有色金属冶炼用耐火材料中一些问题的分析与建议
有色金属行业冶炼技术创新方案
有色金属行业冶炼技术创新方案第1章有色金属冶炼技术概述 (4)1.1 有色金属冶炼技术的发展历程 (4)1.2 有色金属冶炼技术分类及特点 (4)1.3 有色金属冶炼技术发展趋势 (4)第2章冶炼过程优化与控制 (5)2.1 冶炼过程参数优化 (5)2.1.1 参数优化的重要性 (5)2.1.2 参数优化方法 (5)2.1.3 参数优化应用实例 (5)2.2 冶炼过程自动控制技术 (5)2.2.1 自动控制技术概述 (5)2.2.2 控制策略与算法 (6)2.2.3 自动控制技术应用实例 (6)2.3 冶炼过程仿真与模拟 (6)2.3.1 仿真与模拟的意义 (6)2.3.2 仿真与模拟方法 (6)2.3.3 仿真与模拟应用实例 (6)第3章熔炼技术创新 (6)3.1 直接熔炼技术 (6)3.1.1 概述 (6)3.1.2 技术创新点 (6)3.2 闪速熔炼技术 (6)3.2.1 概述 (7)3.2.2 技术创新点 (7)3.3 富氧熔炼技术 (7)3.3.1 概述 (7)3.3.2 技术创新点 (7)3.4 熔池熔炼技术 (7)3.4.1 概述 (7)3.4.2 技术创新点 (7)第4章精炼技术改进 (7)4.1 火法精炼技术 (7)4.1.1 优化熔炼工艺 (7)4.1.2 提高金属回收率 (8)4.2 湿法精炼技术 (8)4.2.1 优化浸出过程 (8)4.2.2 提高金属回收率 (8)4.3 熔盐精炼技术 (8)4.3.1 熔盐体系优化 (8)4.3.2 提高金属回收率 (8)4.4 精炼过程环保与资源综合利用 (9)4.4.2 提高资源利用率 (9)第5章有色金属回收与利用 (9)5.1 废旧有色金属回收技术 (9)5.1.1 物理回收技术 (9)5.1.2 化学回收技术 (9)5.1.3 生物回收技术 (9)5.2 有色金属再生利用技术 (9)5.2.1 直接再生利用 (9)5.2.2 间接再生利用 (9)5.2.3 再生资源深加工 (10)5.3 回收过程中的环境保护 (10)5.3.1 污染防治措施 (10)5.3.2 资源综合利用 (10)5.3.3 环保法规与政策 (10)5.3.4 环保意识培养 (10)第6章新型冶炼设备研发 (10)6.1 冶炼设备设计原理 (10)6.2 高效节能冶炼设备 (10)6.3 智能化冶炼设备 (11)6.4 设备维护与故障诊断 (11)第7章冶炼过程节能减排 (11)7.1 冶炼过程节能技术 (11)7.1.1 高效燃烧技术 (11)7.1.2 余热回收技术 (11)7.1.3 蓄热式加热技术 (11)7.1.4 优化冶炼工艺 (12)7.2 二氧化硫排放控制技术 (12)7.2.1 干法脱硫技术 (12)7.2.2 湿法脱硫技术 (12)7.2.3 烟气脱硫集成技术 (12)7.3 粉尘与废气处理技术 (12)7.3.1 袋式除尘技术 (12)7.3.2 电除尘技术 (12)7.3.3 湿式除尘技术 (12)7.4 废水处理与循环利用 (12)7.4.1 物理化学处理技术 (12)7.4.2 生物处理技术 (12)7.4.3 废水回用技术 (13)第8章冶炼过程自动化与智能化 (13)8.1 自动化控制系统 (13)8.1.1 概述 (13)8.1.2 控制策略 (13)8.1.3 硬件配置 (13)8.2 智能监测与诊断技术 (13)8.2.1 概述 (13)8.2.2 参数监测 (13)8.2.3 故障诊断 (13)8.3 数据分析与优化 (14)8.3.1 概述 (14)8.3.2 数据预处理 (14)8.3.3 数据分析 (14)8.3.4 优化算法 (14)8.4 冶炼过程智能制造 (14)8.4.1 概述 (14)8.4.2 数字化工厂 (14)8.4.3 网络化协同 (14)8.4.4 智能决策 (14)第9章有色金属冶炼新技术摸索 (14)9.1 等离子体冶炼技术 (14)9.1.1 概述 (14)9.1.2 技术原理 (15)9.1.3 技术优势 (15)9.2 金属有机化合物气相沉积技术 (15)9.2.1 概述 (15)9.2.2 技术原理 (15)9.2.3 技术优势 (15)9.3 生物冶金技术 (15)9.3.1 概述 (15)9.3.2 技术原理 (15)9.3.3 技术优势 (16)9.4 新型环保冶炼技术 (16)9.4.1 概述 (16)9.4.2 技术原理 (16)9.4.3 技术优势 (16)第10章冶炼技术创新与产业升级 (16)10.1 冶炼技术创新策略 (16)10.1.1 高效节能冶炼技术研发 (16)10.1.2 环保型冶炼技术摸索 (16)10.1.3 智能化冶炼技术发展 (16)10.2 冶炼产业技术升级路径 (16)10.2.1 技术改造与升级 (17)10.2.2 创新技术应用与推广 (17)10.2.3 产业链上下游协同创新 (17)10.3 冶炼产业协同发展 (17)10.3.1 产业协同创新平台建设 (17)10.3.2 产业协同发展机制 (17)10.4 冶炼产业政策与标准建议 (17)10.4.1 政策支持 (17)10.4.2 技术标准制定 (17)10.4.3 环保与安全监管 (17)第1章有色金属冶炼技术概述1.1 有色金属冶炼技术的发展历程有色金属冶炼技术可追溯至古代文明时期，当时的铜、锡、铅等金属的冶炼技术仅为初级阶段。
有色冶炼行业冶炼炉型_及其需要使用的耐火材料介绍
有色冶炼行业冶炼炉型及其需要使用的耐火材料介绍一鼓风炉鼓风炉广泛应用于铜、铅、铅锌、锑等金属的粗炼过程。
鼓风炉由炉顶、炉身、本床（也称咽喉口）、炉缸、风口装置等组成。
冶炼炉料（精矿、烧结矿等）、焦炭、熔剂、反料等固体物料，从炉顶加入，炉身下部侧面风口装置中鼓入的高压空气，在向上走的过程中，与向下的物料进行熔化、氧化、还原等反应，完成冶炼过程，液态金属、锍、炉渣从炉子下部的咽喉口或炉缸排出，烟气、烟尘、气态金属或金属氧化物从炉顶烟气出口排出。
目前多为密闭炉顶，炉身为全水套，耐火材料只在咽喉口和炉缸使用，因其炉渣属碱性炉渣，故咽喉口部分主要用镁砖、镁铬砖、铝铬砖；炉缸侧壁和炉底上部用镁砖、镁铬砖、铝铬砖；炉底砌成反拱形。
二反射炉反射炉有熔炼反射炉和精炼反射炉，其结构形式基本相同只是精炼反射炉规格较小。
为长方形炉体，生产是连续的，反射炉炉头操作温度一般为1400～1500℃，出炉烟气温度一般为1150～1200℃。
炉底由下而上依次为石棉板、保温砖层、粘土砖层、镁铝砖或镁砖层。
炉墙多采用镁铝砖或镁砖，有些重要部位为了延长使用寿命均采用镁铬砖砌筑，外墙一般采用粘土砖。
炉顶采用吊挂式炉顶，小型反射炉炉顶采用砖拱，拱顶材质为镁铝砖。
我国炼铅（铜）工厂大多采用传统的烧结—鼓风炉熔炼流程，由于它存在着以下缺陷：a、烧结过程中硫燃烧很不充分，返回料比率高；b、鼓风炉炉料中铅（铜）含量低；c、大量烟气污染环境。
因而人们一直在努力探索炼铅新工艺，其目的不外乎两个方面：1、利用反应热进行熔炼；2、用一步法工艺代替原来的多步法。
国外已成功地研究出艾萨炉（奥斯麦特炉）、卡尔多炉、QSL法、基夫赛特法、悉罗法、富氧炼铅炉等新型炼铅炉和新工艺。
三艾萨炉（奥斯麦特炉）艾萨炉炉体为简单的竖式圆筒形，其技术核心是采用了浸没式顶吹燃烧喷枪，在多年小规模试验研究基础上，芒特&8226;艾萨冶炼厂于1983年建成了一个处理量为5T/H的炼铅艾萨炉。
冶炼硅铁炉用耐火材料
冶炼硅铁炉用耐火材料硅铁炉又称电弧电炉或电阻电炉，是一种耗电量巨大的工业电炉。
主要由炉壳，炉盖、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。
它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。
主要生产硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金，电石等铁合金和化工原料，其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬，使用自培电极。
电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧的能量及电流通过炉料的，因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，陆续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。
目前国内的矿热炉容量大小各异就我公司在硅铁矿热炉用耐火材料和施工方面所做过的业绩有12500KVA、16500KVA、25500KVA 、36000KVA、40500KVA、不等。
矿热炉是我们现代工业生产冶炼中大型的生产设备也是现有提炼有色金属，铁合金，和化工原料必不可缺的工具随着时代、技术、科技的不段突破和创新，也因为矿热炉是一种高耗能炉型为了更好的节约能源降低排放物和倡导我国的低碳绿色环保计划。
现在已经从以前的开放式炉子逐步的变为密闭式炉子也有以前的小炉型转变为大炉型逐渐的淘汰落后产能。
在未来矿热炉应朝向1矿热炉向高功率、大型化方向发展，为了提高热效率，提高生产率和满足功率集中冶炼的工艺要求；2 采用低频（0.3-3HZ）冶炼，可节省和提高产品质量。
3 设置有排烟除尘及能源回收装置。
4开发空心电极系统，较小颗粒精细料可从空心电极加入，节省能源，节省电极消耗，稳定熔池。
5 采用炉体旋转结构。
6研制开发适合各种矿热炉工艺要求得计算机工艺软件系统，指导冶炼，使冶炼达到最佳状态。
从而提高产品质量，降低能耗及提高产量。
所以在炉型逐渐朝向大型化，科技化和环保方向发展的同时对炉子的寿命也有了很高的要求标准，只有炉子的寿命有效的得到长时间使用才能够降低企业的生产成本和降低废渣污染物排放，要想让一台矿热炉使用寿命长不单单要在短网、水冷系统、液压系统等的要求很高以外对矿热炉的炉衬所使用的耐火材料以及碳素制品也是很重要的质量考验，目前国内矿热炉装机总容量最大的应该是内蒙古鄂尔多斯集团其次是宁夏天净冶金有限公司。
有色金属火法冶炼用耐火材料及其发展
含Ｃｒ，Ｏ，耐火材料具有很多独特的 优良性质，但含铬耐火材料在氧化气氛 与强碱物质如Ｎａ。Ｏ、ｋＯ、ＣａＯ大量存 在条件下，会从三价铬转变为六价铬。 六价铬化合物易溶于水，Ｃｒ０，可以气相 存在，属剧毒物质，对人体有害，严重 污染环境。为降低与消除六价铬的危 害，需要开展以下研究：
万方数据
普通镁铬砖好。 ｛３）共烧结镁铬砖：砖的颗粒与细
粉皆由合成共烧结镁铬科构成。杂质含 量低，在１ ７５０℃以上烧成。砖的显微 结构也是耐火物晶粒之间多呈直接接 触其化学成分、尖晶石分布皆均匀。因 此这种砖的抗侵蚀性等都甚好。
（４）电熔（熔粒）再结合镁铬砖：砖 的颗粒与细粉皆由电溶镁铬料构成，在 高温下烧成。这种砖在耐磨、抗冲刷性方 面甚好，但抗热震性不如共烧结镁铬砖。
耐火材料中加入ＣＬＱ，能减轻结构 剥落。因为ＣＬｑ可与许多氧化物形成固 溶体、高熔点化合物或熔化温度高的低 共熔物，此外Ｃｒ＇ｑ还能大大提高熔渣的 粘度１８ｌ。ＺｒＯ，也有类似的特性，且加入 ＺｒＯ，还能提高耐火材料的抗热震性。
综上所述，有色重金属冶炼炉炉衬 不适宜用含碳、含ＣａＯ或ＳｉＯ，高的耐火 材料。较为适宜的是含Ｃｒ，Ｏ，与含ＺｒＯ， 的耐火材料。但ＺｒＯ。价格昂贵，因此， 最常用的还是镁铬耐火材料。
一些有色重金属冶炼炉的关键部位 所用镁铬砖的理化性能示于表１。
（四）铜、镍冶炼炉用耐火材料及 发展动向
炼镍与炼铜极为相似。仅在以下方 面有差异：炼铜转炉的产品为精铜。而 炼镍转炉的产品为高冰镍（含镍高的镍 锍ｌ铜电解精炼用的是铜阳极板，而镍 电解精炼用的Ｎｉ，Ｓ，阳极板。
１．闪速熔炼炉‘１·１０ｌ 图４示出了芬兰奥托昆普闪速炉。 反应塔上部氧压较高，温度较低，塔 壁形成了Ｆ岛Ｑ保护层，采用直接结合镁 铬砖砌筑。塔的下部端墙与侧墙以及沉 淀池渣线部位侧墙，由于所处温度高并 经受高温熔体的冲刷，熔渣和锍的渗透 与侵蚀，环境恶劣；因此这些部位都砌的 熔铸镁铬砖并安装有水冷铜套。熔铸镁 铬砖的理化性能示于表１。熔铸镁铬砖生 成难度大，生产率很低，成本高，近年来 已被熔粒再结合镁铬砖所代替。 塔顶为球形拱顶或吊挂平顶。采 用直接结合镁铬砖。为避免Ｆｅ，Ｏ。在 熔池底部析出，炉底隔热要好。 诺兰达炉或白银炉等关键部位都是 用半再结合镁铬砖或电熔再结合镁铬砖。 ２．澳斯熔炼炉与艾萨熔炼炉 澳斯熔炼与艾萨熔炼法都拥有顶部 喷吹浸没式喷枪技术。两种熔炼炉只是 在炉体结构与燃料补充上有些差异。两 种炉体下部外壳与耐火材料之间安装有
碱金属及锌对高炉操作的影响分析及防治措施
267管理及其他M anagement and other碱金属及锌对高炉操作的影响分析及防治措施张永亮（河钢集团宣钢公司 炼铁厂，河北 宣化 075100）摘 要：近几年来高炉实现了强化冶炼，使高炉寿命成为一个重要技术指标，高炉寿命对降低生产成本，提高技术经济指标，安全生产具有重要意义。
针对K、Na、Zn 三种元素对高炉炉体维护带来的影响，对有害元素对炉体提升、风口上扬、炉缸底部腐蚀分别进行了系统的分析，并根据有害元素腐蚀的原理及以往的生产经验，提出了防治措施。
关键词：碱金属；锌；高炉操作；影响分析；防治措施中图分类号：TF54 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）02-0267-2 收稿日期：2021-01作者简介：张永亮，男，生于1985年，汉族，学士，工程师，研究方向：炼铁、烧结技术。
钢是世界上最重要的多功能、适应性最强的材料，是人类发展的关键因素。
有理由声称钢铁是发达经济体的支柱。
在过去十年中，世界钢铁产量显著增长，2004年超过10亿t。
尽管比能耗和二氧化碳排放量自1970年以来已经减少了一半，一吨（初级）钢的生产仍然需要近20千焦耳的能源，并造成至少1.7t 的二氧化碳排放。
因此，据估计，今天炼钢产生的人为二氧化碳排放量占全世界的6%～7%。
这证明，在开发更环保的炼钢路线方面，有必要加强旨在提高能源效率和减少排放的研究工作。
1 碱金属及锌在高炉的富集1.1 碱金属在高炉内的循环富集K、Na 的沸点为799℃和882℃。
碱金属的氧化物在炉身中温区还原出碱金属蒸气，随煤气流上升，与炉料中的矿物结合生成碱的氰化物、碳酸盐和硅酸盐等。
再随炉料返回到高炉下部高温区，又被还原成碱金属蒸气上升，除部分随煤气和溶解于渣铁中排出炉外，其余相当一部分在炉内上部和下部之间循环富集。
1.2 锌在高炉内的循环富集锌为低熔点有色重金属，其熔点420，沸点907，液态锌流动性好，易挥发，离子半径较小，能浸入和充满微细空间，有较大的表面张力系数，降温时易凝聚在一起，在局部空间内呈现较高浓度，其硫化物具有热不稳定性。
有色冶金炉用耐火材料的现状与发展
C over Report封面报道有色冶金炉用耐火材料的现状与发展王新虎，杨艳龙，吕文英摘要：由于金属熔炼的主要设施是金属冶炼炉窑，因此对金属熔炼行业科学技术进步以及对防火性能材料品种、材质的要求，应该是耐火材料行业对金属冶炼炉窑提高寿命和质量最大的目标。
本文对铜、铅、锌等金属公司冶炼炉窑的情况以及使用耐火材料的特点加以说明。
关键词：有色冶金炉；耐火材料；现状；发展防火建筑材料应用于钢材、金属、玻璃、水泥、瓷器、油田化学、机械设备、锅炉以及轻工、发电、军事等各个产业中，是保障这些产业生产运转和重大科技建设需要的重要基础物质，尤其在高温工业领域中起着难以替代的关键作用。
耐火金属材料的特点在有色冶炼应用上能否得到充分发展，关键取决于其构造方式及应用环境的特点。
只有符合操作方式的构造体，能够适应操作环境，才能发挥耐火金属材料的全部作用。
1 常见的耐火材料1.1 硅石耐火材料硅石耐火材料以SiO2为主要元素，其中SiO2含量不低于93%。
这种防火建筑材料可以是定形或不定形。
该材料具备导热性好、荷载软化点高和抗酸性水渣冲刷性能较好的特性。
然而其抗热震性能较差。
因此，该材料常用于焦炉、玻璃熔炉、酸式炼铁炉以及一些热工仪器的构造上。
1.2 铝硅酸盐耐火材料铝硅酸盐耐火材料的主要元素是Al2O3和SiO2。
根据Al2O3在防火建筑材料中的含量不同，该材料可分为半硅质、黏土质和高铝质三种。
该耐火材料具有质轻、热稳定性良好和保温性能较好的优点。
然而其变形温度通常小于1400℃。
1.3 镁质耐火材料镁质耐火建筑材料是以方镁石为晶相，MgO质量分数超过80%的耐火材料。
由于受到原材料成分的限制，镁质耐火材料的主要成分为MgO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO、Cr2O3等。
MgO的熔点高达2800℃，而镁质耐火材料的耐火性可以达到2000℃以上，因此镁质材料具有优异的耐热特性。
铝质耐火材料分为铝砖、镁橄榄石质耐火建材、镁硅尖晶石质耐火建材、铝铬质防火建材和白玉石质耐火建材。
金属冶炼中的高温材料与耐火材料
在高温冶炼过程中，会产生大量的废渣、废气和废水，对环境造成严重污染。同时，高温材料与耐火材料的生产 本身也需要消耗大量的资源和能源。因此，如何降低生产过程中的环境污染和资源消耗，是高温材料与耐火材料 发展中需要解决的重要问题。
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高温材料与耐火材料的损耗问题
总结词
高温环境下材料的损耗是金属冶炼中面临的主要挑战之一。
详细描述
在金属冶炼过程中，高温材料与耐火材料常常因为高温氧化 、熔融腐蚀和机械磨损等原因而损耗。这种损耗不仅缩短了 材料的使用寿命，增加了生产成本，还可能对生产安全造成 威胁。
高温材料与耐火材料的抗热震性能
总结词
材料的抗热震性能是高温材料与耐火材料的重要性能指标。
详细描述
抗热震性能是指材料在承受温度急剧变化时抵抗破裂和开裂的能力。对于金属 冶炼中的高温材料与耐火材料，抗热震性能尤为重要。提高材料的抗热震性能 可以降低因材料损坏导致的生产中断和安全事故的风险。
高温材料与耐火材料的环保问题
总结词
高温材料与耐火材料的环保问题主要涉及到生产过程中的废弃物处理和资源消耗。
耐火材料
总结
高温材料和耐火材料在性能上有所不 同，高温材料更注重在高温下的稳定 性，而耐火材料则更注重抵抗高温的 能力。
能够在高温下保持较高的耐火度，即 抵抗高温作用的能力较强。
高温材料与耐火材料的选择依据
01
金属冶炼温度
不同的金属冶炼温度需要不同类 型的高温材料或耐火材料。
03
成本考虑
高温材料和耐火材料的成本也有 所不同，选择时应考虑成本效益
02
耐火材料能够维持熔炼 温度，保证金属熔液的 质量和稳定性。
03
耐火材料在铅冶金行业的设计与应用
耐火材料在铅冶金行业的设计与应用有色金属冶炼对于耐火材料的要求比较复杂，既要有足够的耐高温性，还需具备一定的高温强度，同时需具备良好的抗渣侵蚀及抗炉渣、烟气冲刷的能力，因此对于炉内耐火材料的选择有着严格的要求。
同时对于各种有色金属的冶炼均有各自特点，需有选择性地选用耐火材料。
目前国内使用在有色金属冶炼行业中的耐火材料大致分为两大类：偏酸性耐火材料、偏碱性耐火材料。
偏酸性耐火材料以三价氧化物为主（Al₂O₃-SiO₂系），主要包括高铝砖、莫来石砖、锆刚玉砖等；而偏碱性耐火材料则以二价氧化物为主（MgO-Al₂O₃、MgO-Cr₂O₃系），包括镁铬砖、镁铝砖、镁铝尖晶石砖等。
1、耐火材料在铅冶金行业的设计与应用实践1）炉底设计经过多年的实际生产经验，对于铅冶炼，所使用的冶金炉包括处理各种铅物料的几十种冶金炉，但冶金炉的耐火内衬主要使用的是镁铬砖、高铝砖、高铝质的耐火捣打料等。
（1）炉底永久层区域在炉衬的设计中，炉体内各个位置不同，耐材的选择也相应变化。
以固定卧式冶金炉炉体为例，炉底一般使用的有镁铬砖、高铝砖、铝铬尖晶石及高铝质捣打料、镁质捣打料等，还有的使用高强防渗捣打料，其成分也是属Al₂O₃-SiO₂系， Al₂O₃的含量>75%。
液态铅的比重达10.6g/cm³，渗透性极强，因此炉底耐材既要有散热的功能，也要具备较高的防渗铅的能力。
目前广泛应用的做法是炉底钢板上首先铺设高铝砖，高铝砖具有较高的耐压强度（常温耐压强度40~60MPa），用作炉底底部作为垫层比较合理；在炉底垫层上部应设置一层具有抗铅渗透的耐火材料，目前采用的有镁质捣打料或高强防渗捣打料（高铝质），两种均可起到隔层的作用。
其中镁质捣打料的配比为：镁砂：镁粉=7：3，配以卤水，镁砂粒度：0.2~0.5mm70%、1.5~3.0mm 30%；高强防渗捣打料的成分则是：高铝质的各种粒度的骨料、骨粉配置而成，在经过高温烘烤后，各种粒度的骨料膨胀紧密结合，达到理想的防渗铅目的。
对有色金属冶炼炉窑用耐火材料的建议(续)
Ｋ ｅ ｒ ｓ：ｎ ｎ ｅ ｒ ｕ ｔｌ ｍ ｅｔｎ ｙ ｗｏ ｄ ｏ ｆｒｏ ｓ ｍｅ ａｓ ｓ ｌｉ ｇ；ｆ ｒ ａ ｅ ｋ ｌ ｕ ｎ ｃ ｉｎ；ｒ ｆａ ｔ ｒ ； ｓ ｇ ｅ ｔｏ ｅｒ ｃｏ ｙ ｕ ｇ ｓｉ ｎ
１ ４ 再 生 金 属 工 业 ．
产业 准入 制度 ， 生 金属 行 业 已经走 上 了形 式 多样 再 化、 企业 规模 化 、 备大 型化 、 设 质量 标准 化 、 术 不断 技 创新 及产 业升 级 速 度 加 快 的轨 道 。在这 一 过 程 中 ， 采 用先 进 的再 生 金 属熔 炼 设 备 非 常关 键 ， 而其 耐火 材 料起 着重 要 作 用 。 以竖平 炉 （ 图 ２ 工 艺 为 例 ， 见 ）
刚 玉 浇 注 料 砌 筑 ， 果 不 错 。 再 生 金 属 与 原 生 金 属 效
采 用竖平 炉 工艺 、 动炉精 炼 工艺 、 生 黄铜棒 电炉 倾 再
熔 炼一 潜液 转流一 多头 多 流 水 平 连铸 工 艺 等 ； 生 再 铝 生产 采用 侧井 熔炼 炉工 艺 、 回转 炉工 艺 、 室反 射 三 炉 工艺 等 ； 再生 铅生 产采 用短 回转 窑熔 炼工艺 、 氧气 底 吹熔 炼鼓 风 炉还 原炼铅 新技 术等 。 根据“ 十二 五 ” 划 ， 生金 属 产量 将 达 到 １０ 规 再 ２０
有 色设 备
２ １ 第 ２期 ０ ２年
对 有 色 金 属 冶 炼 炉 窑 用 耐火 材 料 的建 议 （ ） 续
萧 治彭
（ 中国 有 色 工程 有 限 公 司 ， 京 １０ ３ ） 北 ００ ８ ［ 摘 要 ］介 绍 我 国 有 色 金 属 冶 炼 众 多 设 备 所 使 用 的耐 火 材 料 及 其 存 在 问题 ； 并从 耐 火 材 料 的 材 质 、 技 术 应 用 以 新 及 耐 火 材 料 的生 产 管 理 等 方 面 提 出建 议 。 ［ 关键 词 ］有 色 金 属 冶 炼 ；炉 窑 ； 火 材 料 ；建议 耐 ［ 图 分 类 号 ］Ｔ １５ ７ 中 Ｑ ７ ． ［ 文献 标 识 码 ］Ａ ［ 章 编 号 ］１０ 文 ０ ３—８８ （０ ２ ０ ８４ ２ １ ）２—００ ０ ０４— ４
铁合金冶炼工艺中的能耗与能源优化
铁合金冶炼工艺中的能耗与能源优化铁合金作为一种重要的基础材料，在钢铁、有色金属等行业中具有广泛的应用。
铁合金的冶炼工艺对能源的消耗和环境影响日益受到关注。
本文将探讨铁合金冶炼工艺中的能耗问题，并对能源优化提出建议。
铁合金冶炼工艺的能耗分析铁合金的冶炼工艺主要包括炼铁、炼钢和合金化三个阶段。
每个阶段的能耗都有所不同，但总体来说，铁合金冶炼工艺的能耗较高。
炼铁阶段的能耗炼铁阶段是铁合金冶炼工艺中的第一个阶段，主要是将铁矿石还原成铁。
在这个过程中，能耗主要来自于还原剂的制备和炉料的加热。
目前，常用的还原剂有焦炭和煤气。
焦炭的制备过程能耗较高，而且煤气中含有大量的一氧化碳，对环境造成污染。
因此，降低炼铁阶段的能耗是提高铁合金冶炼工艺能源效率的关键。
炼钢阶段的能耗炼钢阶段是将炼铁后的铁水进行精炼，以达到所需的合金成分和性能。
在这个过程中，能耗主要来自于炉料的加热和熔化，以及合金元素的添加。
炉料的加热和熔化需要大量的能源，而且合金元素的添加通常需要高温下的合金化反应，进一步增加了能耗。
因此，炼钢阶段的能耗也是铁合金冶炼工艺中的一个重要问题。
合金化阶段的能耗合金化阶段是将炼钢后的钢水加入各种合金元素，以制备出所需的铁合金。
在这个过程中，能耗主要来自于合金元素的加入和熔化，以及合金化反应的进行。
合金元素的加入通常需要高温下的熔化，而且合金化反应需要一定的能量来驱动。
因此，合金化阶段的能耗也是铁合金冶炼工艺中的一个重要问题。
能源优化的建议针对铁合金冶炼工艺中的能耗问题，本文提出以下能源优化的建议：1.提高能源利用效率：通过改进工艺流程和技术设备，提高能源的利用效率，减少能源的浪费。
例如，可以采用高效燃烧器和炉衬材料，减少能源的损失。
2.优化原料选择：选择合适的原料和还原剂，可以降低能耗和环境污染。
例如，可以采用直接还原铁技术，减少炼铁阶段的能耗。
3.采用先进的技术和设备：通过采用先进的技术和设备，可以提高生产效率和能源利用效率。
有色冶金炉内衬用耐火材料
混 合机 ，以及 焙 烧 窑 和 生 产 耐 火 材 料 所 需 要 的其
它设 备 。
炼铝 炉 炉衬 对 耐 火材 料 的要 求 具 有其 特 殊性 ．
这 在工 业 试 验 中得 到 了验 证 。 目前 ．彼 尔 沃 乌 拉 尔斯 克硅 砖 厂 已经掌 握 了刚玉 一 晶石 烧 成 制 品的 重
（ ）由捣 打料筑 成 ，并 随后 进行 干燥 与 烘 炉 ； ２ （ ） 由含 有 水 硬 性 结 合 剂 （ 泥 ） 的耐 火 浇 ３ 水
注料 分 段浇 注 炉衬 ，随后进 行 干燥 和烘 炉 ； （ ） 由在 炉 子 之 外 采 用 耐 火 浇 注料 浇 注 的 壁 ４
板 （ 经焙 烘 处 理 后 ）安 装 组 成 的 。 也 可采 用 复合
筑炉 。
牌号为 ＢＢ 一 Ｆ Ｂ ３和 Ｂ Ｂ 一 ０ 的 制 品 的物 理 化 ＦＢ ３ 学性 能 见表 ｌ 。 应 当 指 出 ，必 要 时 与 订 货 方 协 商 ，可 将 制 品 厚度 的误 差 规 定 为± ．ｍ ０５ ｍ，这 对 于 完成 熔 池 优 质
砌 筑 是极 为 有利 的 。 根据 我 们 的 观 点 ，Ｂ Ｂ 一 ０ 型 制 品更 适 于砌 ＦＢ３
并 保证 混 合 物质 量可 靠 ：
— —
及 的 问 题就 是 如 何 扩 大 原 料 的 系 列 ，其 中包 括 以 前 不 曾使 用 的原 料 。 以及 如何 选 配 新 型结 合 剂 和 烧 结性 组分 。 众所 周 知 ，有 色金 属 冶 炼 炉 的 内衬 可 采 用 若
干方 法来 筑 造 ，其方 法 如下 ： （ ） 由成型 后烧 成 的各 种异 型制 品砌 筑 ； １
・
２２ ・
Ｒ ＲＡＣＩ Ｉ ＥＦ ０Ｒ ＥＳ ＆ ＵＭＥ １
耐火材料与有色金属在炼钢时发生反应的基本规律性
研 究 结 果 表 明 。在 开பைடு நூலகம்始 阶段 的 １ ｍ ｎ内锡 和 ５ｉ
锌 强烈 地 渗 入 所 研 究 的耐 火 材 料 中 ．之 后 随着 试 验 时 间 达 ６ ｍ ｎ时 通 过 耐 火 材 料 的 金 属 含 量 增 大 ０ｉ
炉 衬 与 向下流 淌 的有 色金 属 杂 质发生 反 应 。 研 究 对 象 为 三 种 类 型耐 火 材 料 ：粘 土 质 耐火 材 料 ，牌 号为 Ｉ ６ ；方 镁 石 质 耐 火 材 料 。牌 号 为 Ｉ５ Ｉ
ｎ一 ９ ８ ；以及 高级 镁铬 质 耐火 材料 。
降 。与 接触 时 间呈 比例 关 系 。而 且 它 几 乎 与 试 验 温度 、金 属 及 耐 火 材 料 的性 质 无 关 。耐 火 材 料 中 金属 的 扩散 有 效 系 数 的下 降可 能 与 扩 散 特 性 （ 包
处 于 耐 火 材 料 中的 有 色 金 属 返 回 钢水 中并 随后 溶 解 。上 述 研 究 结 果 表 明 ，随着 耐 火 材 料 中锡 和 锌 的 重 量 的 增 加 ，所研 究 金 属在 阿 姆 克 铁 熔 体 中 的
热 活 化 过 程 ，后 者 可 能 与 向 气 孔 中 的 扩 散 、金 属 与耐 火 材 料 成 分 之 间 化 学 反 应 或 者 这 些 过 程 同 时
业 经 验 的 分 析表 明 ，在 成 品钢 中甚 至 有 色 金 属 杂
材 料 混合 物 中含 有锡 和 锌 的试 样 的温 度一 间曲 线 时 上 温 度 变 化 不 大 。 对 于 所研 究 的 相 系统 来 说 。热 效 应 与锡 及 锌 的熔 化及 结 晶 的相 变 温度 是 一致 的。 因此 可 以得 出如 下 结 论 ：在低 于 炼 钢 温 度 的 温度 条 件 下 耐 火 材 料 与 有 色 金属 之 间并 未 发 生 化 学 反
冶金行业主要危险源和安全技术（三篇）
冶金行业主要危险源和安全技术冶金行业是指通过高温加热和冷却等工艺，对金属矿石、金属原料进行冶炼和加工的行业。
在冶金生产过程中存在着许多危险源，比如高温、高压、有毒有害物质等，这些危险源对工作人员的生命安全和身体健康构成一定威胁。
因此，冶金行业需要采取一系列的安全技术和措施来保障生产的安全。
下面将详细介绍冶金行业主要的危险源和安全技术。
一、主要危险源1. 高温：冶金生产过程中常常需要进行高温加热，比如锅炉、炉窑等设备的高温操作。
高温容易引发火灾和爆炸，并对人体造成烫伤等伤害。
2. 高压：冶金过程中需要使用高压气体、高压液体等。
高压容易导致设备泄漏、爆炸等事故，对工作人员造成伤害。
3. 有毒有害物质：冶金生产过程中常使用各种有毒有害物质，比如重金属、毒气等。
这些物质对人体的呼吸道、皮肤等造成伤害，严重的情况下甚至导致中毒。
4. 机械设备：冶金行业使用大量的机械设备，比如起重机、输送带、机床等。
这些机械设备在操作过程中容易发生故障、意外事故，对工作人员构成威胁。
5. 噪声：冶金行业的生产过程中常常会产生很高的噪声，对工作人员造成听力损伤等健康问题。
6. 粉尘：冶金行业的许多工序会产生大量的粉尘，比如砂轮研磨、炉渣破碎等。
这些粉尘对人体的呼吸系统造成危害，严重时会导致尘肺病等疾病。
7. 毒气：冶金行业常使用一些有毒气体，比如氨气、二氧化硫等。
这些气体具有刺激性、腐蚀性，对人体的呼吸系统和皮肤造成伤害。
二、安全技术与措施1. 安全生产教育培训：对于从事冶金行业的员工，需要进行安全生产教育培训，使其具备安全意识和安全技能。
2. 预防火灾、爆炸：在冶金生产过程中，应加强火灾、爆炸的预防措施，比如设置火灾报警器、喷淋系统等，以及防止静电引发的事故。
3. 加强设备维护：及时检修和维护冶金生产过程中使用的设备，确保其正常运转，减少设备故障和事故发生的概率。
4. 个体防护用具：为从事冶金行业的工作人员配备个体防护用具，比如防护眼镜、耳塞、防护服等，以减少事故发生时对工作人员的伤害。
有色行业耐火材料
有色行业发展概况优质镁铬砖的种类及特点有色冶金炉炉衬损毁机理1、闪速炉1.1闪速炉的特点1.2闪速炉用耐火材料的选择a.b.c.2、转炉2.1 使用条件2.2转炉风口区用优质镁铬砖3、阳极炉有色冶炼用优质耐火材料性能指标下：电熔半再结合镁铬砖17001700荷重℃≥4040常温耐压强度（MPa ≥）1616显气孔率%≤ 1.01.0SiO2% ≤2016Cr 2O 3% ≥5055MgO % ≥LBMGe -20ALBMGe -16A指标牌号1700170017001700荷重℃≥40404035常温耐压强度MPa ≥18181818显气孔率%≤1.51.51.51.5SiO2%≤12161820Cr 2O 3%≥65555558MgO %≥LZMGe -12ALZMGe -16LZMGe -18LZMGe -20指标牌号17001700170017001700荷重℃≥3540353535常温耐压强度MPa ≥1616161716显气孔率%≤2.52.52.52.52.5SiO 2%≤1214161820Cr 2O 3%≥6060555546MgO %≥LDMGe -12ALDMGe -14LDMGe -16ALDMGe -18LDMGe -20指标牌号170016801670荷重℃≥353030常温耐压强度MPa ≥191918显气孔率%≤ 2.84.03.5SiO 2%≤201612Cr 2O 3%≥505560MgO %≥LDMGe -20LDMGe -16LDMGe -12指标牌号162016401660荷重℃≥353535常温耐压强度MPa ≥212121显气孔率%≤202530Cr 2O 3%≥403530MgO %≥LDRMGe -20LDRMGe -25LDRMGe -30指标牌号810抗热震性（1100℃，水冷）次16501680荷重℃≥3540常温耐压强度MPa ≥1818显气孔率%≤33Cr 2O 3%≥77Al2O3%≥7580MgO %≥LMLGe -75LMLGe -80指标牌号电熔再结合镁铬砖直接结合镁铬砖镁铬砖、烧镁砖半再结合镁铬砖鼓风炉、2台转炉、Ф2.6×5.24m 熔炼炉、Ф4.4×11.76m 吹炼炉、Ф4.4×12.46m中条山有色金属公司6直接结合镁铬砖、镁铬砖电熔再结合镁铬砖转炉Ф3.66×7.1m 3台电炉、反射炉Ф4.0×11.7m (注:5＃转炉炉衬为洛耐设计)云南铜业公司云南冶炼厂5镁铬砖、直接结合镁铬砖鼓风炉、转炉云南金平金隆公司4直接结合镁铬砖半再结合镁铬砖镁铬砖、浇注料、捣打料镁铝尖晶石砖电炉16500KVA 贫化电炉75t 、90t 等转炉60t 闪速炉4万吨电镍铜自热炉2万吨/年金川有色金属公司3镁铝砖半再结合镁铬砖白银炉40m 280m 2转炉Ф3.66×7.1m 3台白银有色金属公司2直接结合镁铬砖半再结合镁铬砖电熔再结合镁铬砖转炉Ф4.0×11.7m 5台阳极炉370t 贫化电炉闪速炉20万吨/年江西铜业公司贵溪冶炼厂1耐材名称窑炉品种及规格单位名称序号镁铬砖、烧镁砖转炉Ф2.6×5.24m反射炉新疆有色金属公司13镁铬砖直接结合镁铬砖半再结合镁铬砖转炉Ф3.66×7.1m 3台反射炉217㎡诺兰达炉10万吨粗铜／年大冶有色金属公司12直接结合镁铬砖半再结合镁铬砖转炉Ф4.0×11.7m 3台阳极炉(注:扩容改造炉衬为洛耐设计)铜陵金隆铜业公司11镁铬砖、直接结合镁铬砖转炉、Ф2.6×5.24m反射炉铜陵有色金属公司10镁铝铬砖、直接结合镁铬砖半再结合镁铬砖铜转炉、Ф2.6×5.24m 反射炉、锌挥发窑葫芦岛锌厂9镁铬砖、直接结合镁铬砖镁铝铬砖、镁铝尖晶石砖转炉、Ф2.6×5.24m 锌挥发窑、鼓风炉株洲冶炼厂8镁铬砖、烧镁砖铅锌密闭鼓风炉韶关冶炼厂7直接结合镁铬砖碳化硅砖高铝砖保温炉竖炉二次燃烧室山东阳谷祥光铜业有限公司21低蠕变高铝砖、高铝砖109㎡焙烧炉赤峰中色库博红烨锌业公司20低蠕变高铝砖、高铝砖109㎡焙烧炉云南驰宏锌锗公司19低蠕变高铝砖、高铝砖109㎡焙烧炉紫金集团公司18低蠕变高铝砖、高铝砖109㎡焙烧炉豫光金铅集团公司17镁铝铬砖、高铝砖锌挥发窑Ф3×45m 祥云飞龙公司16直接结合镁铬砖半再结合镁铬砖底吹炉豫光金铅集团公司15直接结合镁铬砖半再结合镁铬砖贫化电炉哈通厂(伊朗)14。
镁铬砖耐火材料生产过程中六价铬的检测及公害评价
镁铬砖耐火材料生产过程中六价铬的检测及公害评价摘要含铬耐火材料由于具有优良的抗侵蚀性，在玻璃、水泥、石化以及钢铁等行业广泛应用。
然而由于含铬耐火材料生产、使用及用后会有六价铬的生成，对生态环境及人类健康造成严重危害。
但目前含铬耐火材料仍具有不可替代的作用。
所以，对于含铬耐火材料生产过程中的污染控制就尤为重要。
本文采用了水溶法把六价铬从试样中分离出来，然后，用硫磷混合酸溶解分离过六价铬后的试样，这样就可以把镁铬砖试样中的三价铬和六价铬分离开。
并采用了硫酸亚铁铵滴定法来测定镁铬砖中三价铬和总铬的含量，用二苯碳酰二肼分光光度法、铬的亚甲基蓝分光光度法、碘化钾——淀粉体系光度法重点测定了六价铬的含量，并对六价铬的污染及其控制做了进一步的分析与讨论。
关键词：镁铬砖、六价铬、混合酸溶、分光光度法、滴定法Detection and pollution evaluation of six valence chromium production process of magnesite chrome bricks in the refractoryABSTRACTChrome refractory material has excellent corrosion resistance, widely used in glass, cement, petrochemical and steel industries. However, due to the generation of chrome refractories production, use and after use will have six valence chromium, causing serious damage to the ecological environment and human health. But the chrome refractories still has an irreplaceable role. Therefore, it is particularly important for pollution control of the production process of chromium in the refractory.This paper adopts the solution to six chromium separated from the sample, and then, the separation of specimen six chromium after parathion mixed acid solution with, so you can put the trivalent chrome magnesite-chrome brick specimens and six chromium. Content and adopts the ammonium ferrous sulfate titrimetric method to determination of trivalent chromium and total chromium in magnesia chrome brick, with two benzene carbonyl two hydrazine spectrophotometry, chromium methylene blue spectrophotometry, potassium iodide spectrophotometric determination of starch -- focus on the six valence chromium content, and the six valence chromium pollution and its control are analyzed and discussed further.KEY WORDS: magnesium-chrome brick, six valence chromium, mixed acid, spectrophotometry, titration目录前言 (1)第1章镁铬砖的应用现状及应用前景 (2)1.1 含铬耐火材料应用 (2)1.2 含铬耐火材料的应用现状 (2)1.3 含铬耐火材料的发展前景 (4)第2章镁铬砖样品中三价铬及总铬含量的测定 (5)2.1 样品的预处理 (5)2.2 硫酸亚铁铵滴定法 (5)2.1.1 实验原理 (5)2.1.2 试剂与仪器 (6)2.1.3 样品的测定 (6)2.1.4 数据处理 (7)2.1.5 结果与讨论 (8)第3章六价铬的测定 (9)3.1 二苯碳酰二肼分光光度法 (9)3.1.1 实验原理 (9)3.1.2 试剂和仪器 (9)3.1.3 显色剂的配置 (10)3.1.4 样品的测定 (10)3.1.4 数据处理 (10)3.1.5 结果与讨论 (12)3.2 铬的亚甲基蓝分光光度法 (13)3.2.1 实验原理 (13)3.2.2 试剂与仪器 (13)3.2.3 样品的测定 (14)3.2.4 数据处理 (15)3.2.5 结果与讨论 (16)3.3 碘化钾-淀粉体系光度法 (18)3.3.1 实验原理 (18)3.3.2 试剂与仪器 (18)3.3.3 样品的测定 (19)3.3.4 数据处理 (19)3.3.5 结果与讨论 (21)3.4 三种分光光度法的比较 (23)第4章六价铬的公害评价 (24)4.1 六价铬的危害 (24)4.2 镁铬砖生产工艺 (24)4.3 六价铬产生途径 (26)4.4 六价铬的生成与其环境影响 (28)第5章镁铬砖耐火材料六价铬污染控制及对策 (29)5.1 倡导无铬化的原因 (29)5.2 六价铬的污染控制 (30)5.2.1 酸性氧化物 (30)5.2.2 温度的控制 (30)结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)外文资料翻译 (37)前言耐火材料是冶金、硅酸盐、化工、动力、石油、机械制造等工业中广泛应用的材料，其中冶金工业消耗的耐火材料占耐火材料总量的50%-60%。
有色金属加工熔铸作业主要风险及控制(熔炼工序安全风险,铸造工序爆炸事故预防,吊装作业事故预防等)
B
C
工具没烘干， 进入铝液中 作业。
渣处理作业 时的余水桶 下面潮湿
物理爆炸（一般或轻微爆炸情形2）：
D
材料淋水没 干燥进入有 铝水的炉内
南海某厂20180723熔炼铝屑爆炸烫伤5人情形
事故前期，水汽化膨胀爆炸；后期， 发生氧化燃烧反应，导致区域空气温度 升高，员工全身烫伤。
物理爆炸（一般或轻微爆炸情形2）：
化学爆炸分析
铝的化学 特性
铝的氧 化性
事例
2014年昆山铝 粉尘爆炸事件
铝粉尘因装置 破漏漏水导致
局部着火
引发粉 尘爆炸
01 地下Al粉尘 + H2O → Al(OH)3 + H2 （放热反应引起铝粉发热着火）
空中 Al粉 尘 + O2 → Al2O3 （ 放热反应引起高温高压爆炸）
02
南海某铝厂：铝 屑颗粒氧化燃烧
化学爆炸分析
（1）熔炼炉内大量铝水正常喷火熔 炼为什么就没爆炸？ （2）铝水中的H2怎么来的？
关于美国纽约2001年911爆炸事故死亡3000人分析
2001年9月11号的纽约世贸大厦双子星大楼由于 两架飞机的碰撞导致爆炸和倒塌
关于美国纽约2001年911爆炸事故死亡3000人分析
原因分析
官方调查报告认为：房屋的 倒塌是由于燃料碰撞发生爆炸并 升温，导致钢结构不能承受重力 而倒塌。
(2）第一次爆炸产生的高温，将飞机的铝 合金材料逐渐熔化成铝水了，并且不断散 落下来；同时，建筑大楼的自动消防系统 将冷却水喷洒在散落的铝液上，水快速加 热变成蒸汽，高温铝液与水蒸气发生化学 反应： 分散的Al液滴+H2O 蒸汽 → Al(OH)3+H2
短时间内快速释放大量的氢气，因而发 生更猛烈爆炸。
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有色金属冶炼用耐火材料中一些问题的分析与建议
口 陈肇友１’ 李 勇２’
１）洛阳耐火材料研究院 ２）洛阳耐火材料集团有限责任公司
摘要对一些有色金属冶炼炉，如奥斯麦特熔炼 炉保护层的形成，闪速炉水冷炉套衬砖，铅７§炼 ＱｓＬ炉的底吹砖，铝电解槽的阳极、阴极与侧墙等 所用耐火材料中的问题进行了分析，并对采用何种 材质的耐火材料提出了看法与建议。 关键词奥斯麦特熔炼炉，闪速熔炼炉，ＱＳＬ炼铅 炉，铝电解槽，耐火材料，热力学计算
因：
ＡＧ。：一ＲｎｎＫ：一ＲＴＩｎ（／彳＇０２）一÷
Ｐ
于是得：
泰陈肇友男，１９２７年生，教授级高级工程师。 收稿目期：２００２一ｌＯ一２３
２００２／增刊耐火材料／ＮＡＩＨＵ０ ＯＡＩＵＡ０
一１５３８２５＝丁１×８ ３１４×１４７３１ｎ（高‰）
Ｉｎ／）ｏ，；一２０．５０
Ｐｏ．＝１．２５×１０一’ｋＰａ
Ｉｎ（（ｏ．４０）３·ｐｏ，｛］＝一１０．２５
÷ｌｎＰｏ，＝一１０．２５—３１ｎ（０．４０）
＝一１０．２５＋２．７４９ ＝～７ ５０
２ Ｎ＾｜ＨＵ０ ｃ＾１１．１ｈ０／耐火材料２００２／舯Ｊ
ｌｎｐ０２＝一１５．００ Ｐｏ、＝３．０６×１０—７ｋＰａ
即只有当氧分压大于３．０６×１０。ｋＰａ时，上述ＦｅＯ —ＳｉＯ：一ＣａＯ熔渣中的ＦｅＯ才能氧化为Ｆｅ，Ｏ。，并 从熔渣中析出Ｆｅ，Ｏ。。
有色金属种类繁多，冶炼方法多种多样。笔者 曾对炼铜、炼镍用耐火材料的选择与发展”１，铅锌火 法冶炼用耐火材料”１，炼铝工业用耐火材料及其发 展动向”１进行过论述。本文主要针对我国近年来引 进的一些技术先进的冶炼炉，如：奥斯麦特熔炼炉， 炼镍、炼铜闪速炉，铅冶炼ＱＳＬ炉，以及铝电解槽的 阳极、阴极和侧墙等关键部位所用耐火材料存在的 问题进行一些分析，并提出一些看法与建议。
△ＧＭ．ｃ。ｏ，＝一８４０３８＋２７×１４７３＋
８．３１４ Ｘ １４７３１ｎ５＝一２４５５０Ｊ ＡＧｎｏ．＾ｌ，ｏ，＝一７１０８６ ４－１１．８９×１４７３＋
８．３１４×１４７３１ｎ５＝一３３８５５Ｊ
从上面热力学计算结果表明，生成铁铬或铁铝 尖晶石的自由焓皆为负值，说明熔渣中的ＦｅＯ能与 炉衬中Ｃｒ２０，以及Ａ１：０，自发地形成尖晶石保护层。 因此，在奥斯麦特熔炼炉采用铬刚玉（即ＡＩ：０，一 Ｃｒ２０，）耐火材料或有游离Ｃｒ２０，与Ａ１：Ｏ，存在的低 Ｍｇｏ的砖都能提高熔炼炉炉衬的寿命。因为Ｍ９０ 虽然能吸收大量ＦｅＯ形成连续固溶体，但ＭｇＯ却不 抗高ＳｉＯ：渣的侵蚀。对于含ＣａＯ甚高的ＦｅＯ—ＳｉＯ：一 ＣａＯ熔渣，Ａ１：Ｏ，易与ＣａＯ形成一些低熔点化合物， 因此采用刚玉质做炉衬也是不适宜的。
ＦｅＯ（１）十Ｃｒ２０３（ｓ）＝ＦｅＯ·Ｃｒ２０３（８），
△Ｇ。＝一８４０３８＋２７ｒ
ＦｅＯ（１）＋Ａ１２０３（ｓ）＝ＦｅＯ·Ａ１２０３（ｓ），
△Ｇ。＝一７１０８６＋１１．８９Ｔ
在１４７３ Ｋ（１２００℃）时，上列反应的△Ｇ。皆为 负值，分别为一４４２６７Ｊ与一５３５７２Ｊ，即液态纯ＦｅＯ 与Ｃｒ２０３或Ａ１：０３能自发生成ＦｅＯ·Ｃｒ２０３或ＦｅＯ ·Ａ１：０，尖晶石保护层。但现在ＦｅＯ不是以液态 纯ＦｅＯ存在，而是ＦｅＯ—ＳｉＯ：一ＣａＯ熔渣中的ＦｅＯ。 当以液态纯ＦｅＯ为标准时，下列反应：
在侯马冶炼厂的两台奥斯麦特熔炼炉与吹炼 炉中，炉衬采用相同的镁铬砖，吹炼炉冶炼温度高，
炉衬却能挂３０ ｗｔｍ的渣，炉衬寿命超过６个月；而 熔炼炉冶炼温度低，炉衬却挂不上渣，炉衬寿命不 到６０ ｄ［４］。因此，奥斯麦特熔炼炉炉衬寿命就制约 了整个生产能力。
为什么在奥斯麦特熔炼炉炉衬上挂不上渣，而 在奥斯麦特吹炼炉上能挂上渣？如何才能在奥斯 麦特熔炼炉要高，目前是 采用熔铸镁铬砖。熔铸镁铬砖配方要求严格，生产 工艺复杂，成品率低，价格昂贵，而且对烘炉要求严 格，时问长。因此，希望研制出一种能取代熔铸镁 铬砖的烧成制品。根据闪速炉炼铜或镍的冶炼条 件，在这些部位仍以含Ｃｒ２０，较高的镁铬材质为 宜，但其热导率要高，抗冲刷熔蚀能力要强。
即氧分压大于１．２５ ｘ １０一ｋＰａ，液态纯ＦｅＯ就可氧 化为Ｆｅｌ０４。
现在不是液态纯ＦｅＯ，而是组成（质量分数）为 ４７％ＦｅＯ＋３３％Ｓｉ０２＋１０％ＣａＯ熔渣中的ＦｅＯ。
如果下面反应：
３（ＦｅＯ）＋÷０２（ｇ）＝Ｆｅ３０４（ｓ）
仍以液态纯ＦｅＯ为标准态，其标准自由焓仍为：
ＡＧ。＝一４０５１３４＋１７０．６１Ｔ
我们知道，在有色重金属冶炼中，熔渣的主要 成分是ＦｅＯ与ＳｉＯ，。ＦｅＯ在适当条件下可氧化成 Ｆｅ３０。，Ｆｅ３０４的熔点为１５９７ ｏＣ，因此，Ｆｅ３０４会从 渣中析出挂在炉衬上形成保护层。在什么条件下 ＦｅＯ才能氧化为Ｆｅ，Ｏ。？
若为纯液态ＦｅＯ，可以用热力学计算出在１２００ ℃时，由ＦｅＯ氧化为Ｆｅ，Ｏ。时所需的氧分压。
１ 奥斯麦特熔炼炉炉衬保护层的形 成或挂渣问题
近年来，我国山西侯马、安徽铜陵以及云南等 地的冶炼厂都引进了奥斯麦特熔炼炉与吹炼炉。 奥斯麦特炉采用浸入式喷枪顶吹工艺，通过对喷枪 的风量、氧气量、煤量及炉内枪位的调节控制对熔 体的强烈搅拌，完成熔炼。熔炼炉熔池深约１．４ ｍ，连续进行，熔体连续流出，熔炼温度约１２３０℃， 烟气中ｓ０：浓度约为１１％，冰铜吹炼在奥斯麦特 吹炼炉内进行，吹炼也分为造渣期与造铜期，吹炼 炉每炉吹炼时间约７ ｈ，吹炼温度在１３００ ｏＣ左右， 烟气中ＳＯ：浓度在１４％左右。
２ 闪速炉水冷铜套衬砖
闪速炉反应塔下部与沉淀池端墙和侧墙不仅 温度高，还受到高速流动的气体与熔体的冲刷与熔 蚀，是闪速炉内耐火材料蚀损最快的部位。在这些 部位除砌筑高质量的镁铬砖外，还采用强化的水冷 铜套，以达到降低耐火材料工作面温度，减轻蚀损， 延长炉衬寿命的目的。为发挥水冷铜套的冷却作
２００２／躺Ｊ耐火材料／删Ｈｕｏ ＯＡｌｌ．１ｋＯ ３
加入什么金属细粉较合适呢？自然要求这种 金属及其氧化后能被Ｃｒ２０，或ＭｇＯ·Ｃｒ２０，吸收， 形成高熔点化合物或固溶体，而不与Ｃｒ２０，或ＭｇＯ ·Ｃｒ：０，形成低共熔点在１６００。Ｃ以下的低共熔物。
从相图Ｃｒ—Ｃｒ２０，”１（图２）、Ｃｒ—Ｃｕ一０”１（图 ３）与Ａ１２０３一Ｃｒ２０３”…（图４）看，ｃｒ、ｃｕ与Ａｌ都可 作为候选的金属。
ｌｎ口；Ｍ）Ｐ０２７＝一１０．２５
已有的研究表明，ＦｅＯ—ＳｉＯ：熔渣在１６００℃时， 在液相区内，接近理想溶液，即ｏ（ｈｏ）＝。（＆ｏ），。（＆ｏ） 为ＦｅＯ在ＦｅＯ—ＳｉＯ：熔渣中的摩尔分数。在１２６５ ℃时，如图１‘１ ３所示，当”（ＳｉＯ：）为４１％时，外延可 得ｏ（Ｍ）＝０．３８。对于ＦｅＯ—Ｓｉ０２一ＣａＯ熔渣，由于 ＣａＯ比ＦｅＯ碱性强，ＣａＯ会与ＳｉＯ：结合，致使熔渣 中自由ＦｅＯ量增多，即ＦｅＯ活度增大，因此，可近 似地认为组成为４７％ＦｅＯ＋３３％Ｓｉ０２＋１０％ＣａＯ的 熔渣（ＦｅＯ的摩尔分数为０．４７）中ＦｅＯ活度ａ（。。） ＊０．４０，于是
上反应中（ＦｅＯ）表示熔渣中的ＦｅＯ。但平衡 常数Ｋ则为：
趾去‘ｃ等，屯去×ｃ耖
当Ｔ＝１４７３ Ｋ，△Ｇｏ＝一１５３８２５Ｊ
ＡＧ。＝一ＲＴＩｎＫ
一１５３８２５：＿８３１４×１４７３１ｎ士×（芷）÷
ｌ。士×地掣：１ｏ２ｉｎ．ｏ） ５６ｐ０２
ｄ；ｈ０１
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｝ｎ１０１．３２５一ｌｎ《Ｆｅ０）ｐ０２＿。１２．５６
如果我们能提高熔炼炉内的氧分压至３．０６ ｘ ｌＯ。ｋＰａ以上，就可以使熔渣中的ＦｅＯ氧化为 Ｆｅ，０。。如何才能使熔炼炉内的氧分压增大呢？从 化学反应式（Ａ）的标准自由焓变化式与ＡＧ＝ＡＨ —ＴＡＳ的比较可知，该反应的反应热为△Ｈ＝一 ４６５４２３Ｊ，为一放热反应。对于放热反应，升高温度 不利于反应向右进行，而是有利于向左进行，因此 升高温度，氧分压反而会增大。其次，从化学反应 式（Ａ）还可知，增大炉气中ＳＯ：的含量与熔渣中 ＦｅＯ的活度（或浓度），同样也会促使反应向左进 行，从而增加氧分压。
奥斯麦特吹炼炉炉衬之所以能挂渣，就是因为 吹炼炉内氧分压较高的缘故。
除了提高奥斯麦特熔炼炉内的氧分压外，还有 其他办法没有？
ＦｅＯ与Ｃｒ：０，能形成熔点达２１００℃的铁铬尖 晶石ＦｅＯ·Ｃｒ２０，，ＦｅＯ与Ａｌ：Ｏ，能形成熔点达 １７８０℃的铁铝尖晶石。由氧化物生成ＦｅＯ·ｃｒ２０， 与ＦｅＯ·ＡＩ。Ｏ，尖晶石的标准自由焓变化如下：
将候选金属之一的细粉适量加入电熔镁铬颗 粒与粉料中，由于金属的塑性，成型时会具有“塑 性”性质。根据孙加林等””在Ａ１，Ｏ，一ＳｉＣ系加人 Ｓｉ粉的研究，在相同的成型压力下，塑性成型的砖 坯组织结构更加致密，具有较低的气孔率与较高的
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在４７％ＦｅＯ＋３３％Ｓｉ０２＋１０％ＣａＯ熔渣中， ｏ。。。）可近似地认为等于０．４０；炉气中ｓ０：的分压 为０．１ｔ×１０１．３２５＝１１．１４６ｋＰａ。于是：
一３９４８５ｌ＝一８．３１４×
１４７３ｌｎ １１．１％：＜０．４０．（１０１．３２５）“５ ｐＩ
ｌｎｌｌ．１４６×０．４０×（１０１．３２５）ｏ ５Ｉｎ。。１．５
＝３２．２４
ｌ印＊＝一３２．２４＋３．８０＝一２８．４３
ｌｎｐ０１＝一１８．９６
Ｐｎ．＝５．８３×１０‘’ｋＰａ
也就是说，在我们讨论的奥斯麦特熔炼炉中， 氧的分压只有５．８３ Ｘ １０一ｋＰａ。显然氧的这一分压 小于将渣中（ＦｅＯ）氧化为Ｆｅ，Ｏ。的氧分压３．０６× １０～ｋＰａ。因此，在我们所讨论的奥斯麦特熔炼炉 的条件下，不能析出Ｆｅ，０。保护层，即在镁铬砖炉 衬上挂不上渣。
（ＦｅＯ）＋Ｃｒ２０３（ｓ）＝ＦｏＯ·Ｃｒ２０３（ｓ） （ＦｅＯ）＋Ａ１２０３（ｓ）＝ＦｅＯ·Ａ１２０３（ｓ） 的自由焓变化应分别为：
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ＡＧＦｅｏ ｃ帕＝ＡＧ～ＲＴＩｎ≯一 ”ｆｎ０１ ：一８４０３８＋２７Ｔ＋ＲＴＩｎ上 口ｒｈ０、