提高分銀爐壽命的實踐

摘 要：文章分析了分銀轉爐結構及作業(yè)特點，提出了改進爐體和爐襯結構、優(yōu)化耐火材料配置、提高爐襯砌筑質量、合理管制合金品位及提高操作水平等延長爐子壽命的措施和對策。經生產實踐證明，雖然改進后的轉爐建造成本有所上升，但爐齡延長了約2倍，取得了明顯的經濟效益。

關鍵詞：分銀爐 爐體結構 爐襯結構 爐齡

中圖分類號：TF8文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0050-02

分銀爐是用于貴鉛氧化富集產出粗銀的小型轉爐的俗稱，一般由生產企業(yè)自行設計建造。由于在設計、建造的各個水平參差不齊，故分銀轉爐的壽命也有很大差別。某廠原有分銀轉爐平均爐齡2～3個月，停爐修爐頻繁的問題嚴重制約生產作業(yè)，也影響了其經濟效益。經過分析，該廠采取了一系列措施，延長分銀轉爐的壽命，降低了成本，經濟效益隨之凸顯。

1 分銀轉爐基本情況

1.1 轉爐結構

某廠分銀轉爐主要用于貴鉛的吹煉，由爐體、支承裝置、驅動裝置三大部分組成，另有有各種工藝管道、燃燒裝置、排煙裝置及控制設備等與之相連。

爐體為一臥式圓筒，由鋼制外殼、滾圈、爐口冷卻水套、固定端蓋、活動水套端蓋等組成。爐殼是分銀轉爐的本體，采用10mm的普通鋼板卷制，爐殼的一端為盲板，采用10mm厚端蓋通過連續(xù)焊縫固定連接，另一端為帶燃燒口的水套端蓋，采用法蘭剛性連接；爐殼中部和靠近盲板端上部根據(jù)工藝需要分別開設有加料口和排煙口，滾圈以焊接方式固定在爐殼上，中心距為1500mm。

爐體內襯采用雙層環(huán)結構，以230×115×45/65mm規(guī)格的楔形鎂磚砌筑，每環(huán)厚度115mm，總厚度230mm；內襯兩端采用230×115×65mm標準鎂磚砌筑。

1.2 作業(yè)特點

分銀爐為周期性作業(yè)，每一周期包括加料、熔化、氧化、澆鑄四個階段，目的是在氧化階段將貴鉛中的鉛銻銅鉍等成份氧化揮發(fā)入煙或造渣，最后產出粗銀。

由于氧化階段熔煉強度大，熔池熔體攪拌劇烈，對爐襯的蝕損非常嚴重，從銀轉爐近年的生產實踐及修爐過程對爐體蝕損情況分析，發(fā)現(xiàn)爐襯風口區(qū)、渣線附近、加料和底部磚體最易損壞，已成為影響爐壽的“瓶頸”。放渣口、燒嘴火焰噴射部位內襯嚴重蝕損，排煙口部位爐殼腐蝕和變形也是影響爐壽的重要原因。

2 提高轉爐壽命的措施

一般而言，耐火材料的抗渣性與抗沖刷性能、爐體的砌筑和烘爐質量、爐體結構及其內襯結構、以及冶煉操作水平都會不同程度地影響爐子壽命。因此，在分析轉爐原有結構、作業(yè)方式等因素的基礎上，提出了以下的改進措施。

2.1 改進爐體結構

首先，對爐體結構進行優(yōu)化。進行由于爐體長期處于重載高溫條件下工作，爐體的中部受力彎距最大，要求有足夠的強度和剛度。爐殼對爐體內襯和熔體起支盛作用，若沒有足夠的強度和剛度，容易發(fā)生變形，影響爐子壽命。該廠由于爐殼僅采用lOmm的普通鋼板卷制并且根據(jù)工藝要求，并且在爐殼上開設了爐口和排煙口，顯著影響和降低了爐體結構強度。在改造時，選擇厚度為16mm的優(yōu)質鍋爐鋼板（20g）替代原來的普通鋼板制作爐殼。并對爐口、排煙口的開設部位同時進行補強處理，有效增強爐殼的結構強度。在爐口上部增設一倒山型冷卻水套。

其次，爐體的端蓋承受著高溫熔體的側壓力和爐襯耐火材料的縱向熱膨脹應力，采用剛性連接，無法消除和平衡縱向熱膨脹，易使爐襯產生應力裂紋，造成熱剝落直至損壞。故將燃燒口的水套端蓋與爐殼的連接由剛性方式改為采用彈性連接，借助彈簧螺栓拉桿與爐殼緊密連接。

第三是排煙口的設置；排煙口長期受高溫、高速煙氣的沖刷，排煙口位置附近爐殼燒損嚴重，使爐體變形、煙口磚脫落，影響爐子壽命。為此在排煙口增設一方型冷卻水套，冷卻該部分結構，延緩爐襯的蝕損速度。

第四，在風口區(qū)爐襯一側爐殼的外表面增設一塊弧形冷卻水套，外形尺寸為：500mm（弧長）×120mm（厚）×1600mm（長度）。

2.2 改進爐襯砌體結構

由于原有爐襯采用“雙層環(huán)”結構，兩環(huán)之間產生了界面，結合力低，爐襯的整體性較差。生產中高溫熔體會沿著界面滲透，極易形成“界面通道”，從而造成爐襯磚體的剝落；加上磚環(huán)的厚度較小（僅115mm），受力情況較差，在熱應力的作用下，容易產生掉磚和熱剝落，在爐口、風口區(qū)、渣線部位，受高溫熔體的劇烈沖刷，蝕損、掉磚現(xiàn)象更易發(fā)生。

因此改造后將“雙層環(huán)”結構改為“單層環(huán)”結構，采用豎楔形磚代替?zhèn)刃ㄐ未u環(huán)砌，并根據(jù)爐襯的易損部位和蝕損快慢適度調整磚體尺寸規(guī)格：一是風口區(qū)、爐口、渣線附近；將爐襯厚度由230mm改為345mm，磚體規(guī)格為345mm×150mm×70/55或345mm×150mm×。70mm；二是對渣線以上爐拱和風口區(qū)以下爐底反拱，將爐襯厚度由230mm改為300mm，磚體規(guī)格為300mm×150mm×70mm或345mm×150mm×70mm；三是將燒嘴正面端墻爐襯厚度由230mm改為345mm，磚體規(guī)格為345mm×150mm×70mm。

2.3 優(yōu)化耐火材料配置

銀轉爐分銀是一個在轉爐內完成貴鉛熔煉、氧化造渣的全部工藝過程，因此對爐襯的耐火材料性能提出了極高的要求。由于爐內不同部位的工作條件不同，因此需要針對性地配置具有相適應抗蝕性能的耐火材料。如在風口區(qū)、渣線部位、爐口底部要配置具有軟化點高、熱穩(wěn)定性好、抗沖刷、結合強度高、抗渣性好、抗高溫熔體侵蝕的耐火材料；在渣線以上要配置熱穩(wěn)定性好和結合強度高的耐火材料。

鑒于原來用的耐火材料全部為普通鎂磚，熱穩(wěn)定性差，影響了爐子的使用壽命。因此，在改造時根據(jù)工藝特點，在關鍵部位配置優(yōu)質耐火材料。風口區(qū)、爐口、燒嘴正面端墻及渣線區(qū)域，配置直接結合鎂鉻磚；渣線以上爐拱和風口區(qū)以下爐底反拱區(qū)域配置普通燒成鎂鉻磚。

2.4 嚴格控制爐襯的砌筑和烘爐質量

爐襯砌筑質量的好壞是影響爐子壽命的主要因素。在爐襯的砌筑過程中，如不按工藝要求施工，產生磚縫不規(guī)范，磚型搭配不合理，同心度不夠，磚體咬合不嚴，結合劑配比不合理等現(xiàn)象，都可能使爐襯在高溫重載的工況下，受力不均，結合強度下降，導致磚體脫落或蝕損嚴重，從而縮短爐襯的使用壽命。在筑爐過程中，對耐火材料的的配置要以圖紙、工藝指導等方式下達施工人員，并做好施工預案。做好耐火材料的運輸、裝卸、保管工作，防止耐火材料受潮和野蠻裝卸造成物理缺損而影響砌筑質量。加強技術培訓，提高筑爐人員的專業(yè)技能，嚴格按筑爐技術要求施工，對風口區(qū)、爐口、渣線區(qū)域等關鍵部位的砌筑，要加強監(jiān)督，確保質量。

烘爐時制定科學的升溫曲線，嚴格按升溫曲線進行烘爐和開爐。保證砌體均勻受熱，耐火材料充分轉型。并仔細觀察爐殼和爐體內襯的膨脹情況，避免溫度在智短時間在大幅升高，導致爐襯膨脹不均勻而產生應力裂紋和斷裂或剝落，從而影響爐子的壽命。

2.5 合理控制貴鉛的品位

合理的貴鉛品位，有利于提高爐壽。貴鉛品位高，渣量少，有利于縮短冶煉周期；反之雜質金屬高（Pb、Bi、Cu、Sb），渣量大，冶煉周期長，使爐襯長期浸泡在高溫爐渣中，會降低爐襯的使用壽命。特別是某些雜質金屬形成的稀渣，粘度小，流動性好，滲透力強，極易沿著爐襯鎂磚中的硅酸鹽相及氣孔、砌體磚縫滲入，使磚體中的方鎂石晶粒間距增大，破壞磚體組織結構，進而破壞爐襯材料的組織結構，使之產生龜裂、裂縫并發(fā)生化學熔蝕而損壞。雜質金屬中的Cu、Pb、Bi也極易滲透到砌體中，在氧分壓較低的爐襯較冷的一面不斷結晶沉積，使砌體向爐膛內鼓脹而損壞。當滲透情況嚴重時，可使爐殼發(fā)紅、蝕穿，造成泄漏而直接影響生產。因此在生產中要盡可能提高貴鉛主金屬的品位，以獲得經濟的冶煉周期，或將不同品位的貴鉛搭配冶煉，并盡量控制有害雜質的含量。

2.6 爐況控制

爐況控制的好壞，在很大程度上決定了轉爐的壽命。從爐襯的損壞機理和生產經驗分析，溫度是影響爐齡的關鍵：當加料不均勻、供風不合理、風油比不合理時，爐內溫度會產生忽高忽低急冷急熱，致使爐襯產生熱應力裂紋而淬裂。因此在生產中要合理調整風油比，控制好爐內的溫度，空爐時間較長時，應采取保溫措施，以防止爐襯磚體的斷裂或剝落。

貴鉛的氧化吹煉，是借助鼓入爐內的壓縮空氣來實現(xiàn)的，因此，風管的結構、風管的擺放位置、角度及插入熔池深度的合理控制，就顯得非常關鍵。從近年來銀轉爐的爐襯蝕損情況來看，風口區(qū)的爐襯最易損壞且損壞最嚴重，往往成了“爐齡”的代名詞，分析其原因，主要是由風管操作而引起。風管操作包括風管的結構、風管的擺放位置、角度及插入熔池深度的控制。

原來使用的風管為Ф32mm無縫鋼管包一層鑄鐵而成的直線型風管，當需架設風管時，風管噴口直接面對著風口區(qū)爐襯，爐內高溫熔體在壓縮空氣的作用下，獲得較大的動能，直接沖刷爐襯或飛淺，使爐襯的蝕損速度加快；現(xiàn)改將直線型風管改為“L”，并將噴口由圓形改為扁平型，以增大吹煉面積。

風管的擺放位置、角度及插入熔池深度也會對爐襯產生影響。當風管的擺放位置、角度及插入熔池深度長期不變時，風管噴口直接面對著的風口區(qū)爐襯，風口區(qū)爐襯長期承受高溫熔體的沖刷，會最先蝕穿或剝落，從而影響爐子的使用壽命。因此必須定期調整風管的擺放位置、角度及插入熔池深度。

此外，加強了加料崗位的操作，避免爐料直接撞擊爐襯。

3 改進效果

由于采取改進爐殼結構、改進爐襯砌體結構和耐火材料優(yōu)化配置、提高筑爐質量等對策和措施，銀轉爐的壽命在逐年提高。雖然單爐成本有所上升，但爐齡由最初的不足90d提高到現(xiàn)在的360天左右，經濟效益明顯好轉。

參考文獻

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