Le procédé de fusion Ausmelt est largement utilisé dans le monde entier pour sa forte adaptabilité des matières premières, son fonctionnement simple, son efficacité de production élevée et ses installations complètes de protection de l'environnement, mais il présente également des inconvénients tels qu'une durée de vie courte du four ; la prolongation de la durée de vie des fours Ausmelt s'effectue principalement autour de la prolongation de la durée de vie desbriques réfractaires. À partir du mécanisme de perte des briques réfractaires, nous pouvons découvrir les facteurs qui affectent la durée de vie des briques réfractaires dans les fours Ausmelt. Il y a trois aspects principaux, à savoir : la chute des flocons ; ablation de matière fondue à haute température ; décapage mécanique et érosion chimique des gaz de combustion à haute température.
Les flocons tombent
Dans la production des sept fours des fours Ausmelt, la chute des flocons de briques réfractaires est le facteur le plus important de perte de briques réfractaires. Plusieurs facteurs principaux conduisent à l’apparition d’écailles de briques réfractaires, à savoir les fluctuations de température ; érosion des scories et impact physique.
1. Fluctuations de température
La fusion du cuivre au four Ausmelt utilise un système de courroie pour ajouter du concentré de cuivre, et de l'air riche en oxygène y est insufflé à travers un pistolet pulvérisateur. Après mélange dans le bain de fusion du four Ausmelt, une violente réaction redox se produit. La température du bassin de fusion de cuivre du four australien est maintenue à 1 160 degrés -1200 degrés, ce qui est nettement inférieur au caractère réfractaire (supérieur ou égal à 1 580 degrés) et à la température de ramollissement de la charge (supérieure ou égale à 1 450). degré) de matériaux réfractaires ordinaires. Ainsi, à cette température, les nouvelles briques réfractaires non encore détériorées ne seront pas consommées. Cependant, dans des conditions de fonctionnement irrégulières ou même intermittentes, telles que le processus d'ouverture et d'arrêt du four australien, la température dans le four augmente et diminue fortement, et ce changement de température provoquera un gradient de température à l'intérieur de la brique, ainsi qu'un retrait et une dilatation. le processus des briques réfractaires sera bloqué pour produire un stress thermique. Lorsque la contrainte thermique dépasse la résistance aux chocs thermiques des briques réfractaires, les briques réfractaires se fissurent, se cassent et réduisent la résistance mécanique, pour finalement s'écailler.
Dans le même temps, les différentes vitesses de chauffage et de refroidissement de chaque couche de briques pendant le processus de chauffage ou de refroidissement du four et les différentes contraintes thermiques générées pendant le processus de déplacement thermique provoqueront un déplacement relatif entre les briques. Ce déplacement relatif provoque une force de cisaillement par friction sur la surface de déplacement entre les briques. Dans les cas graves, cela déchirera directement la zone locale des briques réfractaires, provoquant des fissures dans les briques réfractaires. Ces fissures se propagent selon le déplacement relatif provoqué par chaque fluctuation de température ultérieure, conduisant finalement au pelage des briques réfractaires. Au début de l'ouverture du four australien, en raison des conditions de processus immatures, de la méconnaissance du fonctionnement pratique du processus visant à améliorer la durée de vie du four de fusion Ausmelt et des pannes d'équipement, la température et les conditions du four ont fluctué fréquemment, les briques sont tombées. dans le four et les briques réfractaires ont été sérieusement endommagées.
2. Érosion des scories
Dans la fusion de matte, la gangue de charge comprend principalement du quartz (SiO2) et du calcaire (CaCO3), qui réagissent avec FeO produit par oxydation du concentré de cuivre pour former une scorie alcaline complexe contenant du silicate de fer (2FeO·SiO2 : fayalite), qui présente une forte corrosivité. et la capacité d'érosion. Lors du processus de maçonnerie en briques réfractaires, il existe inévitablement des joints de briques radiaux et circonférentiels. Ces joints de briques et ces fissures dans les briques réfractaires provoqués par les fluctuations de température fournissent des canaux pour l'infiltration et l'érosion des scories alcalines à haute température, et cette érosion des scories elle-même provoque également une augmentation continue des joints de briques et des fissures. À mesure que les joints et les fissures des briques augmentent, les briques sont soumises à des contraintes excessives lors de chaque processus de contraction et d'expansion provoquées par les fluctuations de température, ce qui entraîne un pelage en bloc de la surface des briques réfractaires.
3. Impact physique
Une fois que le coke tombe pendant le processus de production du four Ausmelt, les blocs de coke tombent librement sur la section en pente du four Ausmelt, ce qui produit une énorme force d'impact physique sur les briques réfractaires dans la section en pente du four Ausmelt, affectant sérieusement l'intérieur. force de liaison des briques, provoquant la fissuration des briques réfractaires. Après un choc thermique, l'érosion des scories et le décapage des fumées, les fissures finissent par provoquer le décollement des briques réfractaires.
Ablation de matière fondue à haute température
En raison de l’action d’agitation du pistolet pulvérisateur, le bain fondu du four Ausmelt est un bain fondu dynamique « bouillant » violent. L'ensemble du four est un champ de température inégal et instable, sujet à des températures locales élevées, entraînant un ramollissement de la structure de surface et de la résistance des briques réfractaires, une diminution des performances de liaison des tissus, une combustion directe d'une partie de la phase de liaison et une charge réduite. température de ramollissement des briques réfractaires, entraînant une lente perte de briques réfractaires. L'ablation de la solution à haute température se produit principalement dans la zone du bassin fondu et dans la zone située en dessous de la ligne de scories. À partir de l'observation et de la mesure des données de briques résiduelles de sept périodes de four, il s'avère que le processus de combustion des briques réfractaires par une solution à haute température est un processus très lent, principalement en raison de la zone de solution à haute température et de la zone située en dessous de la ligne de scories. peut essentiellement être protégé par des scories en raison de l'effet du refroidissement par eau.
Décapage mécanique et érosion chimique des fumées à haute température
Le processus de fusion du cuivre dans le four Ausmelt lui-même est un processus de fabrication de scories et de désulfuration, qui produira une grande quantité de gaz de combustion contenant du soufre à haute température et hautement corrosifs. Les gaz de combustion contenant du soufre à haute température sont extraits par le ventilateur à haute température d'acide sulfurique pour former un flux d'air à haute température, qui parcourt en permanence la surface des briques réfractaires, en particulier la surface des briques réfractaires dans la section en pente du four Ausmelt. , entraînant la combustion des briques réfractaires. Dans le même temps, étant donné que la fusion du four Ausmelt est une fusion riche en oxygène, les gaz de combustion contiennent environ 6,5 % d'oxygène. Au cours du processus de diffusion, une partie du SO2 est oxydée pour produire du SO3 par le gaz à haute température, qui réagit avec les oxydes alcalins des briques réfractaires à des températures inférieures à 1 050 degrés pour former des sulfates de métaux alcalino-terreux (MgSO4, CaSO4). La formation de sulfates de métaux alcalino-terreux dans les briques s'accompagne souvent d'une augmentation de volume et d'un remplissage des pores. En raison de cette érosion, le risque de fissuration des briques est accru, la force de liaison des briques est affaiblie et l'érosion des briques par les scories est encore favorisée, ce qui conduit finalement à la combustion et même à l'écaillage des briques réfractaires.
