23/8AB/$ 三 元系渣 $ 控 制 中 偏 酸 性 $ 炉 渣 对 铝 铬 砖
的化学侵蚀速度较慢 % !0 " 炉 墙 的 砌 筑 $ 必 须 由 专 业 施 工 人 员 进 行 $ 对砖的表面 # 耐火泥浆 # 砖缝严格要求 $ 炉墙砖缝不 能大于 $ DD % !! " 在 国 内 应 用 效 果 较 好 的 炉 墙 耐 火 砖 有 碳 砖 # 铝铬砖 % 对砖的质量要求相当严格 $贵州地区选 用碳砖的用户一般选用贵州铝厂生产的优质碳砖 并经表面处理 $ 而选用铝铬砖的用户用锦州长城特 种砂厂的居多 %
表!
$% 2!3 2"3 !456 !4--
6 999 >> 左右 ’ 这样 $既方便炉顶操作 $又不影响炉
顶的结构强度 ’ "!( 严格控制球拱中心角在 "9$ 左右 ’ 炉顶采 用高铝质耐火砖砌筑时 $ 球形拱顶中心角采用 "9$ $ 炉顶承受压力状况比较好 ’ 云南某厂曾将电炉球形 拱顶中心角定为 89$ $ 生产不久即产生严重裂纹 $ 最 后垮顶 ’
冶金设备 并且能耗过高 % 而能耗往往又取决于规模 $ 这也就 是国外电弧炉炼锌发展停滞的主要原因 % 电弧炉炼 锌最大的优点就是能处理一些别的冶炼方法所不 能处理的含 ?E#23#AB 高的矿石 % 利用电弧炉炼锌原 料适应性相对较强的特点 $ 处理一些其它冶炼方法 尚无法处理的矿石 $ 应作为我国今后电炉炼锌的一 个发展方向 % !$ " 虽然我国在 $ *** =>- 以下炼锌电弧炉的 工艺 流 程 # 设 备 配 套 # 操 作 控 制 等 方 面 取 得 了 很 大 进 展$但 由 于 规 模 限 制 #缺 乏 科 研 资 金 投 入 及 缺 乏 沟通交流等原因 $ 很多生产厂家过分依赖对炉衬材 料$尤 其 对 渣 线 砖 的 高 要 求 $对 原 料 锌 焙 砂 高 质 量 的要求甚至超过其它冶炼方法等 $ 通过这些手段来 延 长炉 墙 使 用 寿 命 $ 提 高 金 属 回 收 率 $ 这 使 得 电 弧 炉炼锌技术最根本的优点正逐步失去 % !+ " 电 弧 炉 炼 锌 的 产 品 是 锌 锭 # 锌 粉 # 还 是 氧 化锌 $ 在 国 外 只 是 一 个 市 场 选 择 问 题 $ 技 术 上 也 只 是冷凝系统选取的问题 % 我国电弧炉炼锌粉起步相 对较早 # 技术较成熟 % 云南某厂 5 $!* =>- 锌粉炉采 用较低廉的高铝砖其成本只是碳砖 # 铝铬砖的 5F!G
炼锌电弧炉的炉体部分结构示意图如图 ! 所
种为电弧炉 & 电阻炉炼锌的特征是以炉料 ’ 由锌烧结矿与焦 炭 组成 ( 作 电 阻 " 电 流 通 过 炉 料 时 产 生 的 热 量 即 可 供反应使用 & 生产中 " 炉料在炉内不需要处于完全 熔融状态 " 因此电阻炉具有炉内温度低 ) 电耗低 ) 热 效率高 ) 耐火材料使用寿命长等优点 * 但由于其工 艺复杂 + 技术要求高 ) 投资大 " 国内尚无工厂采用此 技术 , 目前全世界只有 * 家工厂采用电阻炉炼锌技 术进行生产 "其中日本 % 家 " 美国 ! 家 , 炼锌电弧炉准确的应称为电弧电阻炉 , 该炉是 将电极埋在熔融体中 " 依靠电极与熔融体交界面上 产生的微电弧 ) 熔融体电阻的双重作用使电能转化 为热能提供反应所需的热量 , 炼锌电弧炉由于工艺 流程短 ) 设备简单 ) 基建期短 ) 投资省 ) 见效快 " 近年 来在我国西部地区发展较快 " 仅贵州就有 %+ 余台 建成投产 , 近 !+ 年来 " 经过众多生产厂家 ) 科研设计单位 的技术人员不断探索 ) 完善 " 我国 % +++ ,-. 以下电 弧炉炼锌工艺技术及设备配置已趋于成型 " 但生产 中仍存在不少问题 , 其中炉体耐火材料投资大 " 使 用寿命短一直是个难题 , 本文将分析炉体中炉顶 ) 炉墙 ) 炉底三部分存在的问题及其产生的原因 " 寻 找解决问题的办法 ,
耐热混凝土的配比
高铝矾土水泥
<
水灰比
高铝矾土水泥
946;= ;>> 69= 6; ;= 6; !9= !;
;= 69>> !;= 59 94!= 945
该技术已经过多年的生产实践 $ 炉顶使用寿命 大都在两年以上 ’
!%$
炉墙 "6( 各厂家多年的生产实践表明 $ 将 - 999 DE.
炼锌电弧炉炉膛面积) 极心圆直径控制在一定范 围 $ 炉墙使用寿命将大大延长 ’ "-( 电炉炼锌的还原反应在 6 999 # 以上能迅 速进行 $ 而实际要求熔化温度在 6 699= 6 -99 # 以 上 $ 故渣型满足 6 699= 6 -99 # 的熔化温度即可 ’ 有色冶炼产生的炉渣中 $&’( ))*( )+,(- 三者之 和占总渣量的 79<= 7;< ’ )*(F+,(- 二元系渣熔点 太高 $ 在 6 5!" # 以 上 $ 但密度小 $ 有 利 于 炉 渣 与 金 属 的 分 离 ’ &’(F +,(- 二 元 系 渣 的 熔 点 低 $ 最 低 达
高 $ 部分 &’( 被还原为铁沉积 $ 渣铁分离较难 ’ &’(F
6 999 #$否则锌蒸气会在飞溅式锌雨冷凝器前冷凝
或氧化后沉积 $ 大大降低锌金属直收率甚至堵塞烟 道 ’ 同时 $该温度又不能太高 $ 否则炉内整体温度都 将提高 $ 对炉顶 ) 炉墙 ) 炉气中杂质含量等都将产生 不利影响 ’ 美国新泽西锌公司帕尔默顿炼锌厂 ; 999 DE. 炼锌电弧炉将炉气出口温度控制在 6 999= 6 6;9 # ’ 如果国内在实际生产中能控制在 6 999= 6 6;9 # $ 炉 顶温度可在 6 9;9= 6 6;9 #$较为适宜 ’ "-( 提高炉顶各孔布置的合理性 ’ 以 - 999 DE. 圆形炼锌电弧炉为例 $ 炉顶有 ! 个电极孔 )! 个加料 孔 )6 个 测 温 孔 )6 个 测 压 孔 )6 个 探 渣 孔 $8 个 开 孔 分别布置在以炉顶中心为圆心的 ! 个直径不同的 同心圆上$角度错开$所有相近孔间距离都在
图!
炼锌电弧炉炉体图
%
"#!
产生问题的原因
炉顶部分 产生裂纹甚至塌垮的直接原因是强度不够 " 主
要问题在于 % ’!$ 操作不当 " 造成炉顶长时期温度太高 # ’%$ 炉 顶 电 极 孔 ) 加 料 孔 ) 测 温 孔 ) 测 压 孔 ) 探 渣孔布置不合理 "严重影响炉顶强度 # ’*$ 炉顶采用高铝砖砌筑时 " 球形拱顶中心角 选取不合理 # ’0$ 炉 顶 用 耐 热 钢 筋 混 凝 土 时 " 厚 度 不 够 " 混 凝土标号偏低 ,
表#
$%
!"949 @A "649
电炉炼锌用锌焙砂的基本质量要求
质量分数 ?< 粒度 ?>>
+ "649
)B "949;
&’ "749
+,(-
.C ";49
;49= :49 "949;
生产厂家普遍采用 )*(F &’(F+,(- 三元系渣 $ 其熔点相对低 $ 便于操作 $ 对炉墙腐蚀也较小 ’ 某厂 - 999 DE. 炼锌电弧炉炉渣成分见表 ! ’
京科技大学冶金系 " 现任贵州省冶金设计研究院科技开发组组长 &
%$$*3+!3!+
!!!! 年 " 月第 ! 期 $%$
炉墙部分
炼锌电弧炉耐火材料使用寿命探讨* ** 张 瑜
李志勇
帅群芳
陈俊飞 ! !" !
"5( 采用国外的耐热钢筋混凝土炉顶技术 ’ 该 技术炉顶厚度 ;99 >> ’ 耐热混凝土配比见表 6’
了解决方法 "
( 关键词 )
炼锌电弧炉 # 炉体 # 耐火材料
( 中图分类号 )
Байду номын сангаас
#$%!&’()) ##$*)+,!
( 文献标识码 )
-
(文章编号 )
!**".%/0&. $"**& %*&.**"0.*&
$
前言
炼 锌 电 炉 通 常 分 为 两 种 %一 种 为 电 阻 炉 "另 一
!
炼锌电弧炉炉体生产过程中耐火材 料出现的主要问题
表"
低钙铝酸盐水泥
渣线砖部位侵蚀速度过快的直接原因有 ! "6 # 炉 膛 面 积 不 够 $ 极 心 圆 布 置 不 合 理 $ 电 极 与炉墙间距离太小造成熔池温度过高 $ 接近炉墙耐 火材料软化点 % &- # 造 渣 制 度 不 正 确 $ 渣 熔 点 过 高 $ 为 使 渣 流 动性好易放渣而提高炉渣温度 $ 熔融渣对炉墙冲刷 严重 % &! # 渣型不正确 $ 熔融渣与炉墙的成分发生化 学反应 $ 造成炉墙迅速剥落 % &5 # 炉墙砌筑质量不好 $ 熔融渣从砖缝间快速 侵蚀 % &; # 炉墙耐火材料质量欠佳 $ 一些指标不能达 到要求 ’
$%!
炉底部分 铁水渗入耐火砖间 $ 将砖浮起的原因是炉底耐
火砖的砌筑方法不正确 $ 熔渣从砖缝间快速侵蚀 ’
!
!%"
提高耐火材料使用寿命的措施
炉顶 "6( 严格控制炉顶温度 ’ 炉顶温度主要取决于
电弧炉炉气出口温度 ’ 炼锌电弧炉中飞溅式锌雨冷 凝器部分决定了电弧炉炉气出口温度不得低于