0 引言
在有色金属冶金行业中,冶金炉是必备的冶炼设备,具有代表性的有闪速炉、顶吹炉、底吹炉、转炉、阳极炉、电炉、流态化焙烧炉、侧吹炉等。 在冶金行业中常使用镁铬砖,用于砌筑炼钢平炉、炼钢电炉、有色金属冶炼炉等冶炼设备的衬里[1] 。 镁铬砖属于碱性耐火制品,一般是由烧结镁砂和铬矿砂为原料生产的,其热稳定性好,耐火度在 2 000°C 以上,耐温度急变和抗碱性炉渣的性能都较好[2] 。 冶金行业中常采用空气或氧气侧吹转炉用于铜、铅、锡、镍铁、浸出渣,尤其是再生金属的冶炼。
但是侧吹转炉存在着一项严重的问题,即用于安放氧枪的镁铬砖寿命很低,且极难进行热修补,空气侧吹转炉最高炉龄只有 200 炉左右;改用氧气侧吹转炉后,极限炉龄也只有 3 000 炉左右[3] 。 因此,更换耐火砖成为侧吹转炉冶金的必要工序[4 - 6] 。伴随着冶金技术的发展,不少学术研究围绕更换耐火砖技术开展,主要聚焦于对冶金炉耐火砖拆除技术的改进,新型耐火砖拆除设备的研发以及探索如何用现有的耐火砖拆除技术满足特定的耐火砖拆除需求。 基于此,本文主要介绍了几种常见的更换耐火砖方法,并进行对比分析,旨在通过对耐火砖拆除技术发展现状进行分析,为冶金工艺设计提供参考。
1 耐火砖的拆除方法
1. 1 人工扒砖
高温作业的窑炉内衬大多使用耐火砖,如钢铁业高炉、热风炉、转炉、有色反射炉、回转窑等。 一般的砖耐热性能并不能满足高温工业要求,温度过高砖会开裂,甚至熔化,所以使用耐火度高的镁铬砖作为冶金炉耐火砖。 即使是镁铬耐火砖,在火炉经历长期的冶炼工作后依然需要拆除磨损严重的部分进行重新铺设以保证冶金炉的安全。 最初的拆卸方法是人工扒砖,具体的操作过程是等待上千度的冶金炉冷却后,工人师傅在炉侧轮流用风镐、撬杠、重锤等工具将耐火砖击碎并取出。 而耐火砖表层在上千度的冶炼高温下,形成一层较厚的致密层,冷却后,强度很高,异常坚固,给破拆工作带来较大的难度。人工扒砖需要较长时间的冷却等待时间,另外,增强了操作人员的劳动强度,而且还要花费较长的破拆时间,破拆的工作效率也很低。 据统计熟练人工拆砖平均速度 1 h 仅拆除 1 m,扒砖后还需要重新进行铺设。总之,人工扒砖过程存在噪音大、灰尘大、速度慢、安全性差、环境温度高、劳动强度高、工程周期长等问题,是人工进行耐火砖拆除工作的难点。
1. 2 机械耐火砖
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