過吹屬於鑄造工藝術語，是指轉爐內的雜質已完全清除或已使雜質低於恰當的百分比後仍繼續吹風。在轉爐銅鋶吹煉過程中, 當熔體中FeS氧化造渣被除去後, 爐內僅剩Cu2 S ( 即白冰銅) , Cu2 S 繼續吹煉氧化生成Cu2O, Cu2O再與未被氧化的Cu2 S發生互動反應獲得金屬銅。造銅終點的判斷非常關鍵, 一旦判斷失誤, 就會出現粗銅過吹事故, 它不僅造成銅金屬的大量損失, 而且處理起來難度大, 風險高, 極易發生傷亡事故。另外, 它對爐體的損害也是致命的。因此, 探求安全合理的粗銅過吹處理方法尤為重要。
基本介紹
- 中文名：過吹
- 外文名：A blow
- 注音：guo chui
- 詞性：鑄造工藝術語
- 學科：冶金術語
- 領域：冶煉
簡介,銅的生成,粗銅過吹,粗銅過吹處理方法,注意的問題,
簡介
在轉爐銅鋶吹煉過程中, 當熔體中FeS氧化造渣被除去後, 爐內僅剩Cu2 S ( 即白冰銅) , Cu2 S 繼續吹煉氧化生成Cu2O, Cu2O再與未被氧化的Cu2 S發生互動反應獲得金屬銅。造銅終點的判斷非常關鍵, 一旦判斷失誤, 就會出現粗銅過吹事故, 它不僅造成銅金屬的大量損失, 而且處理起來難度大, 風險高, 極易發生傷亡事故。另外, 它對爐體的損害也是致命的。因此, 探求安全合理的粗銅過吹處理方法尤為重要。
銅的生成
在造銅期吹煉時, 發生Cu2 S 與Cu2O 的反應, 即2Cu2O+ Cu2 S= 6Cu+ SO2, 該過程可以用Cu- Cu2 S- Cu2O 體系狀態來說明,在造銅開始時, Cu2 S氧化生成的金屬銅溶解在Cu2 S中。隨著吹煉的進行, Cu2 S熔體中銅含量越來越高, 但此時熔體是均勻的1相( L2 ), 即溶解有銅的Cu2 S 相。此時熔體組成在A - B範圍內變化。當達到B點時, 銅在Cu2 S 中的含量達到飽和。在1 200 e時, 銅在Cu2 S中的含量為10%。當銅含量超過此值後, 熔體組成進入B - C 段, 此時熔體分為2層( L1和L2 ) , 上層為溶解有少量銅的Cu2 S 相( L2 ), 下層為溶解有少量Cu2 S( 9% )的銅相( L1 )。在溫度一定的情況下繼續吹煉, 兩相的組成不變, 但有兩相的相對量發生了變化, L1越來越多, L2相越來越少。其變化規律服從槓桿定律。當熔體組成達到C點時, L2相消失, 體系內只有溶解有少量Cu2 S和L1相。銅液中的硫量, 取決於氧化程度和溫度條件, C- E線即為銅中含硫量與溫度關係。如果繼續鼓風, 即發生過吹, 將使金屬銅氧化, 進入E - D線區銅中含氧量增多, 至D點時, Cu2O 開始析出並分層, 使熔體成為Cu2O+ Cu。
粗銅過吹
由於經驗不足, 判斷造銅終點失誤, 或因設備故障無法及時轉動爐體而使造銅期延長, 使少量或大量的金屬銅繼續氧化成為氧化銅, 並漂浮在熔體的表面上, 出現大量稀渣, 其流動性特別好, 壓渣石英石無法擋住, 渣、銅混合無法分清,直觀上, 我們稱為粗銅過吹。
⑴熔體表面出現稀渣, 石英石壓不住, 取樣冷卻後呈灰色, 有金屬聲響, 無泡銅樣。
⑵爐口搖過來時, 只見滿爐口, 滿爐壁布滿/ 此起彼伏0的肥皂泡狀物。
⑶從爐口取樣時, 只見許多泡沫狀並迅速幹掉, 無法倒出銅液。
⑷從爐口取樣, 倒在鐵板上, 會流成一條隆起的合金熔體, 發亮而脆, 無金屬銅色澤和韌性。
⑸從爐後風眼釺樣看, 金屬銅色澤消失, 呈灰蘭色, 結構疏鬆。
⑹煙道沉塵室和電收塵收集的煙塵不是白色, 而呈黑褐色。
⑺若進行試樣化驗分析, 含銅量在60% ~ 80%, 含氧量大於10%, Fe及其它雜質含量升高。
粗銅過吹處理方法
對粗銅而言, 其含氧大於6%, 含Cu就會降低到98. 5%以下, 以此為基礎, 過吹時間愈長, 熔體中的金屬銅就會愈少, 就會被逐漸增多的黑褐色氧化銅取代, 最嚴重的過吹可以把一爐銅全部吹乾, 搖爐過來找不到一滴金屬銅液。所以在處理過吹粗銅時, 無論採取哪種方法, 都必須先判斷粗銅過吹的程度。目前, 處理粗銅過吹的方法有3種:
⑴向爐內加入熔融的熱冰銅進行還原。將熱冰銅加入到過吹的粗銅中, 使氧化銅里的氧轉移到硫化亞鐵和硫化亞銅中去, 直到獲得合格的粗銅。
⑵向爐內加入固體的/ 白鈹0或冰銅塊進行還原。投入量視粗銅過吹程度的深淺來確定, 過吹5 ~ 10 m in, 可投入2~ 3 t冰銅塊或/ 白鈹0, 視爐膛熔體反應平緩, 稀渣逐漸消失, 接近乾渣時取樣, 見試樣出現正常的金屬銅樣, 起中泡或大泡即可; 若仍是渣、銅不分, / 平板0呈朵狀流股, 可再補加300~ 500 kg/ 白鈹0或冰銅塊繼續還原, 取樣出現中泡或大泡即可, 取樣出現/ 嫩銅0 (小泡銅以下), 需要起吹幾分鐘,可獲得合格粗銅。此時必須勤取樣, 並觀察煙氣及噴濺的/ 火花0變化。
⑶加入精煉爐內。倒出過吹粗銅, 投入精煉爐中, 直接進行還原作業, 此時一定要注意精煉爐內是否已加入粗銅,防止噴爐。
注意的問題
粗銅過吹後, 用熱冰銅還原最簡單、最有效, 但這種方法也是難度最大、危險性最高的一種特殊操作, 需要嚴格執行特殊操作規程。此法在生產實踐中套用比較少。採用高品位的固體冰銅或/ 白鈹0來還原, 儘管此法還原緩慢, 還原程度不好掌握, 但它是最安全、最為常用的方法, 只需勤取樣即可。而加入精煉爐內直接還原存在還原時間過長及安全問題。對比3種方法, 第二種方法套用的比較多, 能獲得最佳還原效果, 但應注意幾個問題:
⑴冰銅塊或/ 白鈹0塊尺寸要小, 不能大於150 mm, 而且品位要高, 最為理想。
⑵固體/ 白鈹0或冰銅要比熱冰銅反應慢, 需兩步進行:一是熔解氧化, 二是還原, 不能急於求成。
⑶投入固體料時, 要小批量投入, 要分3~ 4 批加入, 一批加入後, 要等反應完全、爐內熔體平靜後再加第二批。依此類批, 防止出現噴爐或熔體上涌堵死風眼。
⑷要根據取樣來判斷粗銅過吹的大概時間, 然後估算應該加入的固鈹量, 防止還原過頭造成欠吹。
⑸用固鈹還原時, 要勤取樣。
