Aplikace žáruvzdorných materiálů v peci s bočním foukáním pro tavení mědi v bublinkách

Boční foukací pec je zařízení pro výrobu bublinkové tavby mědi. Vzduch obohacený kyslíkem je vháněn do pece přes primární dmýchací trubice v oblasti struskového potrubí a reaguje působením vysoké teploty. Blistrová měď klesá pod tavnou lázeň a je vypouštěna do elektrické pece. Shromážděno v horní části roztaveného bazénu, přes přepad se vypouští do elektrické pece, a odpovídající spaliny jsou odváděny z kouřovodu do kotlového plynu.

Konstrukce boční foukací pece pro tavení mědi v blistrech

Struktura těla pece s bočním foukáním využívá pevný obdélníkový typ pece, který se skládá z měděného vodního pláště, žáruvzdorný materiál, a ocelová konstrukce. Těleso pece je zdola nahoru rozděleno na čtyři části: krb, tělo pece, střecha pece, a kouřovodu. Topeniště sloužící k uložení puchýřkové mědi a strusky vzniklé reakcí je vyrobeno ze žáruvzdorných cihel, a na konci nístěje je umístěna strusková komora pro oddělení měděné strusky.

Těleso pece je rozděleno na reakční zónu a zónu spalin. Reakční zóna se skládá z měděného vodního pláště a primární dmýchací trubice, a zóna spalin se skládá z štěrbinového měděného vodního pláště a sekundární dmýchací trubice pro ochranu před zavěšením strusky. Reakční spaliny jsou odváděny z výstupu spalin tvořeného vodním pláštěm a vstupují do kouřovodu. Velikost spalinového prostoru se vypočítává podle průtoku spalin, aby bylo zajištěno, že spaliny zůstanou v kouřovodu déle než 2s. Hlavní reakční oblast pece s bočním foukáním patří do ochranné polohy měděného vodního pláště, a žáruvzdorné materiály se používají hlavně v topeništi, strusková komora, a kouřovodu.

Výběr žáruvzdorné kompozice pro pec s bočním foukáním

Z principu práce pece s bočním foukáním, je vidět, že nístěj a strusková komora pece s bočním foukáním budou erodovány a vymyty taveninou, a kouřovod bude erodován malým množstvím rozstřiku roztavené strusky a promyt prašnými spalinami. Za normálních podmínek pece, teplota v těchto třech oblastech je 1100~1300°C; ale v případě nestabilních podmínek pece, teplota v těchto třech oblastech může dosáhnout nad 1400 °C. Ve skutečném výrobním procesu, do pece s bočním foukáním je třeba přivádět primární vzduch obohacený kyslíkem a sekundární vzduch, a lokálně vytváří silnou oxidační atmosféru, takže pec s bočním foukáním by měla volit žáruvzdorné cihly, které se snadno oxidují.

Hlavními složkami strusky jsou FeO, SiO₂, CaO, AI203, Žáruvzdorné materiály s vysokým obsahem oxidu hlinitého a křemičité žáruvzdorné materiály se budou podílet na struskování, který není vhodný pro pece s bočním foukáním. Proto, žáruvzdorné materiály pro pece s bočním foukáním musí mít vlastnosti odolnosti vůči vysokým teplotám, silná tepelná stabilita, vysoká teplota deformace při zatížení, vysoká pevnost v tlaku, odolnost proti oxidaci, a neúčastní se struskování. V kombinaci s vlastnostmi žáruvzdorných materiálů, Pro pece s bočním foukáním by měly být zvoleny magnéziové žáruvzdorné materiály. Zvýšení obsahu Cr₂O3 v hořčíkových žáruvzdorných materiálech může zlepšit odolnost materiálů proti erozi strusky, takže žáruvzdorné cihly nístěje boční foukací pece, strusková komora, a kouřovody by měly volit hořčíkové chromové žáruvzdorné materiály s vyšším obsahem Cr2O3.

Jak si vybrat žáruvzdorné materiály magnesia chrom?

název	Přímá vazba	Poloviční rekombinace	Elektrofúzní rekombinace
Tavený magnéziový chromový písek	pár	přidat se více	mnoho
Zjevná pórovitost	střední	spodní	velmi nízké
Objemová hmotnost	střední	vyšší	velmi vysoká
Pevnost při vysoké teplotě	střední	vyšší	velmi vysoká
Odolnost proti korozi	střední	dobrý	velmi dobré

Výkon tavené rekombinované magnézio-chromové žáruvzdorné materiály je nejlepší, následuje polorekombinovaný hořčík-chrom žáruvzdorný materiál. V kombinaci se ztrátou žáruvzdorných materiálů v ohništi, strusková komora, a oblast kouřovodu pece s bočním foukáním, ohniště, strusková komora, a oblast kouřovodu jsou polorekombinované, elektrofúze rekombinovaná, a přímo vázané hořčík-chromové žáruvzdorné materiály.

Chemické složení a ukazatele fyzikálních vlastností hořčík-chromových žáruvzdorných materiálů

Indexová položka		Přímá vazba	Poloviční rekombinace	elektrofúzní rekombinace
Hmotnostní skóre komponent/%	Mgo	~60	~60	~60
	Cr2Ó3	16~ 17	20~21	20~21
	Sio2	~1.2	~1.2	1.0~1,5
Zjevná pórovitost/%		14~15	14~15	14~15
Sypná hustota/(g/cm3)		3.26	~3,25	3.28
Pevnost v tlaku/MPa		60~65	~50	60~70
0.2MPa Počáteční teplota změkčení zátěže/°C		＞1700	＞1700	＞1700
Míra tepelné roztažnosti/% (1200°C)		1.24	1.23	1.28
Tepelná vodivost(1200℃）/【W/(m.k)】		1.37	13.2	1.32
Tepelný šok/čas (1100°C vodní chlazení)		＞7	＞7	＞7