El proceso de fundición Ausmelt se utiliza ampliamente en todo el mundo por su gran adaptabilidad de la materia prima, operación simple, alta eficiencia de producción e instalaciones completas de protección ambiental, pero también tiene desventajas como la corta vida útil del horno; La extensión de la vida útil de los hornos Ausmelt se lleva a cabo principalmente en torno a extender la vida útil deladrillos refractarios. A partir del mecanismo de pérdida de ladrillos refractarios, podemos conocer los factores que afectan la vida útil de los ladrillos refractarios en los hornos Ausmelt. Hay tres aspectos principales, a saber: caída de escamas; ablación de masa fundida a alta temperatura; decapado mecánico y erosión química de gases de combustión a alta temperatura.
Copos que caen
En la producción de los siete hornos de Ausmelt, la caída de escamas de ladrillo refractario es el factor más importante en la pérdida de ladrillo refractario. Hay varios factores principales que conducen a la formación de escamas de ladrillo refractario, a saber, las fluctuaciones de temperatura; Erosión por escoria e impacto físico.
1. Fluctuaciones de temperatura
La fundición de cobre en horno Ausmelt utiliza un sistema de correa para agregar concentrado de cobre y se sopla aire rico en oxígeno a través de una pistola rociadora. Después de la mezcla en el baño fundido del horno Ausmelt, se produce una violenta reacción redox. La temperatura de la piscina de fundición de cobre del horno australiano se mantiene a 1160 grados -1200 grados, que es significativamente menor que la refractariedad (mayor o igual a 1580 grados) y la temperatura de ablandamiento de la carga (mayor o igual a 1450 grado ) de materiales refractarios ordinarios. Por tanto, a esta temperatura no se consumirán ladrillos refractarios nuevos que aún no se hayan deteriorado. Sin embargo, en condiciones de funcionamiento irregulares o incluso intermitentes, como el proceso de apertura y parada del horno australiano, la temperatura en el horno sube y baja bruscamente, y este cambio de temperatura provocará un gradiente de temperatura dentro del ladrillo, y la contracción y expansión El proceso de los ladrillos refractarios se bloqueará para producir estrés térmico. Cuando la tensión térmica excede la resistencia al choque térmico de los ladrillos refractarios, los ladrillos refractarios refractarios se agrietarán, romperán y reducirán la resistencia mecánica y finalmente se desprenderán.
Al mismo tiempo, las diferentes velocidades de calentamiento y enfriamiento de cada capa de ladrillos durante el proceso de calentamiento o enfriamiento del horno y las diferentes tensiones térmicas generadas durante el proceso de desplazamiento térmico provocarán un desplazamiento relativo entre ladrillos. Este desplazamiento relativo provoca una fuerza cortante por fricción en la superficie de desplazamiento entre los ladrillos. En casos severos, rasgará directamente el área local de los ladrillos refractarios, provocando grietas en los ladrillos refractarios. Estas grietas se propagan en el desplazamiento relativo causado por cada fluctuación de temperatura posterior, lo que eventualmente conduce al desprendimiento del ladrillo refractario. En la etapa inicial de la apertura del horno australiano, debido a las condiciones inmaduras del proceso, la falta de familiaridad con la operación práctica del proceso para mejorar la vida útil del horno de fundición Ausmelt y fallas en el equipo, la temperatura y las condiciones del horno fluctuaron con frecuencia, los ladrillos cayeron en el horno y los ladrillos refractarios refractarios sufrieron graves daños.
2. Erosión por escoria
En la fundición de mata, la ganga de carga incluye principalmente cuarzo (SiO2) y piedra caliza (CaCO3), que reaccionan con el FeO producido por la oxidación del concentrado de cobre para formar una escoria alcalina compleja que contiene silicato de hierro (2FeO·SiO2: fayalita), que tiene una fuerte corrosividad. y capacidad de erosión. En el proceso de colocación de ladrillos refractarios, inevitablemente se producen juntas de ladrillo radiales y circunferenciales. Estas juntas de ladrillo y grietas en ladrillos refractarios causadas por fluctuaciones de temperatura proporcionan canales para la infiltración y erosión de escoria alcalina de alta temperatura, y esta erosión de escoria en sí también hace que las juntas y grietas de ladrillo sigan aumentando. A medida que aumentan las juntas y grietas de los ladrillos, los ladrillos están sujetos a una tensión excesiva durante cada proceso de contracción y expansión causada por las fluctuaciones de temperatura, lo que resulta en un desprendimiento en bloques de la superficie del ladrillo refractario.
3. Impacto físico
Una vez que el coque cae durante el proceso de producción del horno Ausmelt, los bloques de coque caen libremente sobre la sección inclinada del horno Ausmelt, lo que produce una enorme fuerza de impacto físico sobre los ladrillos refractarios en la sección inclinada del horno Ausmelt, afectando gravemente el interior. fuerza de unión de los ladrillos, provocando que los ladrillos refractarios se agrieten. Después del choque térmico, la erosión de la escoria y la erosión de los gases de combustión, las grietas acaban provocando que los ladrillos refractarios se despeguen.
Ablación de fusión a alta temperatura.
Debido a la acción de agitación de la pistola rociadora, el baño fundido del horno Ausmelt es un baño fundido dinámico de "ebullición" violenta. Todo el horno es un campo de temperatura desigual e inestable, que es propenso a altas temperaturas locales, lo que resulta en el ablandamiento de la estructura de la superficie y la resistencia de los ladrillos refractarios, disminución del rendimiento de unión del tejido, quema directa de parte de la fase de unión y carga reducida. temperatura de ablandamiento de los ladrillos refractarios, lo que resulta en una lenta pérdida de los ladrillos refractarios. La ablación de la solución a alta temperatura ocurre principalmente en el área del baño fundido y el área debajo de la línea de escoria. A partir de la observación y medición de datos de ladrillos residuales de siete períodos de horno, se encuentra que el proceso de combustión de ladrillos refractarios mediante solución de alta temperatura es un proceso muy lento, principalmente porque el área de la solución de alta temperatura y el área debajo de la línea de escoria Básicamente puede protegerse mediante escoria debido al efecto de refrigeración por agua.
Decapado mecánico y erosión química de gases de combustión a alta temperatura.
El proceso de fundición de cobre en el horno Ausmelt en sí es un proceso de producción de escoria y desulfuración, que producirá una gran cantidad de gases de combustión que contienen azufre a alta temperatura y altamente corrosivos. El gas de combustión que contiene azufre a alta temperatura es extraído por el ventilador de alta temperatura de ácido sulfúrico para formar un flujo de aire a alta temperatura, que limpia continuamente la superficie de los ladrillos refractarios, especialmente la superficie de los ladrillos refractarios en la sección inclinada del horno Ausmelt. , provocando la quema de ladrillos refractarios. Al mismo tiempo, dado que la fundición del horno Ausmelt es una fundición rica en oxígeno, los gases de combustión contienen aproximadamente un 6,5% de oxígeno. Durante el proceso de difusión, parte del SO2 se oxida para producir SO3 mediante el gas de alta temperatura, que reacciona con los óxidos alcalinos de los ladrillos refractarios a temperaturas inferiores a 1050 grados para formar sulfatos de metales alcalinotérreos (MgSO4, CaSO4). La formación de sulfatos de metales alcalinotérreos en los ladrillos suele ir acompañada de un aumento de volumen y del llenado de los poros. Como resultado de esta erosión, aumenta el riesgo de agrietamiento de los ladrillos, se debilita la fuerza de unión de los ladrillos y se promueve aún más la erosión de los ladrillos por la escoria, lo que eventualmente conduce a la quema e incluso al desprendimiento de los ladrillos refractarios refractarios.
