透气砖底吹技术在钢铁行业及铝工业上已得到成功应用,而在炼铜行业特别是回转式精炼炉上,仅有奥镁公司拥有透气砖底吹技术,现国内金川公司、铜陵金隆公司、大冶有色等企业已引进该技术,云南铜业公司通过自主开发该技术,已在其回转式阳极炉上应用。中钢洛耐科技股份有限公司的研究人员探讨了铜冶炼转炉用透气砖的研制与应用。
国内铜冶炼行业一般选用弥散型透气砖,其特征是高开启率和最佳气泡的形成,既能保证良好的透气性与搅拌性能,又能保证耐侵蚀性、抗渗透性及较长的使用寿命。铜冶炼炉用透气砖材质主要有MgO-Cr2O3系和Al2O3-Cr2O3系。本试验选用铝铬系材质进行试验,主要考虑到Al2O3和Cr2O3在高温下与FeO-SiO2渣中的FeO反应生成铁铝和铁铬尖晶石,阻碍渣的进一步渗透。另外,利用Cr2O3与Al2O3易形成连续固溶体的特性,提高透气砖的强度。
本试验拟采用自制的球形颗粒为原料,利用其球体形状的特点,达到较高的气孔率及适合要求的透气性。为了克服球形颗粒强度低的特点,本试验过程利用材料的高温固相烧结原理,通过添加助烧剂等措施,使得透气砖在高温处理时细粉与颗粒间形成陶瓷结合,并起到促进烧结的作用,从而使得材料在保持较高的气孔率和透气度的情况下,保持了更高的强度,提高了弥散型透气砖的寿命。经多次试验,以球形颗粒氧化铝为原料,按配比与Al2O3微粉、氧化铬粉等按比例混合后,在振动压机上成型,经1 600 ℃烧后其性能如表1所列。
表1 透气砖芯的性能
项目 |
要求指标 |
实测指标 |
气孔率/% |
≥20 |
25.4 |
体积密度/(g·cm-3) |
≥2.60 |
2.63 |
耐压强度/MPa |
≥50 |
85 |
透气度/(m2×10-11) |
≥5 |
5.5 |
以自制球形颗粒、氧化铝粉、Cr2O3粉等为主要原料,按配比均匀混合后,通过振动压机成型,以1 600 ℃高温烧成制得的透气砖芯具有高气孔率、高透气度和较高耐压强度。透气砖芯与座砖、围砖组合后配以热电偶、锁紧装置等在精炼炉5#透气砖部位试用9个月后,操作工艺参数正常,满足了生产工艺的要求。
(摘编自《耐火与石灰》2023,№1;作者赵洪波等)