镍铁矿热炉内衬高铝砖耐火材料的选择探讨。
发布时间：2021-05-25 16:38 浏览人次：62
以干燥窑-回转窑-矿物热电炉为主要设备，还原冶炼生产镍铁合金是处理红土镍矿（高镍高镁硅铁矿）的常用方法（RK-EF法）。 -镁-镍矿石）。在埋弧炉中冶炼红土镍矿的过程中，炉渣量大，炉渣侵蚀能力强，不时发生炉衬烧伤事故。耐火材料的不合理选择会导致与耐火渣接触的低熔点化合物的形成。当炉渣耐火材料变成液相时，耐火材料的比例很高，导致耐火材料逐渐被腐蚀，甚至炉衬烧毁。目前，关于镍铁埋弧炉的炉衬结构和耐火材料的选择，在中国还没有统一的标准和通用的技术方案。在查阅了相关文献并进行了现场调查之后，将炉壁位置（与炉渣接触的部分）的高铝砖厂家耐火材料分为以下四种类型：热压碳砖，氧化镁铬砖，铬刚玉砖和高铝砖。 曾经计算过碳质耐火材料和镍矿开始反应的理论温度。由于两者的初始反应温度低，碳砖不适合用作镍铁浸入式电弧炉的衬里材料。
根据镍铁渣和耐火材料的主要化学成分，利用相图计算液相温度和三种炉壁耐火材料（镁铬砖，铬刚玉砖，高铝砖）的温度。与镍铁渣接触，第二质量比当它转变成液相时。另外，对镁铬砖和铬刚玉砖进行了静态坩埚法（1600℃×3h）的耐渣腐蚀实验，并分析和比较了两者的耐渣腐蚀和渗透性能。
镍铁炉渣属酸性炉渣，由于原矿产地不同以及一些其他原因，不同厂家的炉渣成分存在一定差异(表1)。成分差别主要在FeO和CaO含量，其原因是Fe和Ni选择性还原程度不同以及石灰加入量的差异。镁铬砖、铬刚玉砖和高铝砖的常见组分
矿渣-耐火材料接触液相温度的计算
使用三元相图判断耐火材料和炉渣与液相的接触温度，在两者转化为液相后的质量比计算方法可以在文献中找到[耐火材料技术]。根据耐火材料和炉渣成分确定三元相图，并将多组分耐火材料和炉渣成分转化为三元体系。选择MgO-SiO2-Cr2O3相图分析了镁铬砖与矿渣之间的反应。对于铬刚玉砖和高铝砖，请选择Mg0-SiO2-Al2O3相图。将多元素系统转换为三元系统的原理：Al2O3-Cr2O3（转换因子，1.47），Cr2O3-Al2O3（转换因子，0.68），FeO-MgO（转换因子，0.55），CaO-MgO（转换因子） ，0.7）。转化后的耐火材料，炉渣成分和相图计算出的炉渣熔化温度示于表3。在相图上标出炉渣和耐火材料（图1-2），其中直线的数目对应于表1中炉渣的组成编号，“点”是炉渣的组成点，“正方形”是耐火材料的组成。材料连接线的中点是两者接触的组成点。
可以看出，渣1-5和氧化镁铬砖之间的接触点是在三个形状的“ M-MC-M2S”中。 三角形的共晶温度恒定为1850°C（液相开始出现的温度），炉渣6与氧化镁铬砖的接触点位于三角形“ MS-MC-M2S”中， 液相开始出现的温度为1550°C。 使用相同的方法分析图2，炉渣1和铬刚玉砖的液相线温度为1370°C，其余炉渣和耐火材料的液相线温度为1460°C。 炉渣1-5和高铝砖与液相接触的温度为1370℃，炉渣6和高铝砖出现液相的温度为1460℃。 总之，当3种耐火材料与6种炉渣成分接触时，液相开始出现的平均温度
关于炉渣成分设计，不但要保证炉渣自身为低熔点化合物，在冶炼时足以熔化，而且要流动性良好。即炉渣成分在冶炼温度下应处在相图中的液相区，除此之外，炉渣和耐材的接触点出现液相的温度应高于冶炼温度。由其他文献可知，镍铁矿热炉的炉膛温度约为1600°C。表3中成分3和成分6的炉渣熔点符合上述要求。若砌筑传统炉衬,则镁铬砖适宜作为炉壁耐材。若砌筑“冷凝”炉衬，还需考虑其他因素。
