臥式轉爐轉爐是銅鎳冶煉過程中，用來處理冰銅以得到粗銅及高鎳鋶的主要熱工設備。臥式轉爐是一種冶金爐，主要用於有色冶金生產中處理冰銅（金屬硫化物）。其特點是不需要燃料，依靠銅水中鐵和硫的氧化反應放出熱量提供全部熱支出。
基本介紹
- 中文名：臥式轉爐
- 外文名：horizontal rotary furnace
- 性質：冶金爐
- 出現時間：1880年
- 特點：不需要燃料
- 學科：冶金工程
介紹,簡史,臥式轉爐結構,砌築方法,端牆砌築,圓周內襯砌築,爐口磚砌築,
介紹
臥式轉爐是一種圓筒形迴轉吹煉爐。爐體中部設有爐口，用來加料、排煙、排渣和出料。在爐體側沿水平方向設定一排風口，以鼓入空氣。整個吹煉過程是個氧化放熱反應過程，故轉爐吹煉是靠自身的反應熱進行的。
由於吹煉過程中的爐溫波動大，爐內熔體的強列沖刷，爐渣和石英熔劑對爐襯的嚴重侵蝕，故操作條件極為惡劣。因此，普遍採用高溫性能優良的鎂鉻 磚、電熔鎂鉻磚等鎂質耐火材料作為臥式轉爐的爐襯。臥式轉爐的大小是以每次出爐產量的多少噸（t）來表示。
簡史
一種圓筒形臥式迴轉自熱吹煉爐，用於銅、鎳等的冶煉。1880年，法國人馬內和達維德(用轉爐吹煉冰銅，得到粗銅。1883年馬內和達維德建造了第一台臥式側吹轉爐，成為現代煉銅轉爐的雛形。當時這種轉爐用矽質耐火材料作內襯，吹煉冰銅時，造渣所需的SiO2由熔蝕的爐襯供給，因而爐襯壽命短。
1909年，皮爾斯（W.H.Peirce）和史密斯（E.A.C.Smith）採用以鎂磚為內襯的臥式轉爐吹煉冰銅,獲得成功,造渣所需的SiO2由外加的石英熔劑供給，提高了爐襯壽命。以後，轉爐又推廣套用於吹煉低冰鎳產出高冰鎳。現代普遍套用的臥式側吹轉爐仍以皮爾斯和史密斯的姓氏字頭命名，稱為P-S轉爐。
臥式轉爐結構
臥式轉爐是銅鎳等有色金屬冶煉工藝過程中，將冰銅或冰鎳吹煉成粗銅或高冰鎳的冶煉設備。其規格以每次出爐產量表示。爐體為圓筒形（見圖1），中部設有爐口，用以加料、排煙、排渣和出料。爐側沿水平方向設一排風口，以鼓入空氣。臥式轉爐爐襯採用鎂質或鉻鎂質耐火材料砌築。
現代大型臥式轉爐的殼內直徑為4米左右，長9米左右。外殼為4～5厘米厚的鋼板，內襯為鎂磚、鎂鉻磚或鉻鎂磚；爐體中部設有爐口，用以加料、排煙、排渣和出銅；有的轉爐在爐體端壁設定加入石英熔劑的石英槍，但多數從爐口加石英；爐體一側沿水平方向設定一排風眼，用以鼓入壓縮空氣。整個爐體架在托滾上，借驅動裝置繞橫軸成正反向旋轉，使爐口轉至適於加料、吹煉、排渣和出銅的位置。
圖1 臥式轉爐砌築方法
砌築方法分為轉動爐體施工法和支設拱胎施工法兩種。施工程式是先砌端牆，再砌圓周內襯，最後砌爐口。爐襯砌筑前，爐體驅動裝置必須試運行合格，並鎖緊;爐殼端蓋與爐體之間的縫隙要用石棉繩塞緊。圓周內襯和端牆應錯縫乾砌，磚縫不大於1.5mm。風口和爐口錯縫濕砌，磚縫不大於2mm。
端牆砌築
端牆磚層要平直，內外牆不得咬砌。每層端部磚表面應加工平整。端牆與爐殼間的填料層，用鎂粉和石棉粉各50%與滷水調製搗實。內外牆和上下磚層膨脹縫均應錯開。垂直方向膨脹縫每3層磚留設2mm，水平方向膨脹縫每隔6塊磚留設1.5mm。當端牆砌體超過牆高1/2時，將水平和垂直中心線引伸到牆內側，以便圓周內襯和爐口支撐拱的定位和檢查。
圓周內襯砌築
在端牆砌完後進行。砌築第一層磚以兩端牆的圓心連線為基準線。圓周砌體按內襯半徑砌築，磚層要平直，放射縫要與半徑方向相吻合。施工中，必須隨時用圓弧形樣板檢查。如果爐殼變形在允許誤差範圍內，可調節填料層厚度，以爐殼作導面進行砌築。合縫磚必須打緊，內外磚縫要一致，與爐殼之間的填料應填實。圓周內襯填料層，以80%鎂粉加20%石棉粉，用滷水調製搗實。圓周方向每隔15塊磚，爐長方向每隔2塊磚留設膨脹縫2mm。砌築風口區，採用強度較高的磷酸-鉻鋁渣泥漿，風口區填料層以100%鎂粉和滷水調製搗實。風口磚放正砌平，每兩塊風口磚留膨脹縫1.5mm。
採用轉動爐體施工法砌築時，轉動前要將已砌築完的圓周內襯支撐牢固，端牆砌體用木楔楔緊，轉動到位後必須將驅動裝置鎖緊後才可繼續砌磚。採用拱胎法砌築圓周內襯時，拱胎胎面應平整，弧度應符合設計要求。
爐口磚砌築
由於冶煉過程中，爐口經常受爐料撞擊和熔液沖刷，因此，爐口區採取濕砌。支撐拱應緊靠拱下砌襯，接觸面須嚴密。拱腳表面要平整，角度要正確，不得用加厚磚縫的方法找平拱腳。砌築支撐拱時，從兩側拱腳同時向中心對稱砌築，放射縫應與半徑方向相吻合，內表面要平整。合拱時，在拱中心打入一塊鎖磚。
