摘 要：文章分析了分銀轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)及作業(yè)特點，提出了改進爐體和爐襯結(jié)構(gòu)、優(yōu)化耐火材料配置、提高爐襯砌筑質(zhì)量、合理管制合金品位及提高操作水平等延長爐子壽命的措施和對策。經(jīng)生產(chǎn)實踐證明，雖然改進后的轉(zhuǎn)爐建造成本有所上升，但爐齡延長了約2倍，取得了明顯的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：分銀爐 爐體結(jié)構(gòu) 爐襯結(jié)構(gòu) 爐齡

中圖分類號：TF8文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0050-02

分銀爐是用于貴鉛氧化富集產(chǎn)出粗銀的小型轉(zhuǎn)爐的俗稱，一般由生產(chǎn)企業(yè)自行設(shè)計建造。由于在設(shè)計、建造的各個水平參差不齊，故分銀轉(zhuǎn)爐的壽命也有很大差別。某廠原有分銀轉(zhuǎn)爐平均爐齡2～3個月，停爐修爐頻繁的問題嚴重制約生產(chǎn)作業(yè)，也影響了其經(jīng)濟效益。經(jīng)過分析，該廠采取了一系列措施，延長分銀轉(zhuǎn)爐的壽命，降低了成本，經(jīng)濟效益隨之凸顯。

1 分銀轉(zhuǎn)爐基本情況

1.1 轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)

某廠分銀轉(zhuǎn)爐主要用于貴鉛的吹煉，由爐體、支承裝置、驅(qū)動裝置三大部分組成，另有有各種工藝管道、燃燒裝置、排煙裝置及控制設(shè)備等與之相連。

爐體為一臥式圓筒，由鋼制外殼、滾圈、爐口冷卻水套、固定端蓋、活動水套端蓋等組成。爐殼是分銀轉(zhuǎn)爐的本體，采用10mm的普通鋼板卷制，爐殼的一端為盲板，采用10mm厚端蓋通過連續(xù)焊縫固定連接，另一端為帶燃燒口的水套端蓋，采用法蘭剛性連接；爐殼中部和靠近盲板端上部根據(jù)工藝需要分別開設(shè)有加料口和排煙口，滾圈以焊接方式固定在爐殼上，中心距為1500mm。

爐體內(nèi)襯采用雙層環(huán)結(jié)構(gòu)，以230×115×45/65mm規(guī)格的楔形鎂磚砌筑，每環(huán)厚度115mm，總厚度230mm；內(nèi)襯兩端采用230×115×65mm標準鎂磚砌筑。

1.2 作業(yè)特點

分銀爐為周期性作業(yè)，每一周期包括加料、熔化、氧化、澆鑄四個階段，目的是在氧化階段將貴鉛中的鉛銻銅鉍等成份氧化揮發(fā)入煙或造渣，最后產(chǎn)出粗銀。

由于氧化階段熔煉強度大，熔池熔體攪拌劇烈，對爐襯的蝕損非常嚴重，從銀轉(zhuǎn)爐近年的生產(chǎn)實踐及修爐過程對爐體蝕損情況分析，發(fā)現(xiàn)爐襯風口區(qū)、渣線附近、加料和底部磚體最易損壞，已成為影響爐壽的“瓶頸”。放渣口、燒嘴火焰噴射部位內(nèi)襯嚴重蝕損，排煙口部位爐殼腐蝕和變形也是影響爐壽的重要原因。

2 提高轉(zhuǎn)爐壽命的措施

一般而言，耐火材料的抗渣性與抗沖刷性能、爐體的砌筑和烘爐質(zhì)量、爐體結(jié)構(gòu)及其內(nèi)襯結(jié)構(gòu)、以及冶煉操作水平都會不同程度地影響爐子壽命。因此，在分析轉(zhuǎn)爐原有結(jié)構(gòu)、作業(yè)方式等因素的基礎(chǔ)上，提出了以下的改進措施。

2.1 改進爐體結(jié)構(gòu)

首先，對爐體結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。進行由于爐體長期處于重載高溫條件下工作，爐體的中部受力彎距最大，要求有足夠的強度和剛度。爐殼對爐體內(nèi)襯和熔體起支盛作用，若沒有足夠的強度和剛度，容易發(fā)生變形，影響爐子壽命。該廠由于爐殼僅采用lOmm的普通鋼板卷制并且根據(jù)工藝要求，并且在爐殼上開設(shè)了爐口和排煙口，顯著影響和降低了爐體結(jié)構(gòu)強度。在改造時，選擇厚度為16mm的優(yōu)質(zhì)鍋爐鋼板（20g）替代原來的普通鋼板制作爐殼。并對爐口、排煙口的開設(shè)部位同時進行補強處理，有效增強爐殼的結(jié)構(gòu)強度。在爐口上部增設(shè)一倒山型冷卻水套。

其次，爐體的端蓋承受著高溫熔體的側(cè)壓力和爐襯耐火材料的縱向熱膨脹應力，采用剛性連接，無法消除和平衡縱向熱膨脹，易使爐襯產(chǎn)生應力裂紋，造成熱剝落直至損壞。故將燃燒口的水套端蓋與爐殼的連接由剛性方式改為采用彈性連接，借助彈簧螺栓拉桿與爐殼緊密連接。

第三是排煙口的設(shè)置；排煙口長期受高溫、高速煙氣的沖刷，排煙口位置附近爐殼燒損嚴重，使爐體變形、煙口磚脫落，影響爐子壽命。為此在排煙口增設(shè)一方型冷卻水套，冷卻該部分結(jié)構(gòu)，延緩爐襯的蝕損速度。

第四，在風口區(qū)爐襯一側(cè)爐殼的外表面增設(shè)一塊弧形冷卻水套，外形尺寸為：500mm（弧長）×120mm（厚）×1600mm（長度）。

2.2 改進爐襯砌體結(jié)構(gòu)

由于原有爐襯采用“雙層環(huán)”結(jié)構(gòu)，兩環(huán)之間產(chǎn)生了界面，結(jié)合力低，爐襯的整體性較差。生產(chǎn)中高溫熔體會沿著界面滲透，極易形成“界面通道”，從而造成爐襯磚體的剝落；加上磚環(huán)的厚度較?。▋H115mm），受力情況較差，在熱應力的作用下，容易產(chǎn)生掉磚和熱剝落，在爐口、風口區(qū)、渣線部位，受高溫熔體的劇烈沖刷，蝕損、掉磚現(xiàn)象更易發(fā)生。

因此改造后將“雙層環(huán)”結(jié)構(gòu)改為“單層環(huán)”結(jié)構(gòu)，采用豎楔形磚代替?zhèn)刃ㄐ未u環(huán)砌，并根據(jù)爐襯的易損部位和蝕損快慢適度調(diào)整磚體尺寸規(guī)格：一是風口區(qū)、爐口、渣線附近；將爐襯厚度由230mm改為345mm，磚體規(guī)格為345mm×150mm×70/55或345mm×150mm×。70mm；二是對渣線以上爐拱和風口區(qū)以下爐底反拱，將爐襯厚度由230mm改為300mm，磚體規(guī)格為300mm×150mm×70mm或345mm×150mm×70mm；三是將燒嘴正面端墻爐襯厚度由230mm改為345mm，磚體規(guī)格為345mm×150mm×70mm。

2.3 優(yōu)化耐火材料配置

銀轉(zhuǎn)爐分銀是一個在轉(zhuǎn)爐內(nèi)完成貴鉛熔煉、氧化造渣的全部工藝過程，因此對爐襯的耐火材料性能提出了極高的要求。由于爐內(nèi)不同部位的工作條件不同，因此需要針對性地配置具有相適應抗蝕性能的耐火材料。如在風口區(qū)、渣線部位、爐口底部要配置具有軟化點高、熱穩(wěn)定性好、抗沖刷、結(jié)合強度高、抗渣性好、抗高溫熔體侵蝕的耐火材料；在渣線以上要配置熱穩(wěn)定性好和結(jié)合強度高的耐火材料。

鑒于原來用的耐火材料全部為普通鎂磚，熱穩(wěn)定性差，影響了爐子的使用壽命。因此，在改造時根據(jù)工藝特點，在關(guān)鍵部位配置優(yōu)質(zhì)耐火材料。風口區(qū)、爐口、燒嘴正面端墻及渣線區(qū)域，配置直接結(jié)合鎂鉻磚；渣線以上爐拱和風口區(qū)以下爐底反拱區(qū)域配置普通燒成鎂鉻磚。

2.4 嚴格控制爐襯的砌筑和烘爐質(zhì)量

爐襯砌筑質(zhì)量的好壞是影響爐子壽命的主要因素。在爐襯的砌筑過程中，如不按工藝要求施工，產(chǎn)生磚縫不規(guī)范，磚型搭配不合理，同心度不夠，磚體咬合不嚴，結(jié)合劑配比不合理等現(xiàn)象，都可能使爐襯在高溫重載的工況下，受力不均，結(jié)合強度下降，導致磚體脫落或蝕損嚴重，從而縮短爐襯的使用壽命。在筑爐過程中，對耐火材料的的配置要以圖紙、工藝指導等方式下達施工人員，并做好施工預案。做好耐火材料的運輸、裝卸、保管工作，防止耐火材料受潮和野蠻裝卸造成物理缺損而影響砌筑質(zhì)量。加強技術(shù)培訓，提高筑爐人員的專業(yè)技能，嚴格按筑爐技術(shù)要求施工，對風口區(qū)、爐口、渣線區(qū)域等關(guān)鍵部位的砌筑，要加強監(jiān)督，確保質(zhì)量。

烘爐時制定科學的升溫曲線，嚴格按升溫曲線進行烘爐和開爐。保證砌體均勻受熱，耐火材料充分轉(zhuǎn)型。并仔細觀察爐殼和爐體內(nèi)襯的膨脹情況，避免溫度在智短時間在大幅升高，導致爐襯膨脹不均勻而產(chǎn)生應力裂紋和斷裂或剝落，從而影響爐子的壽命。

2.5 合理控制貴鉛的品位

合理的貴鉛品位，有利于提高爐壽。貴鉛品位高，渣量少，有利于縮短冶煉周期；反之雜質(zhì)金屬高（Pb、Bi、Cu、Sb），渣量大，冶煉周期長，使爐襯長期浸泡在高溫爐渣中，會降低爐襯的使用壽命。特別是某些雜質(zhì)金屬形成的稀渣，粘度小，流動性好，滲透力強，極易沿著爐襯鎂磚中的硅酸鹽相及氣孔、砌體磚縫滲入，使磚體中的方鎂石晶粒間距增大，破壞磚體組織結(jié)構(gòu)，進而破壞爐襯材料的組織結(jié)構(gòu)，使之產(chǎn)生龜裂、裂縫并發(fā)生化學熔蝕而損壞。雜質(zhì)金屬中的Cu、Pb、Bi也極易滲透到砌體中，在氧分壓較低的爐襯較冷的一面不斷結(jié)晶沉積，使砌體向爐膛內(nèi)鼓脹而損壞。當滲透情況嚴重時，可使爐殼發(fā)紅、蝕穿，造成泄漏而直接影響生產(chǎn)。因此在生產(chǎn)中要盡可能提高貴鉛主金屬的品位，以獲得經(jīng)濟的冶煉周期，或?qū)⒉煌肺坏馁F鉛搭配冶煉，并盡量控制有害雜質(zhì)的含量。

2.6 爐況控制

爐況控制的好壞，在很大程度上決定了轉(zhuǎn)爐的壽命。從爐襯的損壞機理和生產(chǎn)經(jīng)驗分析，溫度是影響爐齡的關(guān)鍵：當加料不均勻、供風不合理、風油比不合理時，爐內(nèi)溫度會產(chǎn)生忽高忽低急冷急熱，致使爐襯產(chǎn)生熱應力裂紋而淬裂。因此在生產(chǎn)中要合理調(diào)整風油比，控制好爐內(nèi)的溫度，空爐時間較長時，應采取保溫措施，以防止爐襯磚體的斷裂或剝落。

貴鉛的氧化吹煉，是借助鼓入爐內(nèi)的壓縮空氣來實現(xiàn)的，因此，風管的結(jié)構(gòu)、風管的擺放位置、角度及插入熔池深度的合理控制，就顯得非常關(guān)鍵。從近年來銀轉(zhuǎn)爐的爐襯蝕損情況來看，風口區(qū)的爐襯最易損壞且損壞最嚴重，往往成了“爐齡”的代名詞，分析其原因，主要是由風管操作而引起。風管操作包括風管的結(jié)構(gòu)、風管的擺放位置、角度及插入熔池深度的控制。

原來使用的風管為Ф32mm無縫鋼管包一層鑄鐵而成的直線型風管，當需架設(shè)風管時，風管噴口直接面對著風口區(qū)爐襯，爐內(nèi)高溫熔體在壓縮空氣的作用下，獲得較大的動能，直接沖刷爐襯或飛淺，使爐襯的蝕損速度加快；現(xiàn)改將直線型風管改為“L”，并將噴口由圓形改為扁平型，以增大吹煉面積。

風管的擺放位置、角度及插入熔池深度也會對爐襯產(chǎn)生影響。當風管的擺放位置、角度及插入熔池深度長期不變時，風管噴口直接面對著的風口區(qū)爐襯，風口區(qū)爐襯長期承受高溫熔體的沖刷，會最先蝕穿或剝落，從而影響爐子的使用壽命。因此必須定期調(diào)整風管的擺放位置、角度及插入熔池深度。

此外，加強了加料崗位的操作，避免爐料直接撞擊爐襯。

3 改進效果

由于采取改進爐殼結(jié)構(gòu)、改進爐襯砌體結(jié)構(gòu)和耐火材料優(yōu)化配置、提高筑爐質(zhì)量等對策和措施，銀轉(zhuǎn)爐的壽命在逐年提高。雖然單爐成本有所上升，但爐齡由最初的不足90d提高到現(xiàn)在的360天左右，經(jīng)濟效益明顯好轉(zhuǎn)。

參考文獻

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