一种有色强化冶炼用高强熔化熔炉制造技术

一种有色强化冶炼用高强熔化熔炉，包括炉壁口、上部炉壁、液线上方炉壁、液线炉壁、液线下方炉壁、次工作层、出液嘴和炉底，熔炉各部位均由耐火材料制成，通过分析有色强化冶炼用高强熔化熔炉不同位置的工作条件，在相应位置使用不同的耐火材料炉衬，提高了该位置炉衬的抗侵蚀性、抗热震性、抗冲刷性、抗渗透性中的一种或几种性能，大大延长了炉衬的使用寿命，避免了频繁修补、更换炉衬，节省了大量人力、财力。

A High Strength Melting Furnace for Non-ferrous Enhanced Smelting

A high-strength melting furnace for non-ferrous intensified smelting consists of furnace wall, upper furnace wall, upper furnace wall, liquid line furnace wall, lower furnace wall, secondary working layer, outlet nozzle and bottom. All parts of the furnace are made of refractory materials. By analyzing the working conditions of different positions of the high-strength melting furnace for non-ferrous intensified smelting, different refractory linings are used in corresponding positions. It improves one or more properties of the lining in this position, such as erosion resistance, thermal shock resistance, erosion resistance and permeability resistance, greatly prolongs the service life of the lining, avoids frequent repair and replacement of the lining, and saves a lot of manpower and financial resources.

【技术实现步骤摘要】
一种有色强化冶炼用高强熔化熔炉
本专利技术涉及耐火材料
，具体为一种有色强化冶炼用高强熔化熔炉。
技术介绍
我国是有色金属生产大国，随着我国的交通、能源、建筑、机电、通讯、汽车、家用电器等的发展之快及我国周边国家像日本和南韩资源贫乏国家需要进口大量有色金属，各种类型的复合材料、合金、超薄铜板、管材及化工产品有着广泛的国内外市场，产能不断扩大，随之产生的一系列如：技术老化、设备陈旧、能耗高、成本高、环境污染严重、矿山资源紧张、回收率低等问题亟需解决。特别是随着电子产品的快速迭代，我国正迈入电子产品报废高峰期。面对逐年扩张的电子废物规模，一方面，海量电子垃圾泛滥造成的环境污染日益侵蚀人们的生存空间，另一方面，游商游贩遍地开花，粗放的作坊式电子垃圾处理市场野蛮生长，二噁英等剧毒、有毒有害成分对于大气、土壤、地下水等污染严重，而且提取贵金属工艺，贵金属回收率低，是国家明令禁止的淘汰工艺。如何合理有效的处置及回收电子垃圾—“城市矿产”，实现灰色产业转向绿色经济，是制约有色行业发展的技术瓶颈。世界最有效的无害的处理方法，现有日本、比利时等国家的再生企业具有先进的处理技术和装备，其技术世界领先。中国依然采用传统方法，简单，原始、落后，国内尚无有效的先进的无污染处理技术。国内一直是引进国外日本、比利时的熔炼炉，其炉衬材料使用寿命为1个多月，有的甚至更短。为了推动有色行业的快速发展，提高有色金属冶炼工艺水平，结合目前有色冶金过程的强化(强化冶炼的比重加大)对耐火材料的使用性能要求，本项目主要就提升有色冶炼特殊和关键、苛刻部位的材料品质，延长高温窑炉炉衬使用寿命，以实现生产过程更加绿色环保展开技术研究。国内某有色院自行设计的NRTS炉(富氧顶吹熔炼炉)是中国首座电子垃圾熔融-精炼炉，可有效处理电子废料、工业废渣、低品位杂铜和阳极泥等废物料，且稀贵金属回收率较高，其熔炼技术超过国外水平。但是由于苛刻的熔炼环境，要求内衬材料必须有较强的耐酸碱性、抗高温及耐金属渣侵蚀性强等特性，因此，现用材料寿命较低，已无法满足正常使用。因此，亟需研制一种节能环保型先进电子垃圾和有色固废熔炼-精炼炉用高性能、长寿命系列多复合尖晶石高温炉衬材料。传统炉衬材料多使用固相烧结制得镁铬质、镁铝质炉衬材料。固相烧结会使得气孔率较高，降低炉衬材料的抗渗透性能。传统直接结合镁铬砖中Fe2O3含量高达7-12％，在间歇式生产的窑炉中，Fe2O3和熔渣中含有FeO之间的分解和氧化反应在镁铬炉衬材料中频繁的交替进行，严重劣化镁铬炉衬材料的组织结构强度，进而使得镁铬炉衬材料抵抗高温和熔渣蚀损能力的降低，容易造成镁炉衬材料的提前损毁。同时，镁铬炉衬材料的中Cr2O3对炉衬材料的抗渗透与抗熔渣性能有着重要意义，但是，过高的Cr2O3可能会产生过多的的Cr6+，不利于环境保护，另一方面，过高的铬含量会降低炉衬材料的高温力学性能，也提高了制作成本。为了提高镁铬质炉衬材料的抗渗透性，有传统方法是使用镁盐浸渍，以降低炉衬材料的显气孔率以及气孔孔径，以加强镁铬炉衬材料的抗渗透性，但是，镁盐中有效成分含量有限，且在浸渍过程中，水分的侵入使得炉衬材料水化，可能使结构变得疏松，甚至会在后续的干燥过程中对结构造成更大的破坏，在高温环境下，镁盐也会发生分解反应，使得气孔率回升，降低抗渗透性能。也有方法是向镁铬炉衬材料中直接加入氧化铝粉体以改善镁铬质炉衬材料的抗渗透性能，但氧化铝粉难以有效分散，易造成炉衬材料理化性质分布不均，造成镁铬炉衬材料性能不稳定。如果不能改善镁铬质炉衬材料的抗渗透性，那么就容易形成变质层，在温度波动时，变质层就容易开裂甚至剥落。镁铝质炉衬材料具有良好的热震性，但其抗熔渣冲刷性能具有明显的缺陷，且氧化铝易于与FeO-SiO2熔渣中的金属氧化物FeO反应生成高熔点的FeO-Al2O3尖晶石，使熔渣的粘度增大，使得熔渣易在炉衬材料中不均匀地积存，逐渐降低炉衬材料的热震性能，最终使炉衬材料的使用寿命快速缩短。针对传统方法制得的传统熔炉以及熔炉内衬存在的问题，本专利技术给出了新的解决方案。专利申请号为CN91103368.8的专利技术专利授权了一种烧成镁铝铬耐火砖及其制造方法。将镁砂颗粒、镁砂细粉、铝矾土或工业氧化铝、铬矿或Cr2O3粉末共磨成小于0.088mm细粉，向粉末中加入纸浆废液或卤水作为结合剂并混炼成可成型泥料，压坯烧成。其热震稳定能力和抗渣能力均有一定程度的提升，但其烧成温度仍然较高，易造成Cr2O3的挥发，且使用了废纸浆液或卤水作为结合剂，引入了更多杂质，且杂质成分不易分析，对耐火材料性能的稳定性产生了一定的影响。专利申请号为CN201210257706.7的专利技术专利授权了一种一种有色重金属冶炼用复合尖晶石锆耐火材料。该专利技术将刚玉砂、镁铬砂、镁铝尖晶石砂、镁砂、铬绿、二氧化锆颗粒混合，加入结合剂磷酸二氢铝，采用液压机成型，在高温隧道窑1700℃-1820℃条件下烧成复合尖晶石锆耐火材料。该专利技术不加铬矿，仅加入铬绿改变晶相，减少了Cr6+的生成，有利于环境保护。引入了ZrO2提升耐火材料的高温性能，延长耐火材料的使用寿命。但ZrO2用量不易确定与控制，用量过高，产生的细小裂纹就会变成影响耐火材料热震稳定性的裂纹，用量过小又无法使热震稳定性得到提升，且引入了更多物质，使得工艺成本上升。专利申请号为CN201410583333.1的专利技术专利授权了一种火法贵金属冶炼用柔韧性复合尖晶石锡耐火材料及其制备方法。该方法将致密刚玉砂、铬渣、镁砂、铬绿、电熔氧化锆、氧化锡与磷酸与草酸的混合溶液制作的结合剂混合，困料24h，在液压机上压成砖坯，在100-120℃条件下干燥不少于72h，在1650-1700℃下烧成，烧成时间150-180min，得到一种火法贵金属冶炼用柔韧性复合尖晶石锡耐火材料。该方法在基质部分引入适量的ZrO2来改变晶相产生微细纹改善制品的热震稳定性，但ZrO2用量不易确定与控制，用量过高，产生的细小裂纹就会变成影响耐火材料热震稳定性的裂纹，用量过小又无法使热震稳定性得到提升，且引入了更多物质，使得工艺成本上升。由于其制得的产品Cr2O3含量在3.5-9.0％之间，使得Cr2O3含量较其他工艺少，减少了对环境的污染，但耐火材料的高温性能收到了影响，所以为了替代Cr2O3起到的抗冲刷和抗熔渣侵蚀的功能，引入了SnO2，但SnO2熔点1630℃，可能在烧成时熔化，使得耐火材料理化性质分布不均匀，耐火材料性能下降。专利申请号为CN201611160536.5的专利技术专利公开了一种有色冶炼用低气孔镁铬砖及其制备方法。该方法将电熔镁铬砂，铬精矿，镁砂、氧化铝和混炼结合剂混炼，使用压力机制得砖坯，干燥后烧成并保温，再将镁铬砖置于压力容器中，在真空度为1000-1500Pa的条件下，加入纳米氧化铝悬浮液至完全淹没镁铬砖，接着加压浸渍处理，将浸渍后的镁铬砖微波干燥，得到产品低气孔镁铬砖。使用纳米氧化铝本意是降低气孔率，缩小气孔孔径，但纳米氧化铝易与熔渣反应生成FeO-Al2O3尖晶石，使熔渣粘度增大，并在耐火材料中不均匀的积存，破坏耐火材料的结构，逐渐降低耐火材料的抗热震性能。专利申请号为CN201710580820.6的专利技术专利公开了一种铜复合高性能镁铬砖及其制造方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有色强化冶炼用高强熔化熔炉，熔化炉内部从上至下依次为炉壁口（1）、上部炉壁（2）、液线上方炉壁（3）、液线炉壁（4）、液线下方炉壁（5）、次工作层（6）、出液嘴（7）和炉底（8），熔炉各部位均由耐火材料制成，其特征是：所述炉壁口（1）用耐火材料的组成成分为：电熔铬刚玉、氧化铬和凝胶结合剂；所述上部炉壁（2）用耐火材料的组成成分为：铬刚玉、电容氧化铬、氧化铬、高铬矿、棕刚玉粉、α氧化铝微粉和结合剂；所述液线上方炉壁（3）用耐火材料的组成成分为：铝铬共熔体、铝镁尖晶石、铁铝尖晶石和结合剂；所述液线炉壁（4）和出液嘴（7）用耐火材料的组成成分为：铝铬共熔体、铁铬尖晶石、镁铬尖晶石、铁铝尖晶石和凝胶结合剂；所述液线下方炉壁（5）用耐火材料的组成成分为：铝铬共熔体、镁铬尖晶石、镁铝尖晶石、α氧化铝微粉、铝镁尖晶石和凝胶结合剂；所述次工作层（6）用耐火材料的组成成分为：电熔铬刚玉、氧化铬和结合剂；所述炉底（8）用耐火材料的组成成分为：铝铬共熔体、铝镁尖晶石、铁铝尖晶石和结合剂。

【技术特征摘要】
1.一种有色强化冶炼用高强熔化熔炉，熔化炉内部从上至下依次为炉壁口（1）、上部炉壁（2）、液线上方炉壁（3）、液线炉壁（4）、液线下方炉壁（5）、次工作层（6）、出液嘴（7）和炉底（8），熔炉各部位均由耐火材料制成，其特征是：所述炉壁口（1）用耐火材料的组成成分为：电熔铬刚玉、氧化铬和凝胶结合剂；所述上部炉壁（2）用耐火材料的组成成分为：铬刚玉、电容氧化铬、氧化铬、高铬矿、棕刚玉粉、α氧化铝微粉和结合剂；所述液线上方炉壁（3）用耐火材料的组成成分为：铝铬共熔体、铝镁尖晶石、铁铝尖晶石和结合剂；所述液线炉壁（4）和出液嘴（7）用耐火材料的组成成分为：铝铬共熔体、铁铬尖晶石、镁铬尖晶石、铁铝尖晶石和凝胶结合剂；所述液线下方炉壁（5）用耐火材料的组成成分为：铝铬共熔体、镁铬尖晶石、镁铝尖晶石、α氧化铝微粉、铝镁尖晶石和凝胶结合剂；所述次工作层（6）用耐火材料的组成成分为：电熔铬刚玉、氧化铬和结合剂；所述炉底（8）用耐火材料的组成成分为：铝铬共熔体、铝镁尖晶石、铁铝尖晶石和结合剂。2.如权利要求1所述的有色强化冶炼用高强熔化熔炉，其特征是：所述炉壁口（1）用耐火材料的组成成分按重量份数为：电熔铬刚玉90~95份；氧化铬5~8份；凝胶结合剂5~6份；所述上部炉壁（2）用耐火材料的组成成分按重量份数为：铬刚玉60~70份；电容氧化铬4~6份；氧化铬3~5份；高铬矿15~20份；棕刚玉粉5~8份；α氧化铝微粉4~6份；结合剂5~6份；所述液线上方炉壁（3）用耐火材料的组成成分按重量份数为：铬刚玉60~70份；电容氧化铬4~6份；氧化铬3~5份；高铬矿15~20份；棕刚玉粉5~8份；α氧化铝微粉4~6份和结合剂5~6份；所述液线炉壁（4）和出液嘴（7）用耐火材料的组成成分按重量份数为：铝铬共熔体60~70份；铝镁尖晶石5~15份；铁铝尖晶石15~25份和结合剂5~6份；所述液线下方炉壁（5）用耐火材料的组成成分按重量份数为：铝铬共熔体60~70份；镁铬尖晶石10~20份；镁铝尖晶石10~20份；α氧化铝微粉与铝镁尖晶石5~15份和凝胶结合剂5~8份；所述次工作层（6）用耐火材料的组成成分按重量份数为：电熔铬刚玉90~95份；氧化铬5~8份和结合剂5~6份；所述炉底（8）用耐火材料的组成成分按重量份数为：铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利新，杨建华，李婉婉，王宇涛，张瑜，张小惠，
申请(专利权)人：中钢集团耐火材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41