銻精煉反射爐筑爐與生產(chǎn)實(shí)踐

肖軍華

（湖南東港銻品有限公司，湖南 東安 425900）

銻精煉反射爐是銻火法冶煉系統(tǒng)的主要熱工設(shè)備之一，按銻冶煉工藝過(guò)程可分為熔煉和精煉反射爐，某廠現(xiàn)有2座爐床面積為18 m2的銻精煉反射爐，在銻冶煉生產(chǎn)實(shí)踐中熔煉和精煉都在同一座反射爐內(nèi)進(jìn)行，但銻精煉對(duì)反射爐的要求更高、更嚴(yán)格，因此在銻反射爐砌筑過(guò)程中以銻精煉反射爐的要求為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行砌筑。

1 改進(jìn)前后爐齡對(duì)比

銻精煉反射爐由爐底（含爐基）、爐膛、爐墻、火膛、爐頂［1，2］等部分組成，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐摸索，對(duì)爐體結(jié)構(gòu)大小和構(gòu)筑進(jìn)行許多改進(jìn)，同時(shí)采用的耐火材料，大大提高了爐齡壽命，降低了生產(chǎn)成本，爐齡壽命改進(jìn)前后對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 改進(jìn)前后爐齡壽命對(duì)比 d

2 筑爐與生產(chǎn)實(shí)踐

根據(jù)爐體設(shè)計(jì)準(zhǔn)備好筑爐前的黏土耐火磚、高鋁耐火磚、鋁鉻耐火磚［3］、黏土耐火泥、高鋁溫水泥、鋁鉻耐火泥、玻璃水和骨料等耐火材料，及砌筑使用的橡膠錘、夯實(shí)機(jī)、切割機(jī)、水平儀、砌刀、攪拌桶等工具。

2.1 爐底的砌筑與生產(chǎn)實(shí)踐

爐底砌筑在爐基之上，爐基是整座爐臺(tái)的基礎(chǔ)，承受爐臺(tái)巨大負(fù)荷，一般用鋼筋混泥土或石塊搗固。爐底長(zhǎng)期處于高溫作用下，承受熔體銻液的巨大壓力，尤其是受到鼓風(fēng)精煉過(guò)程中的沖刷和化學(xué)侵蝕，必須選擇合適的耐火材料砌筑，嚴(yán)格砌筑管控和鼓風(fēng)操作控制，才能延長(zhǎng)使用壽命。銻精煉反射爐爐底一般采用磚砌反拱爐底或澆注料爐底。爐底砌筑前要對(duì)爐基地面進(jìn)行找平，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸找到長(zhǎng)方形爐體對(duì)角線的交叉點(diǎn)，并進(jìn)行微調(diào)校準(zhǔn)，確定銻精煉反射爐四個(gè)角的具體位置。在安裝好拉桿（選用直徑為30～40 mm的圓鋼）、圍板（選用厚度為20～30 mm的鋼板）之后，根據(jù)放銻口位置（距離爐基400 mm）確定成型后的反拱爐底最低位置（距離爐基100 mm），最高位置（距離爐基280 mm）；根據(jù)最低、高位置在圍板內(nèi)劃線，并分別靠圍板用黏土耐火磚和高鋁耐火磚砌筑成凹型，再用事先準(zhǔn)備好的粗細(xì)骨料（直徑3～5 mm）搗打成平滑的反拱形狀。骨料和混合料必須用夯實(shí)機(jī)沖搗夯實(shí)，防止?fàn)t底受到巨大壓力后發(fā)生變形，在骨料沖搗平滑的基礎(chǔ)上砌筑爐底磚。爐底磚分為丁型磚（300 mm×200 mm×90／70 mm）和甲型磚（300 mm×200 mm×90 mm），在砌筑的實(shí)踐中根據(jù)拱形弧度大小進(jìn)行相互搭配。

改進(jìn)措施：一是骨料用水淋濕12 h，確保使用時(shí)用手抓呈松緊適度；二是在骨料夯實(shí)成型后表面用3 mm以下的骨料填補(bǔ)平滑；三是在砌爐底磚時(shí)從中間往兩側(cè)砌，且做到每排磚用卷尺測(cè)量尺寸相同；四是為使?fàn)t底成型規(guī)則，用模板設(shè)計(jì)制作標(biāo)準(zhǔn)弧度，時(shí)時(shí)檢查修正；五是在生產(chǎn)實(shí)踐鼓風(fēng)精煉操作過(guò)程中不能長(zhǎng)時(shí)間對(duì)著一個(gè)位置鼓風(fēng)，避免將爐底磚沖刷壞，每15～20 min搖擺吹風(fēng)管一次。

2.2 爐膛的砌筑與生產(chǎn)實(shí)踐

爐膛由內(nèi)圍墻和爐底構(gòu)成，在爐底之上緊貼圍板采用鋁鉻磚砌筑成內(nèi)圍墻。爐膛是在銻精煉反射爐與銻液接觸時(shí)間最長(zhǎng)、溫度最高、侵蝕最嚴(yán)重的部位。內(nèi)圍墻磚尺寸一般為420 mm×240 mm×120 mm，墻體厚度一般為360 mm。在內(nèi)圍墻磚砌筑前通常都要先把放銻口磚位置確定并砌筑好，放銻口部位一般由4～5塊放銻口磚（490 mm×400 mm×130 mm）組成，中間留有50 mm×50 mm的斜凹槽。采用澆注料材質(zhì)代替內(nèi)圍墻磚，對(duì)爐齡使用壽命和成本進(jìn)行對(duì)比分析，見(jiàn)表2。

表2 澆注料與耐火磚對(duì)爐齡壽命和成本對(duì)比

從表2可知，采用澆注料材質(zhì)比耐火磚材質(zhì)噸銻維修成本少27.77元，且耐火磚材質(zhì)在中修維修期間還要進(jìn)行一次小修，減少了生產(chǎn)時(shí)間，但使用壽命上澆注料相對(duì)于耐火磚卻少了6爐批。

改進(jìn)措施：一是選用澆注料，可以縮短維修時(shí)間、降低維修成本；二是將爐底到內(nèi)圍墻進(jìn)行整體成型澆筑，可以延長(zhǎng)爐齡壽命；三是無(wú)論采用鋁鉻材質(zhì)還是澆注料材質(zhì)，都應(yīng)充分考慮將內(nèi)圍墻壓在爐底磚上，使?fàn)t底磚有一個(gè)向下的作用力，防止?fàn)t底磚在高溫鼓風(fēng)作用下松散浮出。

2.3 爐墻的砌筑與生產(chǎn)實(shí)踐

爐墻砌筑在圍板和爐膛內(nèi)圍墻之上爐頂之下，分布設(shè)置精煉操作工作門(mén)，鼓風(fēng)管從工作門(mén)插入，在生產(chǎn)過(guò)程中可以通過(guò)工作門(mén)觀察爐內(nèi)狀況，因沒(méi)有直接與銻液接觸，其壽命較長(zhǎng)，可以采用黏土材質(zhì)耐火磚或利用舊的耐火磚砌筑，降低筑爐成本。

改進(jìn)措施：一是工作門(mén)正下方內(nèi)圍墻磚和左右兩邊磚要分別切割或砌成45°的斜坡，確保鼓風(fēng)管向下和左右擺動(dòng)；二是工作門(mén)正上方內(nèi)側(cè)用長(zhǎng)型高鋁耐火磚砌出頭，擋住鼓風(fēng)吹煉飛濺高溫溶液，防止浸蝕爐墻和爐頂；三是在爐墻扒渣口，主要用于精煉過(guò)程中扒渣作業(yè)，扒渣口要低于渣線10～25 mm，減輕扒渣作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.4 爐頂?shù)钠鲋c生產(chǎn)實(shí)踐

銻精煉反射爐爐頂在砌筑前要進(jìn)行裝模，用結(jié)實(shí)的方料、模板和填料（木屑或細(xì)煤炭）做成駝峰拱型，再用高鋁耐火磚（230 mm×115 mm×65 mm）砌筑爐頂，在砌筑過(guò)程中根據(jù)加料口的個(gè)數(shù)預(yù)先砌筑加料口磚，再?gòu)膬蓚?cè)往中間砌筑，直至最后2～3塊磚時(shí)，用錘子敲打塞緊，使?fàn)t頂成為整體。

改進(jìn)措施：一是火膛爐頂砌筑成駝峰型，能夠起到良好的壓火作用，使?fàn)t膛高溫反射區(qū)域到爐膛中部，確保爐尾部溫度；二是爐頂砌筑必須由兩側(cè)向中間，并且四個(gè)角位置同時(shí)砌筑，合并成整體；三是人員不能在砌筑好的爐頂上走動(dòng)，防止把砌好的磚踩松，必要時(shí)用木板墊腳；四是火間墻至爐頂留400～550 mm的內(nèi)空，確?；鹛艩t頂是最高位置；五是爐頂砌筑好并清理干凈表面耐火泥后，用耐火泥漿液澆灌耐火磚之間的縫隙。

2.5 火膛的砌筑與生產(chǎn)實(shí)踐

銻精煉反射爐一般采用煤炭（如：煙煤等）、煤氣、天然氣、油料等作為燃料，而只有在采用煤炭作為燃料時(shí)，才需要砌筑火膛。火膛由爐橋（鑄鐵材質(zhì)）、火門(mén)、火間墻和煤灰倉(cāng)等部位組成，火膛內(nèi)空長(zhǎng)度為3 000～3 300 mm、寬度為1 200～1 400 mm?；痖T(mén)是較為薄弱的部位，因?yàn)榛痖T(mén)砌筑采用異形磚或多塊刀口磚拼裝砌筑，拱門(mén)中心角較大，加煤、松火、出渣等操作時(shí)長(zhǎng)期在高溫環(huán)境下操作，易將火門(mén)四周的磚撞松，導(dǎo)致脫落，砌筑前根據(jù)火門(mén)外小內(nèi)大的八字型結(jié)構(gòu)，搗筑或加工成整塊成型的火門(mén)磚，可以延長(zhǎng)使用壽命?；痖g墻是連接火膛與爐膛的重要部位，是爐內(nèi)受到溫度和銻液影響最大的之一，也是最容易燒壞的部位部位之一，火間墻的好壞直接影響爐齡壽命。煤灰倉(cāng)主要用于往火膛鼓風(fēng)和暫存從爐橋間隙掉落的煤灰。

改進(jìn)措施：一是爐橋之間的間隙要分布均勻，一般在3～5 mm，確保煙煤不從間隙掉下的同時(shí)保證充足通風(fēng)；二是在安裝爐橋時(shí)確保與煙煤接觸的上表面平整，減輕松火和扒煤渣等操作勞動(dòng)強(qiáng)度，避免煤渣將爐橋板結(jié)的問(wèn)題；三是在保證火間墻底部干凈、平整、無(wú)雜物，選用耐高溫、耐銻液侵蝕的鋁鉻磚，提高使用壽命；四是為減輕煤灰清理勞動(dòng)強(qiáng)度和提高鼓風(fēng)效率，將煤灰倉(cāng)底部設(shè)計(jì)為弧形斜坡結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)底部比外側(cè)底部高500～600 mm。

3 其它注意事項(xiàng)

3.1 砌筑縫隙的控制

磚與磚之間的縫隙直接影響銻精煉反射爐的使用壽命，不同部位對(duì)磚縫的要求不同，因爐底和內(nèi)圍墻與銻液直接接觸，故對(duì)它們砌筑的磚縫要求最高，一般在1.5 mm以?xún)?nèi)，其它部位磚縫在1～3 mm，砌筑時(shí)用橡膠錘敲打，確保磚與磚之間最大限度地接觸。為了減小磚縫，通常要對(duì)使用的同種型號(hào)的磚尺寸進(jìn)行測(cè)量，減少影響。與此同時(shí)，在砌筑的實(shí)踐中，按照錯(cuò)縫砌筑，避免同縫出現(xiàn)。

3.2 烘爐溫度的控制

銻精煉反射爐根據(jù)大、中、小等維修規(guī)模和所使用的耐火材質(zhì)的不同采用的烘爐溫度曲線不一樣，通常大修比中修烘爐時(shí)間長(zhǎng)，中修比小修烘爐時(shí)間長(zhǎng)。在時(shí)間允許的前提下，烘爐前對(duì)爐膛內(nèi)的耐火磚等雜物進(jìn)行清理，同時(shí)，打開(kāi)所有工作門(mén)和火門(mén)，對(duì)爐內(nèi)水分進(jìn)行自然風(fēng)干，自然風(fēng)干一段時(shí)間后再進(jìn)行烘爐，烘爐曲線如圖1所示。不管烘爐時(shí)間長(zhǎng)短或何種維修后的烘爐，在烘爐的最后溫度都要到1 200℃以上，且要在烘爐分別升溫至500～700℃和800～1 000℃兩個(gè)階段時(shí)對(duì)上下拉桿加緊一次。在烘爐過(guò)程中切忌隨意升溫操作，尤其是中修和大修的烘爐，否則對(duì)反射爐壽命造成嚴(yán)重影響，應(yīng)該按照烘爐升溫曲線緩慢有序地進(jìn)行升溫，確保烘爐效果。

圖1 銻精煉反射爐烘爐升溫曲線圖

3.3 生料的選擇準(zhǔn)備

生料又稱(chēng)耐火泥，一般為白膠泥或黑膠泥，須經(jīng)烘干，并通過(guò)60目篩，其質(zhì)量要求一般為：SiO2＞40%、Al2O330% ～40%、Fe2O3＜2%，在使用前24 h用水浸泡，用于砌筑的耐火泥不能太硬或太稀。砌筑黏土磚或高鋁磚用高鋁耐火泥，砌筑鋁鉻磚用鋁鉻耐火泥，確保在同種材質(zhì)粘結(jié)性最佳，用鋁鉻耐火泥時(shí)可用玻璃水代替水，提高其耐火泥的粘度，減少磚縫間的水分含量。

4 小 結(jié)

銻精煉反射爐筑爐效果直接影響使用壽命和生產(chǎn)成本，合理的砌筑不僅能夠確保生產(chǎn)連續(xù)，還能降低安全生產(chǎn)隱患風(fēng)險(xiǎn)。在銻精煉反射爐砌筑實(shí)踐中要嚴(yán)格控制各指標(biāo)：一是嚴(yán)控砌筑縫隙，使灰縫盡量小，特別是爐膛磚之間的灰縫控制在1.5 mm以下；二是嚴(yán)格烘爐溫度，根據(jù)筑爐的規(guī)模選擇烘爐升溫曲線，嚴(yán)格按規(guī)定溫度操作，嚴(yán)禁“跳躍式”升溫；三是嚴(yán)格操作管理，在銻精煉反射爐砌筑和烘爐過(guò)程要嚴(yán)格按規(guī)程操作，切勿憑經(jīng)驗(yàn)操作或麻痹大意，影響爐齡壽命和生產(chǎn)作業(yè)安全。通過(guò)筑爐各操作環(huán)節(jié)的改進(jìn)小修可延長(zhǎng)爐齡15 d，中修可延長(zhǎng)爐齡28 d，大修可延長(zhǎng)爐齡107 d，從而減少對(duì)生產(chǎn)的影響，降低生產(chǎn)成本。