奥斯麦特炉炉寿短的原因分析
发布日期： 2019-12-18 17:01:59 阅读量（550） 作者：张红奥斯麦特炉是典型的喷枪富氧顶吹浸没式熔炼炉，通过喷枪鼓入高速、高压的富氧空气与炉内物料进行强氧化熔炼。此工艺的强力搅拌作用造就了熔体对炉衬耐火砖的强烈冲刷，强氧化气氛致使高熔点物质Fe3O4含量生成，以至于操作温度偏高，炉内熔体温度变化快。炉体水冷元件经常堵塞，冷却效果差，对耐火材料的伤害比较大。
分公司早期使用的是镁铬质耐火材料，现如今改用的是铝铬砖。镁铬质耐火材料和铝铬质耐火材料性能对比如表1所示。由表1不难看出铝铬质耐火材料的致密度要比镁铬质耐火材料要高，抗压强度更大，更能抵抗高温熔体的冲刷。
表1镁铬砖和铝铬砖的性能对比
1、高温熔体对炉衬的强力冲刷
澳斯麦特炉内剧烈翻腾的熔体在强氧化熔炼过程的同时也加剧了对耐火材料的侵蚀，因而对耐火材料提出了极高的要求，图1是炉体渣线处耐火材料受高温熔体侵蚀冲刷的损耗情况。
图1 渣线处耐火材料的侵蚀冲刷示意
2、 高温下的热震应力
在不规则甚至间隙冶炼作业工况下，炉内温度梯度不均勻，这种温度的骤变化使耐火砖中容易产生热震应力，当热震应力达到砖体的极限，砖体将可能开裂或剥落。本项目因物料输送过程中存在卡料、下料不均、称重讯号不稳定、大块物料多、物料水分和粒度不均勻等问题，导致物料入炉速率、成分不稳定，或是风小料大，或是风大料小。由于这些问题的存在致使炉温控制不稳定、波动大，产生的热震应力就比较大，炉砖脱落快，寿命短。针对这些问题本项目采取了以下措施：
1)圆盘制粒机之前的混料斗，也就是我厂10#皮带下料口处增设了筛网，把大块物料在圆盘前面就基本全筛分，基本杜绝了大块物料对炉况的影响。
2)炉顶加料机上方的16#定量给料机加设均料斗，确保了物料入炉速率的均衡，炉温波动范围明显减小。
3)合理控制炉内熔体排放温度，将温度控制在1180~1200℃，避免炉内过热、过高温度下炉壁不易形成耐火砖挂渣保护层，影响炉衬寿命。
4)控制好炉子负压正常作业控制微负压(以炉子冒少量烟气为益，一般-15~-25Pa)，停炉作业时控制微正压(0~10Pa)，做好炉子的保温工作。
5)针对喷枪使用寿命短，炉膛温度波动大这一点，随着现在交接班时烧嘴口必须全清的管理制度制定，换枪时烧嘴都能及时入炉对炉子进行保温作业。
6)入炉物料成分不稳定这一点，经过分公司加强对物料堆放、抓取、输送、破碎、成分化验等的监管，物料成分比较稳定，取得了一定的成效。入厂物料按照品位以及杂质不同分开堆放管理，保证稳定入炉物料的Cu/S在0.7~1.1，杂质Zn+Pb<3%。
3、渣型控制与炉况稳定
高温碱性条件下硅酸铁盐(2FeO·SiO2)的碱性渣与炉衬反应，在炉衬耐火砖的内部物相结构中形成固溶体，工作温度高时，其重新熔化，整块脱落。高温条件下炉膛内生成的少量SO3气体会与耐火材料中的碱性氧化物生成碱土金属硫酸盐(CaSO4、MgSO4等)使得耐火材料内部显微结构致密化而引起耐火材料开裂剥落。
表3不同渣型的效果比较(熔体温度1190℃)
从表3不难得出结论Fe/SiO21.2~1.5的渣型都能满足熔炼反应要求，为确保混合熔体有较好的流动性、降低炉子的摇摆程度，选用Fe/SiO21.3~1.4的渣型最为恰当。然而要减小耐火材料的损耗、加强对炉衬的挂渣保护，须采用更高铁硅比的渣型。有文献指出稳定生产作业前可取用Fe/SiO21.4~1.7的高熔点渣对炉衬进行挂渣作业，挂渣作业后方可恢复Fe/SiO21.3~1.4的渣型熔炼。
4、健全冷却水监管制度
1)实时监控高位水箱水位，确保冷却水有足够的压力，足够的回水流量。
2)对冷却水成分进行监测，对含钙镁等易结垢元素进行适量的去除工作，防止冷却元件堵塞引发的冷却强度不够。
3)保证冷却水回水温度在30~38℃，防止炉体冷却不佳，影响炉体局部或大面积的冷却效果，引起耐火砖热震，最终缩短炉砖的使用寿命。
4)时常对回水流量偏小的钢水套和铜水套进行清洗工作，保证回水流量。
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