影響轉(zhuǎn)爐爐磚破損的因素很多，它與冰銅品位、耐火材料質(zhì)量、砌筑技術(shù)、吹煉制度及實(shí)際操作等因素有關(guān)。

1. 轉(zhuǎn)爐的砌筑及爐襯損壞情況

我廠現(xiàn)有60t轉(zhuǎn)爐2臺，轉(zhuǎn)爐的砌筑結(jié)構(gòu)是：風(fēng)眼磚520mm，風(fēng)眼以上為9層520mm和14層460mm的過渡區(qū)，風(fēng)眼區(qū)以下均為380mn，爐口四周砌筑耐火材料，風(fēng)眼區(qū)及以上部位砌筑較厚，為了增強(qiáng)抗侵蝕能力。

生產(chǎn)實(shí)踐表明轉(zhuǎn)爐襯易損部位為：爐口、風(fēng)眼、端墻。吹煉過程中要經(jīng)受高溫熔體劇烈的機(jī)械沖刷、爐渣和石英熔劑的嚴(yán)重侵蝕及爐溫周期性的波動(dòng)，爐口清理和風(fēng)眼維護(hù)時(shí)的機(jī)械碰撞和磨損，作業(yè)條件極為惡劣，特別是爐口、風(fēng)眼、端墻渣線三部分既是耐火材料的易損部位，又是砌體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最薄弱的環(huán)節(jié)，還是筑路施工中要求技術(shù)含量最高的部位。這三個(gè)部位的同步壽命很大程度上代表著轉(zhuǎn)爐的爐齡。

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，轉(zhuǎn)爐風(fēng)眼區(qū)磚厚度小于90mm 時(shí)，就不可再繼續(xù)使用，需停爐挖補(bǔ)，其余部位砌體在150mm 以下時(shí)，需停爐大修。

2. 影響轉(zhuǎn)爐壽命的因素分析

轉(zhuǎn)爐爐襯損壞的原因甚多，歸納起來，主要是機(jī)械力、熱應(yīng)力和化學(xué)腐蝕3種作用的結(jié)果。

2. 1 機(jī)械力的影響

2.1.1 攪動(dòng)熔體的能量對磚襯的破壞

由于鼓入氣體的沖擊力以及氣流上升和膨脹，給熔體帶來很大的攪動(dòng)能量，當(dāng)氣液兩相混合流體沖擊熔體表面時(shí)，熔體被氣液兩相流體噴射到磚襯上，對爐襯造成強(qiáng)烈的機(jī)械沖擊，同時(shí)也為化學(xué)侵蝕創(chuàng)造了條件，所以選擇合理的鼓風(fēng)強(qiáng)度是提高轉(zhuǎn)爐爐壽重要環(huán)節(jié)，相對適宜的供風(fēng)強(qiáng)度和送風(fēng)制度，利于減弱熔體對爐襯的沖擊力，延長轉(zhuǎn)爐壽命。

2.1.2 清理風(fēng)眼對風(fēng)眼磚的破壞

在吹煉過程中，不可避免的生成磁性鐵，在捅風(fēng)眼操作時(shí)風(fēng)口區(qū)域熔體回灌，在風(fēng)口易生成結(jié)瘤，需不斷清理風(fēng)口，而機(jī)械震動(dòng)力對風(fēng)口區(qū)域磚襯的破壞作用很大，造成風(fēng)口區(qū)磚襯表面在熔體侵蝕的作用下變質(zhì)，當(dāng)變質(zhì)層擴(kuò)大到一定程度時(shí)，磚體發(fā)生剝落，嚴(yán)重影響爐壽。

2. 2 熱應(yīng)力的影響

耐火材料在加熱和冷卻時(shí)對溫度變化引起破壞的抵抗能力稱之為抗熱震性，它是衡量耐火材料質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。大多數(shù)耐火材料在遠(yuǎn)低于其耐火度的溫度下因抗熱震性差而發(fā)生損毀，耐火材料的熱損毀主要與耐火材料在生產(chǎn)過程中生產(chǎn)的熱應(yīng)力有關(guān)。

轉(zhuǎn)爐為周期性作業(yè)，生產(chǎn)中難免出現(xiàn)等料、補(bǔ)爐口及設(shè)備故障原因而停吹造成轉(zhuǎn)爐爐溫的波動(dòng)。

2. 3 化學(xué)侵蝕的影響

化學(xué)侵蝕主要有熔體侵蝕(熔渣、金屬溶液)及氣體侵蝕兩種形式，其表現(xiàn)為對鎂質(zhì)耐火材料的溶解、化合及滲透，使耐火材料結(jié)構(gòu)變化，性能減弱而損壞。

2.3.1 熔體侵蝕

熔體通過耐火材料的氣孔、裂紋及晶體間的界面發(fā)生接觸和滲透作用。在接觸過程耐火材料向熔體中溶解，耐火材料表面形成體積密度與原材料發(fā)生很大變化的易溶化合物，溶解到一定程度即發(fā)生滲透作用，當(dāng)熔體滲透入耐火材料一定深度后會(huì)生產(chǎn)與原材料完全不同性質(zhì)的變質(zhì)層，由于變質(zhì)層與原材料結(jié)構(gòu)不同而發(fā)生體積變化，而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力，導(dǎo)致原材料生產(chǎn)裂紋，嚴(yán)重的裂紋導(dǎo)致變質(zhì)層剝落或崩裂，在熔體的侵蝕作用下有產(chǎn)生新的變質(zhì)層，如此循環(huán)，使耐火材料受到嚴(yán)重的損壞。

2.3.2 氣體侵蝕

氣體侵蝕一般是指在吹煉過程中冰銅中的 so2 與 o2與耐火材料中的堿性氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成金屬硫酸鹽，而其密度又比堿性氧化物小，因兩物相體積密度的不同而產(chǎn)生了應(yīng)力，使耐火材料變得疏松而剝落，加劇了耐火材料的損壞。

3、延長轉(zhuǎn)爐壽命的措施

3.1、改變砌筑方式,提高工藝標(biāo)準(zhǔn)：

3.1.1 通常情況下, 由于濕砌會(huì)導(dǎo)致磚體受潮,不利于 400℃恒溫脫水。轉(zhuǎn)爐砌筑采用干、濕結(jié)合，即風(fēng)口區(qū)上、下 4 層和爐口區(qū)采用濕砌,其余各處干砌。

3.1.2 風(fēng)口磚從一端砌筑改為從中間向兩端砌筑,避免風(fēng)口組合磚出現(xiàn)三角縫和錯(cuò)位。

3.1.3 由從一端砌上、下爐口反拱磚改為從中央向兩端砌筑,并對稱進(jìn)行,利于兩側(cè)收口、鎖緊,防止兩磚間隙不均勻、不緊密而脫落。

3.1.4 磚縫內(nèi)分布充實(shí)、均勻、內(nèi)外一致,膨脹縫滿足 2-3mm,各部位磚體連接處進(jìn)行鎖口處理,加工的磚體不大于三分之一,加工好的磚體不小于自身的三分之二。

3.1.5 鎂質(zhì)填料要求能手捏成團(tuán)，從一米高處落下見散,填充料厚薄均勻，堅(jiān)實(shí)度均勻。

3.1.6 破損、斷角及受潮的鉻鎂磚堅(jiān)決不用。

3.2、 控制轉(zhuǎn)爐冷料,防止高溫腐蝕

試驗(yàn)證明鉻鎂磚在850℃的抗熱振性時(shí)，18次就會(huì)發(fā)生斷斷裂,導(dǎo)致爐磚襯損壞。因此，要避免爐溫忽高忽低和劇烈波動(dòng)，減少和消除熱應(yīng)力對磚襯的損害。在生產(chǎn)中， 采用控制冷料加入量的辦法來穩(wěn)定爐溫。

3.3、合理控制轉(zhuǎn)爐渣含硅,減少化學(xué)腐蝕中性或弱堿性爐渣對爐磚襯起保護(hù)作用。鐵橄欖石對方鎂石侵蝕嚴(yán)重，不僅能使鎂質(zhì)耐火材料表面溶解，還能滲進(jìn)到內(nèi)部使其溶解。溫度愈高，MgO在轉(zhuǎn)爐渣中溶解度愈大，并在高溫下形成荷重軟化溫度較低的鎂橄欖石，降低鎂磚的工作性能。鐵的氧化物還能使方鎂石和鉻鐵礦晶粒飽和，造成晶粒破壞，使鎂磚過快損壞。轉(zhuǎn)爐渣含硅量小于18%，呈堿性，轉(zhuǎn)爐渣含硅量大于28%，為酸性，兩者均嚴(yán)重腐蝕氧化鎂磚襯。轉(zhuǎn)爐渣含硅量在19%-24%之間，呈中性或弱堿性，不腐蝕氧化鎂磚襯。生產(chǎn)中,嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)爐渣含硅量， 使其穩(wěn)定在19%一24%之間。

3.4、提高人員素質(zhì)

提高筑爐、轉(zhuǎn)爐操作、生產(chǎn)管理者的素質(zhì)和能力， 確保砌爐質(zhì)量。提高對突發(fā)事故的應(yīng)對能力,科學(xué)嚴(yán)密地監(jiān)督管理生產(chǎn)。

3.5、合理選擇供風(fēng)強(qiáng)度和富氧濃度

生產(chǎn)過程中難免出現(xiàn)爐體與風(fēng)機(jī)不匹配的情況，嚴(yán)禁用大風(fēng)機(jī)給小爐體供風(fēng)，防止風(fēng)口區(qū)沖刷巨烈和熔體嚴(yán)重噴。轉(zhuǎn)爐富氧濃度不宜高于27%，富氧濃度大于27%，對磚襯洗刷較大。

4、 應(yīng)注意的問題

在生產(chǎn)中還應(yīng)注意以下幾方面問題:

(1)制定科學(xué)的停爐、修爐和開爐標(biāo)準(zhǔn)，如磚襯拆除標(biāo)準(zhǔn)、升溫標(biāo)準(zhǔn)等， 并嚴(yán)格執(zhí)行。

(2)新修爐體在開動(dòng)時(shí)要進(jìn)行“掛爐”和“滲銅”作業(yè)， 保護(hù)爐體。

(3)嚴(yán)格工藝操作，各階段爐溫的控制和終點(diǎn)的判斷要準(zhǔn)確。杜絕“過吹”現(xiàn)象的發(fā)生，特別是二周期過吹，對爐體的損害非常嚴(yán)重。

(4)重視職工的培訓(xùn)工作，提高全員素質(zhì)和煉銅技術(shù)水平。

4、小結(jié)

通過實(shí)施以上各項(xiàng)措施，噸銅磚耗能得到很好的控制，降低成本，年創(chuàng)效益。只要重視砌筑質(zhì)，重視工藝條件，消除使鉻鎂磚損壞的熱應(yīng)力、機(jī)械力和化學(xué)侵蝕的因素，就能延長爐磚的壽命。