富氧对铜转炉炉衬材料蚀损的影响.pdf

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1、第16卷专辑中国稀土学报1998年8月12l：竖§蹩；垒彗丝g型丛Q￡!竖S璺＆壁§坠坚§△坠望§堡!§!￥皇驽；!!塑富氧对铜转炉炉衬材料蚀损的影响吴扣根(上海大学上海市钢铁冶金重点实验室，上海200072)杨慧振蔡乔方(昆明理工大学冶金系，昆明650093)为了利用井优化冰锕富氧吹炼工艺．提高铜转炉炉牟，通过对富氧前后锕转炉炉}寸材料蚀损情况的分析，研究了富氧对转炉炉衬蚀损的影响．结果说明富氯后转炉沪村材料侵蚀主要是金属铜的淳遗作甩．关键词：富氧，铜转炉，炉衬蚀损随着有色金属冶炼技术的发展，特别是

2、富氧吹炼或熔炼等强化冶金新技术的推广应用，对炉衬材料提出了更加严格和苛刻的要求，这已引起了冶金工作者的广泛关注[t。1．转炉炉寿的长短不仅影响了冰铜吹炼的生产费用，而且制约了熔炼工艺的生产平衡，影响熔炼工艺的技术经济指标．尽管我国已对吹炼转炉炉衬材料作过一定的研究，进行过提高转炉炉寿的各种偿试，但我国铜转炉寿命与国外相比仍有一定的差距．为优化冰铜富氧吹炼工艺，提高转炉炉寿，有必要对富氧影响转炉炉衬蚀损的情况进行研究，因此，对某冶炼厂4号转炉的风口区和风口区上方的耐火材料进行取样，通过X射线衍射、光学显

3、微镜及SEM分析了富氧对铜转炉炉衬材料蚀损的影响情况．1富氧对铜转炉炉衬材料的蚀损影响情况1．1富氧前转炉炉衬材料的蚀损情况选择富氧前基本没有腐蚀的耐火材料样和腐蚀的耐火材料样两种，利用日本3015型X射线衍射仪进行分析，结果表明已腐蚀的耐火材料中增加了金属铜、辉铜矿和磁铁矿等组成，如表1．表I寓氧前未腐蚀和腐蚀的炉衬材料样分析结果炉村材料样组成富氧前来腐蚀样MgO、Mg=SiO．，(Mgo“F‰一．sio．、(Mg，Fe)SiO，．MgAl’o．亘墨墅堕壁壁翌鲤：!!：∑!曼!!：：!：：!：：!坚

4、§：!：!!：!：：翌坠!：!：：e点=!通过光学显微镜对富氧前风口上方样和风口样进行鉴定发现，富氧前风口上方样耐火材料中除本身的物相外，主要还有辉铜矿，并沿耐火材料裂缝、氧化镁颗粒的边沿侵染腐蚀．腐蚀物以硫化亚铜为主，伴有少量的金属铜和磁铁矿，如图1。富氧前风口样除本身的物相外，腐蚀物以金属铜为主，伴有少量硫化亚铜．从富氧前(a)耐火材科中浸染的Cu：S相和F电O。相图J富氧前风口上方样蚀损情况Ib)金属Cu相呈琳状沿耐火材料裂隙浸染-C％S2-Fe，O．3-耐火材料4-Cu)a)金属“相呈网状分布

5、(b1金属cu相星脉状沿耐火材料裂隙分布图2富氧前风口样蚀损情况(I-Cu2-耐火材料)风口样SEM分析得到了金属铜相沿耐火材料气孔裂隙的分布图，如图2．1．2富氧后转炉炉衬材料的蚀损情况通过光学显微镜也分析了富氧后风口上方样和风口样．富氧后风口上方样耐火材料除本身的物相外，出现了大量金属铜相并沿耐火材料裂隙呈网状分布，如图3．富氧后风口样除了iIi{火材料本身的物相外，腐蚀物相主要是金属铜和少量的硫化亚铜，呈网状分布，在金属铜的边沿有微量的磁铁矿出现，如图4所示．通过SEM扫描分析富氧后风口上方样和

6、风口样，认为富氧后风口样中金属铜呈网状分布在氧化镁颗粒的边沿，其形貌如图5．而富氧后风13上方样中金属铜沿裂隙腐蚀并包裹氧化镁颗粒，其形貌图如图6．1．3富氧吹炼前后炉衬腐蚀分析结论通过前面分析，得到如下结论：(1)耐火材料的基本组成物相是方镁石、镁橄榄石、顽火辉石和尖晶石．(2)富氧前风口上方祥和风口样中除耐火材料本身的物相外，存在的腐蚀相为cu：s相，金属Cu相和Fe304相，其中Cu2S相多于金属Cu相．(a)耐火材料中浸染的大量金属Cu形貌鹫伯)金属Cu相呈脉状沿耐火材料裂隙分布图3富氧后风口

7、上方样蚀损情况(I-Cu2_耐火材辩3cu：S)图4富氧后风口样中脉状cu相及粒状Cu：S相和Fe，0．相J-Cu2-CmS(4)转炉耐火材料的蚀损是由于冰铜和硫化亚铜的渗入破坏了炉衬的结构，同时富氧吹炼使硫化亚铜扩大化成铜，加速了破坏进程。但转炉吹炼实行富氧后减轻了风口区及其上方和炉内其它部位的炉衬材料遭受的机械冲刷作用，整个吹炼过程，总的来说，腐蚀并末加重．2结语使用富氧空气吹炼冰铜，对铜转炉炉衬的蚀损存在着影响．在转炉实行富氧操作的过程中，除要注意常规要领外，还应注意控制好富氧浓度及吹炼温度，实

8、行按周期控温，减轻热图5富氧后风口样中金属cu相沿耐火材料MgO颗粒边沿分布3-Fe，q1-Cu2-耐火材料图6富氧后风口上方样中金属Cu相与耐火材料形貌图I-Cu2-耐火材韩些——————————±』坠丝』』兰堡——●————————缝瑚应力腐蚀剥落．此外，要严格控制筑砌和修补转炉的砖缝的大小，尽可能减轻渗铜的危害．从而提高转炉炉寿，降低耐火材料单耗，优化冰铜富氧吹炼工艺。参考文献丁朝模等有色金属进展(重有色金属)长抄：ep南工业大学出版社．19952