影响澳斯麦特炉耐火砖寿命的三个主要因素

澳斯麦特炉耐火砖寿命

澳斯麦特熔炼工艺以原料适应性强、操作简单、生产效率高、环保设施齐全等特点在世界范围内被广泛应用，但也存在炉寿较短等不足;

延长澳斯麦特炉炉寿主要围绕延长耐火砖寿命开展，从耐火砖损耗机理可以找出影响澳斯麦特炉耐火砖寿命的因素，主要有三个方面，分别为：剥片掉落;高温熔体的烧蚀;高温烟气的机械冲刷以及化学侵蚀。

剥片掉落

总结澳斯麦特炉七个炉期的生产，耐火砖剥片掉落是耐火砖损耗的最主要的因素，导致耐火砖剥片主要有几个因素，分别为温度波动;炉渣侵蚀以及物理撞击。

1.温度波动

澳斯麦特炉铜冶炼采用皮带系统加入铜精矿，通过喷枪鼓入富氧空气，在澳炉熔池混合后发生剧烈的氧化还原反应。澳炉铜冶炼熔池温度保持在1160℃-1200℃，这一温度明显低于普通耐火材料的耐火度(≥1580℃)和荷重软化温度(≥1450℃)，因此在此温度下，新的、尚未变质的耐火砖不会有消耗。但是在不规则甚至间歇作业情况下，如澳炉开停炉的过程，炉内出现温度骤升骤降的情况，而这种温度的变化会使砖内部产生温度梯度，耐火砖的收缩膨胀过程受阻产生热应力，当热应力超过耐火砖的抗热震性能的时候，耐火砖就会产生开裂、破坏和机械强度降低，最后剥片掉落。

同时各层砖在炉膛升温或降温过程中，升降温速率不同以及在发生热位移过程中所产生的热应力大小不同，将会使砖与砖之间发生相对位移。这种相对位移导致在砖与砖的位移面上产生摩擦剪切力，严重时直接将耐火砖局部区域撕裂，导致耐火砖产生裂纹。这些裂纹在以后的每次温度波动引起的相对位移中扩散，最终导致耐火砖剥片。在澳炉开炉前期，由于工艺条件不成熟，工艺提高澳斯麦特熔炼炉炉寿的实践操作生疏和设备故障等原因的存在，导致炉温和炉况频繁的波动，炉内出现掉砖的现象，耐火砖损耗严重。

2.炉渣的侵蚀

在造锍熔炼中，炉料脉石主要有石英(SiO2)、石灰石(CaCO3)等，它们与铜精矿氧化后产生的FeO进行反应，形成复杂的含有铁硅酸盐(2FeO·SiO2：铁橄榄石)的碱性炉渣，具有较强的腐蚀性和侵蚀能力。耐火砖砌筑过程中不可避免的存在径向和圆周方向的砖缝，这些砖缝以及温度波动导致耐火砖产生的裂纹，都为高温碱性炉渣的渗入及侵蚀提供了通道，而且这种炉渣侵蚀本身也促使砖缝及裂纹不断加大。随着砖缝和裂纹的增大，耐火砖在每一次由于温度波动引起的收缩膨胀过程中，遭受过度应力，导致耐火砖表面发生块状剥落。

3.物理撞击

澳斯麦特炉生产过程中一旦发生结焦掉落，结焦块状物自由落体掉落澳炉斜坡段，对澳炉斜坡段的耐火砖产生巨大的物理撞击力，严重影响耐火砖内部的结合力，造成耐火砖开裂，经过热震、炉渣侵蚀和烟气冲刷，裂纹最终导致耐火砖剥片掉落。

高温熔体的烧蚀

澳斯麦特炉由于喷枪的搅拌作用，其熔池是一个剧烈“沸腾”的动态熔池，整个炉膛是一个不均匀、不稳定的温度场，容易产生局部高温，导致耐火砖表面组织软化和强度下降，组织结合性能下降，部分结合相直接烧损，耐火砖荷重软化温度降低，导致耐火砖慢慢损耗。高温溶体的烧蚀主要在熔池区域以及渣线以下区域，从七个炉期观察和测量残砖数据分析，高温溶体对耐火砖的烧损过程是一个十分缓慢的过程，主要是因为高温溶体区域及渣线以下区域由于水冷的作用，基本能够进行挂渣保护。

高温烟气的机械冲刷及化学侵蚀

澳斯麦特炉铜冶炼熔炼过程本身就是一个造渣脱硫的过程，会产生大量腐蚀性极强的高温含硫烟气。高温含硫烟气经过硫酸高温风机抽取形成高温气流，对耐火砖表面特别是澳炉斜坡段耐火砖表面不断冲刷，导致耐火砖的烧损。

同时，由于澳炉熔炼是一个富氧熔炼，烟气中含有大约6.5%的氧气，高温气体在扩散过程中部分SO2氧化生产SO3，在低于1050℃的情况下与耐火砖中的碱性氧化物反应，生成碱土金属硫酸盐(MgSO4，CaSO4)。砖中碱土金属硫酸盐的生成，常伴有体积的增加和气孔的填充，这种侵蚀的结果，增大了砖的开裂危险，削弱了砖的结合力，进一步促进了炉渣对耐火砖的侵蚀，最终导致耐火砖烧蚀甚至剥片掉落。