反射爐是用優(yōu)質(zhì)耐火材料砌筑,由鋼立柱和拉桿組成的支架固定的長方形爐子。爐體由爐基、爐底、爐墻、爐頂和支架等組成。
爐基是反射爐的基礎(chǔ),它承受爐子和爐料的總負(fù)荷,用耐熱混凝土或爐渣澆灌而成。
爐底直接砌筑在爐基上,爐底要承受熔體的高溫、壓力、沖刷和侵蝕的作用,必須選用適宜的耐火材料建造,以延長其使用壽命。爐底通常用石英砂或鎂砂搗固后再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。
我國用鎂砂(MgO)和氧化鐵粉(Fe2O3)燒結(jié)而成的爐底抗蝕性好,連續(xù)工作超過9年仍未損壞。
爐墻也是砌在爐基上面,爐墻內(nèi)層用優(yōu)良鎂質(zhì)耐火磚,其主要作用是防止?fàn)t渣的高溫侵蝕作用。外層用普通耐火磚砌筑,熔池部位加厚。在側(cè)墻尾部用鎂磚或鉻鎂磚做2~3個(gè)放銅锍口,交替使用。我國工廠采用虹吸式放銅锍法比較安全,勞動(dòng)強(qiáng)度小,又節(jié)約了原材料的消耗。爐渣放出口設(shè)在靠爐尾的端墻或側(cè)墻上,也是用鎂磚或鉻鎂磚砌成。有些工廠還在爐墻的外壁設(shè)置冷卻水套。
爐頂是反射爐的重要組成部分,一般有兩種形式,一種是拱頂,一種是吊頂。拱頂多用硅磚砌成,砌成環(huán)狀或分成多段。吊頂多用鎂磚砌筑,耐高溫、耐渣化學(xué)腐蝕性好,局部維修方便,便于爐子加寬,對提高爐子的生產(chǎn)能力和延長爐頂?shù)氖褂闷谙抻欣?。我國工廠多采用止推式吊頂,這是一種拱頂與吊頂?shù)幕旌辖Y(jié)構(gòu),它可以防止單純吊頂?shù)钠鸱黄剑蚨娱L了爐頂壽命,高溫區(qū)可用9~11個(gè)月,低溫區(qū)可用3年以上。
加固支架由立柱、拉桿和螺帽構(gòu)成,用于保持爐子不變形或少變形。特別是在爐子升溫時(shí),應(yīng)及時(shí)旋動(dòng)拉桿上的螺帽,以調(diào)節(jié)因膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力。立柱用工字鋼或槽鋼成對組合,分立于側(cè)墻和端墻兩邊,緊靠爐墻,每對立柱上下均用拉桿拉緊,用螺帽調(diào)節(jié)其松緊。
在正常情況下,反射爐熔煉的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下:
床能力:為晝夜每1m2爐床面積處理的爐料量。對焙燒礦為4~6.5t/(d·m2),對生精礦為2~4t/(d·m2)。
燃料消耗:對粉煤而言,熔煉焙燒礦為爐料量的9.5%~14%,熔煉生精礦為14%~%;對重油而言,熔煉焙燒礦為7%~12%,熔煉生精礦為10%~16%。
銅的回收率:因精礦品位的不同而不同,富精礦(30%~40%Cu)為98%~99%,中等品位精礦(10%~20%Cu)為94%~97%,而貧精礦(2%~5%Cu)為80%~90%。
反射爐煉銅法存在的主要問題是硫化銅精礦的潛熱利用差,熔煉所需熱量主要靠外供燃料的燃燒供給,而燃料燃燒的熱利用率又只有25%~30%,因此燃料消耗多,產(chǎn)出的煙氣量大,而其中的S02濃度低,回收利用困難,環(huán)境污染嚴(yán)重。在能源價(jià)格不斷上漲和環(huán)境保護(hù)法規(guī)益嚴(yán)格的形勢下,反射爐煉銅法應(yīng)用的局限性已變得越發(fā)明顯。因此,國際上不少反射爐煉銅廠尋求過改造反射爐的途徑,如用預(yù)熱空氣和富氧燃燒;還有的研制新型燃燒器以強(qiáng)化熔煉;在爐頂試驗(yàn)氧氣頂吹和加熱等。由于閃速熔煉和熔池熔煉的技術(shù)進(jìn)步和工藝日趨完善,自世紀(jì)70年代以來,這些方法已在一些工廠取代了反射爐法,其趨勢日漸增強(qiáng)。然而在一些特定的地區(qū),反射爐煉銅法仍在繼續(xù)發(fā)揮作用,在世界銅的產(chǎn)量中仍占有重要的地位。
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