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澳斯麥特爐耐火磚壽命
澳斯麥特熔煉工藝以原料適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、環(huán)保設(shè)施齊全等特點(diǎn)在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用，但也存在爐壽較短等不足;
延長(zhǎng)澳斯麥特爐爐壽主要圍繞延長(zhǎng)耐火磚壽命開(kāi)展，從耐火磚損耗機(jī)理可以找出影響澳斯麥特爐耐火磚壽命的因素，主要有三個(gè)方面，分別為：剝片掉落;高溫熔體的燒蝕;高溫?zé)煔獾臋C(jī)械沖刷以及化學(xué)侵蝕。
剝片掉落
總結(jié)澳斯麥特爐七個(gè)爐期的生產(chǎn)，耐火磚剝片掉落是耐火磚損耗的最主要的因素，導(dǎo)致耐火磚剝片主要有幾個(gè)因素，分別為溫度波動(dòng);爐渣侵蝕以及物理撞擊。
1.溫度波動(dòng)
澳斯麥特爐銅冶煉采用皮帶系統(tǒng)加入銅精礦，通過(guò)噴槍鼓入富氧空氣，在澳爐熔池混合后發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng)。澳爐銅冶煉熔池溫度保持在1160℃-1200℃，這一溫度明顯低于普通耐火材料的耐火度(≥1580℃)和荷重軟化溫度(≥1450℃)，因此在此溫度下，新的、尚未變質(zhì)的耐火磚不會(huì)有消耗。但是在不規(guī)則甚至間歇作業(yè)情況下，如澳爐開(kāi)停爐的過(guò)程，爐內(nèi)出現(xiàn)溫度驟升驟降的情況，而這種溫度的變化會(huì)使磚內(nèi)部產(chǎn)生溫度梯度，耐火磚的收縮膨脹過(guò)程受阻產(chǎn)生熱應(yīng)力，當(dāng)熱應(yīng)力超過(guò)耐火磚的抗熱震性能的時(shí)候，耐火磚就會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂、破壞和機(jī)械強(qiáng)度降低，最后剝片掉落。
同時(shí)各層磚在爐膛升溫或降溫過(guò)程中，升降溫速率不同以及在發(fā)生熱位移過(guò)程中所產(chǎn)生的熱應(yīng)力大小不同，將會(huì)使磚與磚之間發(fā)生相對(duì)位移。這種相對(duì)位移導(dǎo)致在磚與磚的位移面上產(chǎn)生摩擦剪切力，嚴(yán)重時(shí)直接將耐火磚局部區(qū)域撕裂，導(dǎo)致耐火磚產(chǎn)生裂紋。這些裂紋在以后的每次溫度波動(dòng)引起的相對(duì)位移中擴(kuò)散，最終導(dǎo)致耐火磚剝片。在澳爐開(kāi)爐前期，由于工藝條件不成熟，工藝提高澳斯麥特熔煉爐爐壽的實(shí)踐操作生疏和設(shè)備故障等原因的存在，導(dǎo)致?tīng)t溫和爐況頻繁的波動(dòng)，爐內(nèi)出現(xiàn)掉磚的現(xiàn)象，耐火磚損耗嚴(yán)重。
2.爐渣的侵蝕
在造锍熔煉中，爐料脈石主要有石英(SiO2)、石灰石(CaCO3)等，它們與銅精礦氧化后產(chǎn)生的FeO進(jìn)行反應(yīng)，形成復(fù)雜的含有鐵硅酸鹽(2FeO·SiO2：鐵橄欖石)的堿性爐渣，具有較強(qiáng)的腐蝕性和侵蝕能力。耐火磚砌筑過(guò)程中不可避免的存在徑向和圓周方向的磚縫，這些磚縫以及溫度波動(dòng)導(dǎo)致耐火磚產(chǎn)生的裂紋，都為高溫堿性爐渣的滲入及侵蝕提供了通道，而且這種爐渣侵蝕本身也促使磚縫及裂紋不斷加大。隨著磚縫和裂紋的增大，耐火磚在每一次由于溫度波動(dòng)引起的收縮膨脹過(guò)程中，遭受過(guò)度應(yīng)力，導(dǎo)致耐火磚表面發(fā)生塊狀剝落。
3.物理撞擊
澳斯麥特爐生產(chǎn)過(guò)程中一旦發(fā)生結(jié)焦掉落，結(jié)焦塊狀物自由落體掉落澳爐斜坡段，對(duì)澳爐斜坡段的耐火磚產(chǎn)生巨大的物理撞擊力，嚴(yán)重影響耐火磚內(nèi)部的結(jié)合力，造成耐火磚開(kāi)裂，經(jīng)過(guò)熱震、爐渣侵蝕和煙氣沖刷，裂紋最終導(dǎo)致耐火磚剝片掉落。
高溫熔體的燒蝕
澳斯麥特爐由于噴槍的攪拌作用，其熔池是一個(gè)劇烈“沸騰”的動(dòng)態(tài)熔池，整個(gè)爐膛是一個(gè)不均勻、不穩(wěn)定的溫度場(chǎng)，容易產(chǎn)生局部高溫，導(dǎo)致耐火磚表面組織軟化和強(qiáng)度下降，組織結(jié)合性能下降，部分結(jié)合相直接燒損，耐火磚荷重軟化溫度降低，導(dǎo)致耐火磚慢慢損耗。高溫溶體的燒蝕主要在熔池區(qū)域以及渣線以下區(qū)域，從七個(gè)爐期觀察和測(cè)量殘磚數(shù)據(jù)分析，高溫溶體對(duì)耐火磚的燒損過(guò)程是一個(gè)十分緩慢的過(guò)程，主要是因?yàn)楦邷厝荏w區(qū)域及渣線以下區(qū)域由于水冷的作用，基本能夠進(jìn)行掛渣保護(hù)。
高溫?zé)煔獾臋C(jī)械沖刷及化學(xué)侵蝕
澳斯麥特爐銅冶煉熔煉過(guò)程本身就是一個(gè)造渣脫硫的過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生大量腐蝕性極強(qiáng)的高溫含硫煙氣。高溫含硫煙氣經(jīng)過(guò)硫酸高溫風(fēng)機(jī)抽取形成高溫氣流，對(duì)耐火磚表面特別是澳爐斜坡段耐火磚表面不斷沖刷，導(dǎo)致耐火磚的燒損。
同時(shí)，由于澳爐熔煉是一個(gè)富氧熔煉，煙氣中含有大約6.5%的氧氣，高溫氣體在擴(kuò)散過(guò)程中部分SO2氧化生產(chǎn)SO3，在低于1050℃的情況下與耐火磚中的堿性氧化物反應(yīng)，生成堿土金屬硫酸鹽(MgSO4，CaSO4)。磚中堿土金屬硫酸鹽的生成，常伴有體積的增加和氣孔的填充，這種侵蝕的結(jié)果，增大了磚的開(kāi)裂危險(xiǎn)，削弱了磚的結(jié)合力，進(jìn)一步促進(jìn)了爐渣對(duì)耐火磚的侵蝕，最終導(dǎo)致耐火磚燒蝕甚至剝片掉落。
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