鼓風(fēng)爐分為敞開式和密閉式2種。爐子熔煉區(qū)高工作溫度一般為1350℃。中國約有40%的冰銅是采用密閉式鼓風(fēng)爐熔煉的。該爐為矩形爐體。爐身上部襯體主要受爐料的機械磨損,耐火材料一般采用粘土磚砌筑,使用壽命約為3年;風(fēng)口區(qū)及其以上的斜爐墻部位直接用磚砌筑爐襯,主要受高溫、氣流沖刷和化學(xué)侵蝕等作用,較易損壞。
鼓風(fēng)爐用耐火材料須應(yīng)對高溫、機械應(yīng)力和化學(xué)侵蝕的挑戰(zhàn),以確保其結(jié)構(gòu)完整性和運行效率。碳磚、高鋁磚、鎂鉻磚和黏土磚是四種常見的鼓風(fēng)爐耐火材料,各有其獨特的優(yōu)勢和應(yīng)用。
碳磚
碳磚因其高溫穩(wěn)定性和優(yōu)異的導(dǎo)電性能,被廣泛應(yīng)用于鼓風(fēng)爐的爐底和爐缸。碳磚能在1700°C以上的高溫下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,且導(dǎo)電性良好,能夠有效導(dǎo)出爐內(nèi)電流,減少電阻損耗。這使得碳磚特別適合用于接觸高溫鐵水和渣料的區(qū)域,如爐底和爐缸,提供優(yōu)良的耐磨性和抗侵蝕能力,顯著提升爐底的使用壽命。
高鋁磚
高鋁磚含有較高比例的氧化鋁(Al2O3),耐火度可達1750°C以上,是鼓風(fēng)爐中爐腹和爐身的理想選擇。高鋁磚具有良好的耐磨性和抗熱震性,能夠承受爐料的沖刷和溫度的急劇變化。其高耐火度使其在支撐和保護爐壁免受爐料和氣流的磨損方面表現(xiàn)良好,特別適合用于鼓風(fēng)爐的中溫區(qū)和高溫區(qū),如爐腹和爐身,提供優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)保護。
鎂鉻磚
鎂鉻磚主要由鎂砂和鉻礦制成,具備理想的高溫性能和抗堿性渣侵蝕能力。在鼓風(fēng)爐中,鎂鉻磚常用于爐缸和爐喉區(qū)域,能夠抵抗高溫熔渣和堿性物質(zhì)的侵蝕。其高溫強度和抗化學(xué)腐蝕性能使其成為處理鐵水和渣料的理想材料。這種磚材在高溫區(qū)域保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,同時提供良好的耐磨性和抗侵蝕性,是鼓風(fēng)爐高溫部位的重要材料。
黏土磚
黏土磚由于其良好的耐熱性和成本效益,通常用于鼓風(fēng)爐的外層和低溫區(qū)。黏土磚能夠在較低的溫度下提供有效的隔熱效果,同時具備一定的抗侵蝕性能。它們常用于爐身和爐喉的低溫區(qū),提供基礎(chǔ)的熱保護和結(jié)構(gòu)支持。盡管在耐高溫和耐磨性方面不如高鋁磚或鎂鉻磚,但黏土磚由于其經(jīng)濟性和易加工性,仍然是鼓風(fēng)爐中的耐火材料。
采用汽化冷卻水套并襯砌粘土磚,增強熱傳導(dǎo),使工作面掛渣皮形成保護層,從而提高其使用壽命;主爐床承載并貯存銅液,非工作層用粘土磚砌筑,工作層用耐火材料則是鎂磚、鎂鉻磚或鉻磚砌筑,使用壽命一般為2年左右。前床為長方形槽狀,槽底用粘土質(zhì)隔熱磚和粘土磚砌筑,再用鎂質(zhì)耐火搗打料搗制找平層。然后,采用鎂鉻磚或鉻磚砌筑整個槽體工作層。該床襯體使用壽命較長、槽壁渣線部位襯體較易損毀,其壽命也大于半年。
耐火材料需要結(jié)合使用,可以充分滿足鼓風(fēng)爐不同部位的要求,確保其長期穩(wěn)定運行,同時延長設(shè)備的使用壽命。