｃ ， 铁水化 学成分 如下 ： ２ ５ ． １炉砖材料。混铁炉炉砖材料应当依据混铁炉的操作条件和工 ｌ ｃ （ ％ ） Ｓ ｉ （ ％ ） ｔ Ｃ ｔ ｎ （ ％ ） Ｐ（ ％ ） Ｓ （ ％ ） 作环境进行分析、 选择 。混铁炉内铁水矿渣呈碱性渣时 ， 应当采用镁质 ｌ ３ ． ４ ５ — ４ ． ４ ０ ０ ． ３ ３ － ０ ． ９ ７ ０ ． １ １ － ０ ． ４ ０ Ｏ ． １ ４ １ － ０ ． ２ ５ ０ ０ ． ０ ２ ２ — ０ ． ０ ７ ０ 耐火 材料 ；而当铁水 矿渣 呈酸性渣 时 ，则 采用硅 酸铝质 耐火材 料更 适 合， 要防止铁水矿渣以及铁水成分与混铁炉炉砖产生化学反应 ， 破坏混 燃气条件， 略钢 ６ ０ ０吨混铁炉保温使用的燃气为高炉煤气， 发热值 铁炉 内衬 内火材 料 。 较低 ， 只有 ３ ０ ０ ０ － ３ ８ ０ ０ Ｋ Ｊ ／ Ｎ ｍ 。 为提高高炉煤 气的燃烧 温度 ， 在煤气燃 烧 ２ ５ ＿ ２砌筑技术。混铁炉的砌筑技术也是影响混铁炉内衬耐火材料 时配 ＾ 适量的富氧， 以此提高燃烧温度。 整体 眭能的关 键。能否在混 铁炉 的关键 部位使 用高档 的内衬耐火 材料 ， ２混铁炉 内衬耐火材料 损毁原 因 决定 了混铁 炉内衬 耐火材 料的使用 时 间 ，以及 能够承 受的铁水 温度 和 混铁炉整体性能以及使用寿命如何对钢铁冶炼有着重要意义 ， 我 化学成 分腐 蚀 的极 限 。 国研究技术人员 以及工程技术人员对混铁炉的建造和维护技术进行了 ３混铁炉内衬耐火材料的资源优化配置 艰 苦 的探 索 ， 并且取得 了不少成 果。可是 随着 我国一些列 改革措施 的实 综合以上论述我们知道混铁炉在现代钢铁冶炼领域有着很重要的 行， 我 国的各项工 程建 陕速发 展 ， 对钢材 的需求 从钢材 的种类 到钢 材 意义 ，以及造 成混铁 炉 内衬 耐火材 料损毁 的几种 原 因 ，我们可 以 了解 的质量都提高了要求 ， 由于缺乏技术上更新， 以及为了高产一些钢铁冶 到，对混铁炉内衬耐火材料资源进行优化配置是钢铁冶炼企业现在面 炼企业出现了违规操作、 延误设备维护时间等不恰当的生产方式， 导致 临的—个重要问题 ， 同时我们也知道， 要对混铁炉内衬耐火材料进行资 源优化配置需要从整体上来把握， 从各个方面加强措施。 我国钢铁冶炼企业的混铁炉经常出现内衬损毁的现象。 ２ ． １化学 侵蚀作用 ３ ． １完善 的 寸 ． 力案 根据钢铁冶炼企业的冶炼技术和冶炼环境 ，对混铁炉进行完善的 化学侵蚀是指由于对钢铁冶炼采用的铁矿石成分缺乏详细了解， 造成高炉输入混铁炉的铁水中含有对混铁炉内衬耐火材料产生化学腐 设计 ， 包括混铁炉吨位、 炉砖材料 、 砌筑技术、 混铁炉炉形等 ， 从整体上把 蚀作用的化学成分 ， 其与混铁炉内衬耐火材料发生化学反应 ， 造成混铁 握混铁炉的各个细节 ，以及可能产生的各种损毁混铁炉内衬内火材料 炉 内衬 耐火材 料损毁 。主要是铁 矿石 冶炼设备 产生 的矿物残 渣混 于铁 的问题 ， 并 制定相应 的应对措施 。 水 中形成 的。 ３ ． ２研发 新型冶炼 工艺 ２ ２ 热应 力损毁 钢铁冶炼企业应当加强对新型冶炼工艺的研发 ，提高铁矿石的开 热应力损毁是指由高炉输入混铁炉的铁水成分温度过高，超过了 发利用率， 降低矿物残渣， 净化铁水成分 ， 从而避免铁水混入矿物残渣 混 铁炉 内衬耐火 材料 的温度 和膨 胀 系数 承受极 限 ，造 成混铁 炉 内衬 耐 对 混铁炉 内衬耐火材 料造成 的各种损毁 。 火 材料不 同程度 的损毁 。或生产 中， 当铁水 供应 紧张时 ， 混 铁炉 内铁水 ３ ＿ ３专业 的混铁炉操作 维护人 员 液 面较低 ， 有 时甚至将铁 水倒空 ， 导致 渣线 区域加 宽 ， 易损 面积增 大 。 培养专业的混铁操作炉维护人员 ， 依照操作规范正确操作混铁炉 ， ２ ． ３机械 冲刷 及时地对混铁炉进行矿物残渣清理 ， 以及及时对混铁炉炉砖进行修补 ， 机械冲刷是造成混铁炉内衬耐火材料损毁最常见原因， 包含以下 避免混铁 炉 内衬耐 火材料发 生损毁 。 两 种 因素 。 混铁炉内衬耐火材料资源的优化配置是一个复杂的系统化工程 ， ２ ． ３ ． １ 矿石 残渣 。 主要 是 由于对铁 矿石 的选矿 不准 ， 导致 有高炉冶炼 需 要 内衬 耐火 材料开发 人员 、混铁炉 结构设 计 人员以及 混铁炉操 作维 出来输入混铁炉的铁水很有矿石残渣超量，或是混铁炉内矿石残渣清 护人员的通力合作 ， 因此在做好技术上的措施外， 还要加强各部门间的 理不及时， 导致矿石残渣刮伤混铁炉内衬耐火材料 ； 或是附着在内衬材 管理措施实施 ， 协调各部门的高效运作 ， 这样才能做到混铁炉 内衬耐火 料上， 降低了内衬材料的受热膨胀系数， 造成混铁炉 内衬耐火材料的损 材料资源的全面优化配置。 伤； 亦或混铁炉长时间没有进行清理 ， 导致铁水中混入的矿石残渣大量 参考 文献 堆积在混铁炉内， 造成炉压上升 ， 导致混铁炉内衬耐火材料损坏 ， 集中 ［ １ 】 朱波． 莱钢混铁炉长寿技术的应用Ⅲ． 耐火材料， ２ ０ １ １ ， ４ ５ （ １ ） ： ６ ７ ＿ ６ ８ ． 在前后墙渣线部位。 ［ ２ ］ 张兴业． 我国连铸 中间包内衬 耐火材料 的发展及应用叨＿ 山东冶金 ， ２ ３ － ２混铁炉转速。 一般的混铁炉都有固定的转速， 通过平稳的转动 ２ ０ ０ ９ ， ３ １ （ ￣， － ２ ９ ． 混铁炉是转炉炼钢的重要辅助设备之一 ， 起着均匀铁水成份 、 稳定 铁水温度和贮存铁水保证铁水持续供应的功能。近些年随着我国经济 的发展 ， 钢铁产量持续增长 ， 钢铁的种类 Ｅ ｔ 益繁多， 混铁炉的使用条件 更加苛刻， 加之混铁炉长期贮存铁水并频繁受铁和出铁 ， 炉衬受到铁、 渣以及重力冲刷和化学侵蚀作用 ， 使得混铁炉的寿命出现缩短趋势。提 高混铁炉使用寿命， 对保证铁水的正常供应， 稳定转炉的正常生产节奏 有 着重要 意义 。我 国的混铁炉～ 般有 ３ ０ ０ 吨、 ６ ０ ０吨 、 ９ ０ ０吨和 １ ３ ０ ０吨 几个类型 ， 按照冶钢企业规模的不同而装备不同类型的混铁炉。 混铁炉 炉体是由可以拆分的侧面凸起端盖和设有铁水输入 口、铁水输 出口的 圆筒组成简体装置。 炉体内部铺砌有高温耐火材料层 ， 高温耐火材料层 与炉体外壳之间的空隙填有主要成分为硅藻土料的隔热层，通过隔热 层达到对炉体内衬高温耐热材料受热膨胀对炉壳产�
贵溪冶炼厂炼铜闪速炉用耐火材料的国产化
耐火材料／ＮＡＪＨＵＯＯＡＩＬＩＡＯ２００２。
３６ｆ增刊Ｊ３４－３６贵溪冶炼厂炼铜闪速炉用耐火材料的国产化口鲁兴华江西铜业集团公司贵溪冶炼厂贵溪３３５４２４摘要本文介绍了我国第一座炼铜闪速炉的结构特点及耐火材料使用方面的情况。
随着江西铜业集团公司贵溪冶炼厂（简称“贵冶”）炼铜技术的进步，闪速炉作业条件更加苛刻，炉衬损耗加剧。
为适应冶炼工艺的变革，在总结历年生产实践经验的基础上，对炉体结构作了改进，并且取得了实效。
其成功经验值得参考借鉴。
关键词炼铜闪速炉，镁铬砖，水冷元件．炉衬，国产化我国传统铜冶炼工艺装备落后、能耗高、硫回收率低、环境污染严重。
为了赶上国际炼铜先进水平，我国在２０世纪８０年初引进具有国际先进水平的闪速熔炼技术，并建成了我国第一座现代化炼铜工厂一江西铜业集团公司贵溪冶炼厂（简称）。
该闪速熔炼工艺的化学反应激烈，速度快，热强度高，炉内气氛复杂，炉衬对耐火材料的要求苛刻。
为此，成套引进了闪速炉内衬耐火材料。
投产后，为节约外汇，降低生产成本，发展我国铜冶炼用耐火材料，对闪速炉内衬耐火材料应用与筑炉技术进行了全方位的探讨与实践，在推进耐火材料国产化的同时，结合贵冶生产实践对炉体结构进行了改进。
截止到１９９９年，结束了闪速炉内衬耐火材料依赖进口的历史，取得了显著的成效。
１闪速炉炉衬结构特点１．１选用优质耐火材料在闪速炉工作条件恶劣部位，内衬选用优质耐火材料，如：反应塔侧壁中、下部及沉淀池渣线区选用价格相当于烧结砖１０倍的抗渣性优良的熔铸镁铬砖；反应塔侧壁上部及沉淀池气流区选用高温烧成直接结合镁铬砖，其余部位选用普通镁铬砖；在一些结构复杂的特殊部位选用优质镁铬浇注料。
３４ＮＡＩＨＵＯｃ＾ＩＬ帅／耐火材料２００２／：噌：Ｆｑ贵冶闪速炉初始筑炉所用耐火材料是从Ｅｌ本成套引进的，共使用了９种材质约１０２０ｔ耐火砖（其中优质镁铬砖占８５％）、６种约２６５ｔ吨不定型耐火材料和５种约８０．６ｔ耐火泥浆。
闪速炉主要耐火材料的理化指标见表１。
高炉(本体)内衬用耐火材料的选择与高炉长寿
高炉 (本体 )内衬用耐火材料的选择与高炉长寿摘要：高炉长寿是系统工程，高炉本体耐火材料在其中发挥重要作用，因此，高炉内衬必须按部位选择合适的耐火材料。
基于此，本文探讨了高炉(本体)内衬用耐火材料的选择与高炉长寿的措施，以供相关的工作人员参考借鉴。
关键词：耐火材料；高炉；选择；长寿1高炉(本体)内衬各部位耐火材料的选择1.1炉缸、炉底用耐火材料高炉中炉缸部位特别是风口区为高炉内温度最高的区域，在l700-2000℃，炉底一般在l450-l500℃。
炉缸除受高温作用外，主要是受到渣铁的化学侵蚀与冲刷，炉底主要以铁水的渗入侵蚀为主，同时也有碱和锌的侵入。
炉缸风口带采用刚玉莫来石砖或棕刚玉砖、硅线石砖，在渣铁接触的热面即采用前两种砖，而在冷面选用致密炭砖或石墨化、半石墨化炭砖，也可选用小块微孔炭砖、模压炭砖。
炉底选用半石墨化炭砖、微孔炭砖。
铁口区工作条件恶劣，采用与炉缸用耐火材料材质相匹配的铁口组合砖砌筑，有炭质、半石墨碳一碳化硅质、莫来石质、碳化硅质等。
1.2炉腹用耐火材料炉腹是高炉寿命最短的部位之一。
容易受热辐射，熔渣侵蚀，还有碱金属侵入、碳的沉积而引起化学作用。
以前多用高铝砖和刚玉砖，现在大中高炉采用烧成铝炭砖及烧成微孔铝炭砖，大型高炉多用氮化硅结合碳化硅砖或Sialon结合碳化硅砖。
1.3炉腰用耐火材料炉料在此部位已部分还原造渣，渣侵蚀比较严重，而且温度也比较高在1400-1600℃左右。
以前用黏土砖、高铝砖，现在中、小型高炉大多数用铝炭砖，甚至微孔铝炭砖。
大型高炉多选用氮化硅结合碳化硅砖、反应结合碳化硅砖。
也有用Sialon结合刚玉砖。
对于冷却板结构内衬也有用石墨砖。
1.4炉身用耐火材料高炉中炉身上部和中部温度较低，普遍采用低气孔率黏土砖，高密度高铝砖，磷酸浸渍黏土砖，硅线石砖及抗剥落高铝砖等。
也有在炉身上部采用2-3段代衬镶砖冷却壁，即取消内衬耐火砖：代衬冷却壁使用范围甚至扩大到高炉整个上部砌体，包括炉腹、炉腰和炉身。
炉衬耐火材料
炉衬耐火材料
炉衬耐火材料是指在高温炉内用于保护炉体结构的耐火材料，它具有耐高温、
抗化学侵蚀、抗热震等特点，广泛应用于冶金、建材、化工等行业的工业炉窑中。
炉衬耐火材料的选择和应用对于炉窑的正常运行和寿命具有重要影响，因此对炉衬耐火材料的了解和选择显得尤为重要。
首先，炉衬耐火材料的种类繁多，根据不同的工业炉窑使用条件和要求，可分
为硅酸盐、碳化硅、氧化铝、氧化镁、碳化镁、氧化锆等多种类型。
每种类型的炉衬耐火材料都有其特定的使用范围和优势，因此在选择时需根据具体情况进行综合考虑。
其次，炉衬耐火材料的性能指标包括耐火度、抗压强度、热震稳定性、导热系数、抗渣性等多个方面。
这些性能指标直接关系到炉衬耐火材料在高温炉内的使用效果和寿命，因此在选择和应用时需要充分考虑这些指标，并根据实际情况进行合理的选择。
另外，炉衬耐火材料的施工和维护也是至关重要的。
在施工过程中，需要严格
按照材料的使用说明进行操作，保证炉衬耐火材料的施工质量和效果。
同时，在使用过程中，需要定期对炉衬耐火材料进行检查和维护，及时发现和处理可能存在的问题，确保炉衬的正常运行。
总的来说，炉衬耐火材料的选择和应用需要综合考虑多个因素，包括使用条件、性能指标、施工维护等方面。
只有在全面了解和考虑的基础上，才能选择合适的炉衬耐火材料，并确保其在高温炉内的正常使用效果和寿命。
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闪速炉炉体结构的发展(二)
１ 。这 种 型 式 的 上升 烟 道 仍 沿 用 至 今 。１ ９ ） ９ ５年 才 投
产 的犹他大 型 闪速 炉 （ 内径 ７ｍ） 其 上 升 烟 道 也 是 ，
垂 直 圆形 。
为 了 延 长 内衬 寿 命 ， 些 冶 炼 厂 （ 卡 尔 古 利 、 有 如 金 川等） 上升烟道 上也插入铜水 套 （ 图 ３ 。 在 见 ）
造 ， 以 预 热 锅 炉 循 环 水 的给 水 ， 一 步 回收 热 量 。 用 进
气 排 出的通道 ， 此 ， 上升 烟道 结构 上 的要求 是 ： 因 对
防 止 熔 体 粘 附 而 堵 塞 ； 量 减 少 沉 淀 池 的 幅 射 热 损 尽
失。
７ ０年 代 所 建 的 闪 速 炉 有 不 少 （ 佐 贺 关 、 予 如 东
维普资讯 堡 旦 来自期 闪速炉炉体结构的发展（ ——刘英刚 二）
． ９ ５．
闪速 炉 炉 体 结 构 的发 展 （ ） 二
刘 英 刚
（ 陵 有 色 金 属 公 司 ，安 徽 铜 陵 ２ ４ ０ ） 铜 ４ ０ １
［ 摘
要］ 本 文 阐述 了闪 速 炉结 构 的发 展 概 况 ， 析 了耐 火 材料 的腐 蚀 规 律 ， 分 对冷 却 件 的 合理 设 置 、 耐
一
耐火 砖 ， 一半 月 形支 架 ， 一钩 杆 ； Ｏ ８ ９ １ 一水 套 ； １ ｌ 一支 架 ； ２ １ 一
吊杆 ； ３ １ 一水 套 ； ４ 圆钢 １一
图 ２ 上 升 烟 道 通 向废 热 锅 炉 处 的 冷 却 元 件 ５ 不 管 是 什 么 形 式 的 上 升 烟 道 ， 总 重 量 都 比 较 其 大 ， 采 用 大 型 钢 架 支 撑 ， 沉 淀池 脱 开 。 都 与 １ ４ 连 接 部 ．
一种耐火材料内衬结构[实用新型专利]
![一种耐火材料内衬结构[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/7da1be2e08a1284ac950435a.png)
专利名称：一种耐火材料内衬结构专利类型：实用新型专利
发明人：李保良
申请号：CN201721672396.X
申请日：20171205
公开号：CN207498403U
公开日：
20180615
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种耐火材料内衬结构，包括炉身，所述炉身的上端设置有炉顶，所述炉顶的上端设置有进料口，所述炉身的下端设置有底座，所述炉身的外侧壁下方设置有出铁口，所述出铁口的上方设置有出渣口，所述出渣口的上方设置有风口，所述炉身的外侧设置有高炉外壳；高炉的内衬结构是由耐火层和冷却壁两大部分组成，在耐火层的两侧壁开设有半圆形的凹槽，当耐火层受热膨胀，产生形变时，开设的半圆形的凹槽，可以有效的抵消掉耐火层由于形变使得体积变大的影响，使得内衬结构更加稳定，同时在耐火层的内部还设置有密集的通孔，有利于内部热量的传导，很大程度上增加了耐火层的使用寿命。
申请人：三门峡阳光铸材有限公司
地址：471200 河南省三门峡市工业园禹王路西侧
国籍：CN
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炼铜闪速炉炉体结构改进的设想
炼铜闪速炉炉体结构改进的设想
【本文摘要】结合我国烧结生产条件，提出了一种炼铜闪速炉炉体结构进行改进的
设想，用以提高烧结速度和改善质量。
实验设计了一种改进后的炉体，使用一种更先进
的模具设计，在等容条件下，烧结原料的外形重量更为精确，从而改变传统炼铜闪速炉
炉体结构，使得液体流速更快、冷却更适当。
在实验结果中，烧结速度和质量比现有炉
体更快，从而提高了生产效率。
本研究成果表明，改进炼铜闪速炉炉体结构有助于提高烧结速度和质量。
为了达到此
目的，首先应优化工艺设计，如液体流速、堆积厚度、温度及质量控制等等；其次，应
使用更先进的模具和工艺，以满足产品的要求，进一步提高炼铜闪速炉炉体结构；最后，还必须建立严格的管理制度，保证优质产品的生产效率和安全性，以及减少质量波动率。
总之，改进炼铜闪速炉炉体结构，可以有效地提高烧结速度和质量。
未来，还需要在
充分考虑我国烧结生产条件的基础上，深入研究改进的炉体结构，以满足更高效率、更
安全、更精确的要求。
【珍藏】高炉炉身、炉缸、炉底等部位用耐火材料的选择
【珍藏】高炉炉身、炉缸、炉底等部位用耐火材料的选择随着工业化的进程，现代大、中型高炉一般要求1代炉龄达到10年（甚至15年）。
因此，对耐火材料的品种和质量都提出了非常严格的要求。
由于在高炉内部各个区域的反应条件、承受的热冲击、工作状态、温度波动、侵蚀机理等不尽相同。
要求使用的耐火材料也不同，其材质应作相应的变化。
今天为大家介绍高炉各个部位（炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸炉底、出铁口、出铁沟）所使用到的耐火砖类型以及选择的依据。
下图为高炉炉衬的侵蚀线和损毁原因。
从图中可以看出，侵蚀最为严重的部位是炉腹、炉腰及炉身下部的衬里，这些部位的过早损坏将导致高炉中修或者大修。
所以，耐火材料的品种、质量好与坏直接关系到一代高炉寿命，直接影响了高炉的产量及经济效益。
高炉炉衬的侵蚀线和损毁原因目前，高炉用耐火材料的品种很多，炉身中上部一般采用性能优异的粘土砖或高铝砖，炉身下部、炉腰及炉腹则多用碳质制品、碳化硅砖、莫来石砖、刚玉砖等特种耐火材料（特别是最近发展起来的碳化硅砖在高炉上的应用获得了成功）。
同时，其他不定形耐火材料也得到了广泛的应用。
炉喉用耐火材料炉喉主要起保护炉衬、合理布料的作用。
这一区域主要受炉料直接冲击和摩擦作用，但煤气流的冲刷相对较轻。
因此，炉喉一般多用性能优异的粘土砖或高密度的高铝砖砌筑，但该砖使用寿命短，因而还采用耐磨耐撞击的铸钢保护板，即所说的炉喉钢砖。
炉喉部位也有采用粘土砖或耐火浇注料作内衬的，也有采用碳化硅砖的。
另外，在高炉炉喉及保护板以下部位、直吹管和煤气升降管等部位，均可采用喷涂法进行修补。
在新建高炉时，上述部位也可以采用喷涂法进行筑衬，施工效率高，质量好。
炉身用耐火材料在炉身上部和中部，由于温度较低（400-800℃），无炉渣形成和渣蚀。
主要承受炉料冲击、煤气冲刷磨损、碱金属侵蚀及碳的沉积作用。
所以该部位主要采用低气孔率的优质粘土砖及高铝砖。
特别是在耐火材料品种增加和质量提高的情况下，高炉炉衬寿命都大为延长。
炼铁炉衬砖材料的研究与应用
炼铁炉衬砖材料的研究与应用炼铁炉是钢铁生产的关键设备之一，炼铁炉衬砖作为炼铁炉的建造与维护中不可或缺的材料，直接影响整个生产线的效果和产能。
随着技术的进步和工艺的改进，不同的材料和工艺正在被应用到炼铁炉衬砖的制造中。
本文将对炼铁炉衬砖材料的研究与应用进行阐述。
一、传统炼铁炉衬砖在以前的炼铁生产过程中，最常用的炼铁炉衬砖是氧化铝土砖和硅酸铝砖。
这两种材料广泛应用于各种炼铁方法中，如高炉、转炉等。
这两种材料制造成本低，且有较高的耐火性能，但是在使用过程中，由于物理耐久性差，易出现脱落和破坏，导致炉衬表面不平滑，存在烧结和结渣等问题，对整个生产线的生产效率和生产质量产生了不良的影响。
二、高铝氧化物材料为了解决传统炼铁炉衬砖存在的问题，研究人员开始寻找新的材料和工艺来提高炉衬材料的使用寿命和提高生产效率。
其中高铝氧化物是一种新型的炼铁炉衬砖材料，它是由铝土矿、碳质材料、高岭土和氧化铝破碎料经过预烧、研磨、混合等多道工艺制造而成。
高铝氧化物具有优良的化学耐久性、物理耐久性和热稳定性，可以抵抗高温和化学腐蚀的侵蚀，同时还能满足高速铁水流动和结晶的要求。
所以，高铝氧化物逐渐被炼铁行业广泛应用。
三、碳化硅材料碳化硅材料是一种新型耐火材料，它在高温和化学腐蚀环境下有很高的稳定性，同时还具有良好的导热性能和机械强度，可有效增加炉衬的寿命。
在炼铁生产中，碳化硅材料通常配合使用碳化硅窑架和石墨垫片一起使用，以实现更长的使用寿命和更高的生产效率。
四、预制炉衬预制炉衬是一种新型的炼铁炉衬砖材料，它是将高铝氧化物、碳化硅材料和其他陶瓷材料通过现代化的工艺制造而成。
与传统的炉衬材料不同，预制炉衬采用了预先制造好的单元块，以节省安装时间和成本。
同时，预制炉衬还具有更加一致的结构和表在观察、优异的操作性能和更短的维护周期，可以极大地提高生产效率和生产质量。
总结起来，炼铁炉衬砖材料的研究与应用已经取得了显著的进展，不同类型和工艺的炉衬材料都有各自的优势和适用范围。
高强度冶炼闪速炉优化设计对策
高强度冶炼闪速炉优化设计对策摘要：20世纪年代之后，随着改革开放的不断深入，房地产行业需求大量释放，而且投资盛行，我国铜需求量有了突飞猛进的提升，闪速炉工艺顺应时代的要求，也得到了超常规发展，但随着我国人口拐点的出现，人口红利将逐步消失，铜市场需求也趋于饱和，特别是随着铜精矿杂质含量不断增多以及由于铜品位的波动，闪速炉工艺优势越来越难以为继，同时近些年侧吹炉工艺的发展对其构成了较大的竞争压力。
因此，闪速炉亟需从低反应塔热负荷、低投料量的冶炼炉发展成为反应塔热强度在以上、投料量在以上的高强度冶炼设备。
关键词：闪速炉；冶炼强度；优化设计1闪速炉结构及冶炼原理闪速炉是一种强化冶炼设备，由中央喷嘴、反应塔、沉淀池及上升烟道四个主要部分组成，见图。
物料与富氧空气通过中央喷嘴混合并高速地喷入反应塔内，在高温下迅速地进行氧化脱硫、熔化、造渣等反应，形成的高温熔体落入沉淀池中进一步完成造渣过程，并分离成富集金属和炉渣，产生的烟气从上升烟道排出。
本文从优化设计反应塔、沉淀池、上升烟道背风面侧墙、炉顶及耐火材料等关键部位来强化闪速炉的冶炼，达到高强度冶炼的目的。
2优化设计要点2.1反应塔2.1.1反应塔高度反应塔高度H1的选定实质上是保证物料的反应时间，防止下生料的重要参数。
采用高投料量、高富氧浓度、高铜锍品位、高热强度操作的闪速炉，相比传统操作的闪速炉，反应焦点上移，反应塔高度可适当缩短。
可是，如果投料量加大到以上，采用中央扩散式精矿喷嘴的反应塔高度应适当加长。
原因有:（1）投料量加大后，工艺风量、中央氧量、分散风量需要相应加大，这就导致工艺风、中央氧、分散风出口的速度都会加大，高速气流势必将燃烧的高温烟气下压，造成剧烈反应区、高温区下移；（2）投料量、工艺风量、中央氧量、分散风量加大后，从常温到高温需要吸收更多的热量，将会引起感应区最低温度下降，这样精矿着火延迟，反应延缓，反应塔内剧烈反应区下移，反应区拉长；（3）投料量加大后，实际生产中很难实现均匀的布料，下料更易偏析，塔内气体与精矿颗粒混合均匀难度更大，着火延迟，精矿在塔内的反应时间缩短。
一段转化炉耐火衬里有关问题的探讨
一段转化炉耐火衬里有关问题的探讨
转化炉耐火衬里是一种重要的工业设备，用于保护炉体并维持炉内反应的稳定进行。
然而，在实际操作中，转化炉耐火衬里经常会出现各种问题，需要进行及时的维修和更换。
以下是一段关于转化炉耐火衬里问题的探讨：
1. 耐火砖的失效
转化炉内的耐火砖经常会出现失效的情况，这主要是由于高温、化学腐蚀等因素的影响。
耐火砖的失效会导致炉内温度不稳定，影响反应效果。
为了解决这个问题，可以选用更高性能的耐火砖，提高其抗高温和化学腐蚀的能力。
2. 衬里的开裂
转化炉衬里有时会出现开裂现象，这主要是由于温度变化、材料老化等因素的影响。
衬里的开裂会导致炉内气体泄漏，影响反应的进行。
为了解决这个问题，可以定期检查衬里的完好性，及时进行修补或更换。
3. 衬里的膨胀问题
转化炉衬里在使用过程中有时会出现膨胀现象，这主要是由于温度升高导致材料体积增大。
衬里的膨胀会导致炉内空间减小，影
响反应的进行。
为了解决这个问题，可以选用具有较低膨胀系数的材料制作衬里。
4. 耐火砖的脱落
转化炉内的耐火砖有时会脱落，这主要是由于安装不当、材料老化等因素的影响。
耐火砖的脱落会导致炉内温度不稳定，影响反应效果。
为了解决这个问题，可以加强耐火砖的安装和维修工作，及时进行更换。
总之，转化炉耐火衬里在使用过程中会出现各种问题，需要进行及时的维修和更换。
为了解决这些问题，可以选用更高性能的材料、加强设备的维护和维修工作等措施。
同时，操作人员也需要注意设备的操作和维护方法，确保设备的正常运行和使用寿命。
电弧炉耐火材料和炉衬
电弧炉耐火材料和炉衬4.1 耐火材料的主要性能和分类耐火材料是一种能抵抗高温〔1580℃以上〕作用的固体材料。
耐火材料是所有工业用炉不可缺少的衬材料，其使用围极其广泛，其中冶金工业用量最大，约占耐火材料生产总量的70％左右。
但是，目前尚没有一种耐火材料能够完全满足使用性能的要求，即使同一耐火材料在不同的使用条件下所表现的性能也不一样。
因此，为了合理使用耐火材料，必须了解耐火材料的性能和使用的工作条件。
耐火材料的主要性能指标包括：①耐火度：耐火材料抵抗高温作用而不熔化的性能称为耐火度。
耐火材料没有固定的熔点，所以耐火度实际上是指耐火材料软化到一定程度时的温度。
耐火度是耐火材料的重要指标，选用耐火材料的耐火度，应高于其最高使用温度。
②热稳定性：耐火材料承受温度急剧变化而不开裂、不损坏的能力，以与在使用中抵抗破裂或破碎的能力，称为热稳定性。
③抗渣性：耐火材料在高温下抵抗炉渣侵蚀的能力称为抗渣性。
④体积稳定性：耐火材料在高温下长期受热时抵抗体积变化的能力称为体积稳定性，也称重烧收缩或膨胀。
⑤荷重软化温度：耐火材料在高温时，每平方厘米承受2Kg静负荷作用下，引起一定数量变形的温度，称为荷重软化温度。
在生产中，材料实际负荷常小于2Kg/cm2，同时是单面受热的多，较冷的一面承受大局部负荷，因此耐火材料的最高使用温度常较其荷重软化温度为高。
⑥体积密度：耐火材料在110℃下枯燥后的质量与体积之比称为体积密度，单位为g/cm3。
⑦真密度：耐火材料在110℃下枯燥后的质量同真体积之比，称真密度，单位为g/cm3。
真体积指试样总体积与试样中孔隙所占的体积之差。
⑧气孔率。
气孔率包括：1）显气孔率：耐火材料与大气相通的孔隙〔开口孔隙〕的体积与总体积之比。
2）真气孔率：耐火材料全部孔隙的体积〔包括开口和闭口孔隙的体积〕与总体积之比。
两种气孔率都用％表示。
⑨常温耐压强度：耐火材料在常温下每平方厘米承受负荷的能力称常温耐压强度，单位为Kgf/ cm2〔0.1Mpa〕。
AOD精炼炉耐火材料的选择及炉衬设计
AOD炉耐火材料的选择及炉衬设计唐山不锈钢有限责任公司(简称唐钢)不锈钢生产线于2008年9月19日正式投产。
其工艺路线为：脱磷转炉(铁水低温脱磷)→AOD精炼炉→LF炉→连铸机；或：脱磷转炉(铁水低温脱磷)→A0D精炼炉→VOD 真空精炼炉→LF炉→连铸机。
其主要设备有100t的脱磷转炉1座，110t氩氧脱碳转炉1座，110t真空吹氧脱碳炉1座，110t钢包精炼炉1座，不锈钢板坯连铸机1台，年产合格不锈钢板坯60万t。
下面简单介绍AOD炉冶炼用耐火材料的选取及炉衬设计过程。
1 AOD炉冶炼的特点．1.1 炉温高，冶炼周期长，温度变化大有研究表明[1]，当熔池温度在1700℃以上时，温度每提高50℃，炉衬耐火材料的侵蚀速度就提高1倍。
AOD炉冶炼不锈钢时，脱碳期熔池温度高达1750℃以上，且不锈钢冶炼周期较长，炉衬耐火材料在高温下的工作时问也相应较长，加快了耐火材料侵蚀速度。
由于生产是间歇式的，在出钢后等待装入半钢水(即脱磷铁水)期间，炉衬温度会下降至1300℃左右，此时，风枪环缝管依然吹入常温的保护性气体，使周围炉衬耐火材料温度进一步急降至850℃以下；冶炼过程中，风口区吹入的氧气混合气体会与钢水中的元素发生放热反应，造成风口局部炉衬温度较高，而其他区域的炉衬温度相对较低；由于在不锈钢精炼期间，需要向熔池内加入大量的冷料，所以会在较短时间内造成渣线部位炉衬温度的急剧下降。
上述几种急冷急热的状况，极易造成耐火材料的剥落，影响炉衬寿命。
1.2 熔渣的侵蚀在AOD炉精炼过程中，炉内熔渣碱度的波动范围很大，在1.0～3.0之间。
进入还原期时，大量还原硅铁的加入使渣中SiO含量突然升高，尽管配加了一定量的石灰，但炉渣碱度还是仅约为1.2，在惰性气体的搅拌下，渣中的SiO会与碱性耐火材料炉衬中的MgO和CaO发生反应，生成低熔点的钙镁橄榄石CMS 和镁蔷薇辉石C3MS2，同时破坏了方镁石之间的结合。
而这些低熔物在AOD精炼期间会发生软化和脱落，从而使炉衬寿命降低。
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收稿日期：2002-02-05作者简介：刘成西（1950—），男，高级工程师，主要从事冶金炉设计及技术管理工作。
文章编号：1001-6988（2002）02-0048-05闪速炉耐火材料结构与炉体内衬选用探讨刘成西（南昌有色冶金设计研究院，南昌330002）摘要：根据耐火材料性质和闪速炉的结构特点，以及炉内工况、耐火砖损耗程度选择耐火材料，并对闪速炉内衬结构的发展趋势进行探讨。
关键词：闪速炉；耐火材料；内衬；镁铬砖中图分类号：T F 065.1+1文献标识码：BS truct ure of refract or y and d evelo p m ent of l i ni n g f or flash furnaceL I U c hen g -x i（Nanchan g En g ineerin g and r esearch i nstit ute o f N on f errous m et als ，Nanchan g 330002，C hina ）Abstract ：T his p a p er descri bes how to select refractor y as p er p ro p erties o f ref actor y ，struct uralf eat ure o f flash f urnace （FF ），as w ell as w orki ng conditions i n FF and loss rate o f refractor y bricks.It also m akes an a pp roach to t he develo p m ent o f FFli ni n g struct ure.K e y words ：flash f urnace （FF ）；refractor y ；li ni n g ；m a g nesitechrom e brick1概述耐火材料与保温材料在性质上有一定的差别，通常将耐火度大于1580C ，能在一定程度上抵抗温度骤变作用和炉渣侵蚀作用，并且能承受高温荷重作用的材料，称为耐火材料。
耐火材料主要应用于冶金工业生产的高温热工设备中（如闪速炉、高炉、转炉、电炉、炼焦炉、加热炉等）和其它工业（如硅酸盐工业、化学工业、机械工业、动力工业等）的各种炉窑中。
在使用过程中，有些耐火材料和金属直接接触，若耐火材料质量不高，就会增加金属内的非金属夹杂物的含量，从而降低产品质量，同时也会增加耐火材料的消耗量和增加维修次数，提高冶炼成本。
因此，耐火材料质量的优劣直接影响到炉子寿命、劳动量和产品的产量和质量。
闪速炉是一种大型有色冶炼炉，是冶炼厂最主要的设备之一，在运行过程中，为了完成生产任务及取得良好的技术经济效果，不可随便停炉，必须有计划地停炉检修。
为此，炉内衬材料的质量和砌筑质量就显得十分重要。
根据闪速炉内衬几次改革的经验和实践，闪速炉内衬在选择耐火材料时，必须满足以下几点：a .荷重软化点要高。
耐火材料应在高温作用下具有不易软化的性能；b.高温结构强度大。
耐火材料在受到炉子熔体、砌体荷重和其他机械震动，在高温下具有抗弯曲的能力；c .热稳定性要好。
当耐火材料在炉内受到温度骤变引起材料各部位温度不均匀时，具有抵抗破裂和剥落的能力；d.抗渣能力强。
耐火材料在使用过程中，必须要有抵抗炉渣、金属腐蚀的能力；e.在熔炼炉，熔池内衬所选耐火砖必须是低显气孔率的；f .高温体积膨胀、收缩参数。
耐火材料在高温使用过程中，砖内部会发生物理化学变化，使材料体84积产生膨胀或收缩。
无论是膨胀还是收缩，都是筑炉必须要了解的技术参数；g.外形尺寸公差要小。
闪速炉内主要用砖以镁铬砖为主，镁铬砖从20世纪60年代起，逐步提高原料纯度和烧成温度，物理性能不断提高，品种日益增多，按化学成分、物理性能和制造工艺，可分为化学直接结合烧成镁铬砖、半再结合镁铬砖、电熔再结合镁铬砖（熔粒镁铬砖）、熔铸镁铬砖、不烧结镁铬砖、预反应镁铬砖、全合成镁铬砖等，使镁铬砖得到更广泛的应用。
闪速炉基本上采用前4种镁铬砖（目前熔铸镁铬砖采用的较少）。
!闪速炉耐火材料的选择与应用闪速炉是一种大型有色熔炼炉，结构主要由进行炉料反应的反应塔、储存并分离铜锍及炉渣的沉淀池和将烟气排入余热锅炉的上升烟道三大部分组成，见图1。
图1闪速炉示例由于闪速炉反应过程和炉子结构上的特殊性，其每个部位所选用的耐火材料的品种、砌筑要求等也不相同。
主要筑炉耐火材料理化参数见表1。
表"闪速炉主要耐火材料理化参数表内容电熔再结合镁铬砖（EM RB）直接结合镁铬砖（DCM B）半再结合镁铬砖（HCM B）电铸镁铬砖（ECB）耐火粘土砖高强轻质保温砖镁铬质捣打料镁砂浇注料镁质粘土质石棉板设计值供货值设计值供货值设计值供货值设计值供货值设计值供货值设计值供货值设计值供货值供货值设计值供货值设计值供货值设计值供货值M g0／%（!）555855505856.3535255909190.392C r203／%（!）1819.518201920.2201920S i02／%（"）2.50.552.52.50.62.653530.51.050.57.50.537A l203／%6.06.57.2!424242426.07.00.30.3!8550 F e203／%13.514.012.0"1.61.61.619155.85.21.2C O0／%1.31.41.41.11.52.01.97.7T i02／%0.31.7显气孔率!16!18!16!151616 "1502.5常温耐压强度／M pa（!）356540356058.860!10602625!25!25（110C>24h）#50（1500C>3h）#90!25荷重软化开始温度0.2M pa／C 17001700170017001700185014501380（0.1M pa）!125013801750175017501750体积密度／g・c m33.233.272.31$1.22.312.92.72.7导热系数（1200C）W・m-1・K-1）5.2$0.45线变化率／%0-0.2（1450C>3h）-0.4-0.2（1500C>3h）1500C>3h0.7耐火度／C!1750线膨胀系数／%热震稳定性高温抗折强度（1400C，0.5h）／M pa94《工业炉》第24卷第2期2002年5月!."反应塔反应塔是物料快速反应的关键部位，物料在熔炼过程中的化学反应主要是在反应塔内进行。
塔内最高温度达1400C!1500C。
快速反应的高温炉料在几秒钟内快速到达沉淀池，部分熔体沿着反应塔内壁流下，这些混合物料和高温气流直接冲刷炉壁，这种冲刷和物料的侵蚀直接影响到耐火砖的使用寿命。
由于反应塔体吊装在沉淀池上部，耐火砖砌筑在两水平水套之间，更换极不方便。
所以，塔体本身必须选择具有良好的耐高温、抗冲刷、耐侵蚀性很强的电熔再结合镁铬砖或电铸镁铬砖。
对反应塔顶部内衬的要求要低一些，因为塔顶部只受辐射热，温度也较低。
由于物料不直接冲刷，所以受到侵蚀程度也轻，可选择不同的半再结合镁铬砖或优级直接结合镁铬砖。
虽然目前有些闪速炉采用一只中央精矿喷嘴，高纯度富氧冶炼，由于加强了塔顶的冷却，仍可不需要很昂贵的高档镁铬砖。
选用直接结合镁铬砖或半再结合镁铬砖均可。
!.!沉淀池沉淀池设在反应塔与上升烟道的下面，主要起到储存及熔体分离作用，使用的耐火材料品种比反应塔、上升烟道多。
2.2.1沉淀池内表面层沉淀池上部空间是高温气体流动的通道。
气体温度在1350C以上，这个区域不直接受液体侵蚀，气体流速慢，冲刷力不强，耐火砖损耗没有渣线区域和反应塔本体严重。
所以，在沉淀池顶部多采用半再结合镁铬砖或优级直接结合镁铬砖。
在实际设计中，为了延长使用寿命，在沉淀池顶部还采用水冷梁冷却炉顶结构，以降低炉顶温度，增强耐火砖表面的抗腐蚀、抗气流冲刷能力。
沉淀池渣线是熔池内最容易被侵蚀的部位，也是损耗最严重的部位。
由于闪速炉熔渣呈碱性，主要由C u、F e、S、Pb、Zn的氧化物和S i O2等组成，其中F eO占35%!42%，S i O2占28%!34%，对耐火砖侵蚀最严重。
虽然闪速炉在操作过程中，为了降低渣中含铜量，经常调节S i O2含量和F e／S i O2的比值。
但是，熔渣对耐火砖的侵蚀能力是无法改变的。
另一个容易被侵蚀的部位是反应塔下面沉淀池的三个面，这三个面直接受到冲刷和熔体的侵蚀。
该区域是闪速炉温度最高、最容易被侵蚀处，在闪速炉内衬设计时，为了提高该部位的抗侵蚀能力，通常还采用多种冷却方式。
所以，这些部位必须选用抗渣、抗冲刷性能强的优质半再结合镁铬砖。
由于渣线区域还受铜锍放出次数频繁的影响，所以，渣线部位选用电熔再结合镁铬砖比较合适。
炉底与渣线区以及整个熔池炉墙相比，冲刷、侵蚀程度要轻的多。
但是，对这个部位用砖性能要求不比其它部位低。
这是因为炉底是炉内衬的基础。
而且该部位的耐火砖至少有一个面直接与液体相接触，熔体在池内要有一定的停留时间，如果耐火砖选择不当，就会出现液体渗漏，这是决不允许的。
所以，要求炉底的耐火砖要有很高的耐压强度，而且显气孔率要小，荷重软化温度要高，能长期在高温液体的浸泡、压迫下正常工作。
在渣线以下及炉底选用耐压强度高的半再结合镁铬砖或电熔再结合镁铬砖比较理想。
用优级直接结合镁铬砖也可以，但理化指标必须满足要求。
在炉墙镁铬砖外侧通常选用镁铬浇注料内埋冷却铜管或耐火粘土砖与捣打料结构形式。
2.2.2炉底中下层炉底中下层用砖，除了耐火砖具有保温作用外，炉底用砖的耐压强度也是一个很关键的参数。
因此，在炉底选砖上，必须考虑耐火砖的单位面积下的压强。
根据我们多年的设计经验和实践，在闪速熔炼炉炉底上，熔炼温度在1550C以下，单位面积压强必须大于8.0M Pa以上。
所以，在最下层所选用的是压强大于30.0M Pa的耐火粘土砖和压强大于10.0M Pa的高温保温砖。
2.2.3连接部反应塔和上升烟道与沉淀池的连接部均为垂直相交，受气流冲刷最为严重。
采用数根冷却铜管为骨架，填充不定形耐火浇注料的结构。
不定形耐火浇注料在高温下必须具有良好的抗腐蚀、耐冲刷性能，而在施工时必须要有很好的流动性，以确保施工质量。
成型后必须要有足够的养护时间，以达到所要求的性能。
!.#上升烟道上升烟道是闪速炉烟气汇集排出的通道，在设计时，为了减少烟尘含量，通常设计烟气入口处的烟气上升速度较慢，一般为5.0!6.6m／S。
烟气在流动过程中有部分烟尘会粘结在内衬表面，表现最突出的是斜顶和烟气出口处。