高铝砖和镁铬砖在铅冶金炉上的应用

高铝砖其隶属与硅酸铝系耐火材料，按照其化学属性被称为中性耐火材料，是耐火材料行业应用最为广泛的耐火砖，高铝砖具有高温蠕变小、抗侵蚀性强、热震稳定性好等优点，因此在钢铁冶炼、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、电力等各行业高温窑炉中都能见到高铝砖身影。而今天我们主要以铅冶炼窑炉为例，简述高铝砖在铅冶炼过程中使用的冶金炉中的应用。

铅冶炼用的冶金炉的工况环境非常的复杂，不但要求耐火砖具有足够的耐高温性能，还要具备一定的抗渣及铅液的侵蚀性能，以及抗炉渣及烟气的冲刷性能。在耐火砖的选择上，铅冶金炉主要采用镁铬砖、高铝砖、高铝质耐火捣打料。其中高铝砖和高铝质耐火捣打料主要被应用在炉底的永久层区域。

在铅冶金炉炉衬的设计中，根据炉体内各个位置的不同，耐材的选择也相应变化。以固定卧式冶金炉炉体为例，炉底一般使用的有镁铬砖、高铝砖、铝铬尖晶石及高铝质捣打料、镁质捣打料等，还有的使用高强防渗捣打料，其成分也是属AL2O3-SiO2系，AL2O3的含量>75%。液态铅的比重达10.6g/cm3,渗透性极强，因此炉底耐材既要有散热的功能，也要具备较高的防渗铅的能力。

目前广泛应用的做法是炉底钢板上首先铺设高铝砖，高铝砖具有较高的耐压强度(常温耐压强度40~60MPa),热导率(2.09+1.861×10-3t)也高于镁铬砖(1.28+0.407×10-3t),用作炉底底部作为垫层比较合理;在炉底垫层上部应设置一层具有抗铅渗透的耐火材料，目前采用的有镁质捣打料或高强防渗捣打料(高铝质)，两种均可起到隔层的作用。其中镁砂捣打料的配比为：镁砂：镁粉=7:3,配以卤水，镁砂粒度：0.2~0.5mm70%、1.5~3.0mm30%;高强防渗捣打料的成分则是：高铝质的各种粒度的骨料、骨粉配晋而成。

在经过高温烘烤后，各种粒度的骨料膨胀紧密结合，达到理想的防渗铅目的。必须注意的是镁质、镁铬质捣打料捣打完成后，需进行低温烘烤，烘烤出游离水后，用细镁粉将伸缩缝填实，以保证捣打层的强度和密实性。捣打料的厚度建议为150~300mm,既便于捣打时一次完成，又能较为均匀地完成烘烤，形成防渗效果较好的整体层。

镁铬砖在炼铅行业窑的应用

铅冶炼对于耐火材料的要求比较复杂，既要有足够的耐高温性，还需具备一定的高温机械强度，同时需具备良好的抗渣侵蚀及抗炉渣、烟气冲刷的能力，因此对于炉内耐火材料的选择非常严格的要求。因此在其高温工作区主要选择镁铬砖。铅冶炼炉炉腔内工作区域(炉壁、炉顶)的耐材选用分为两个区域进行，一部分是熔池区(尤其是渣线区域)的镁铬砖，另一部则是气象区的镁铬砖。

01炉内熔池区

熔池区(尤其是渣线区域)的耐火砖会受到熔渣的侵蚀和冲刷，铅冶炼熔渣成分较为复杂，高铝质的耐火材料会参与造渣反应，因此选用高铝质的耐火砖是不合适的，应选用镁铬材质的耐火砖。同时考虑到耐火砖的抗渣腐蚀及抗冲刷性，应选用电熔再结合的镁铬砖。该材质的砖在抗渣侵蚀性优于半再结合镁铬砖。Cr2O3的含量增加可以提高砖的抗渣锓蚀性，因此尽量选择Cr2O3含量较高的镁铬砖。

02炉内气象区

气象区耐火砖不会受熔渣的浸蚀，仅受少量熔沿的喷溅侵蚀和含尘烟气的冲刷，因此可选用含Cr2O3较低的镁铬砖。

国内某厂的炼铅还原炉内采用的镁铬砖在生产初期所使用的是含Cr2O3较高的直接结合镁铬砖，则出现了气象区处的镁铬砖表面无金属和渣的包裹、砖断成两段、结构疏松等现象，根据分析结果判断是耐火砖中的Fe3+、Fe2+大量还原成单质Fe,从而导致砖体结构疏松。因此在维修中改用了含Cr2O3较低的电熔再结合镁铬砖(Cr2O3含S为12%)。此改进主要的原因是电熔再结合镁铬砖的显气孔率低，同时降低耐火砖中Fe3+、Fe2+的含量，从而更适应在气象区的强还原性气氛，延长使用周期。改用此类型的电熔再结合镁格砖后，大大延长了使用时间，取得了良好的效果。

结语

在根据冶炼工艺特点，冶炼物料特性，正确的选择及使用耐火材料的基础上，要保证冶金炉的正常运行，保证合理的炉寿，使企业获得经济效益，还必须有正确合理的耐火材料设计，包括结构设计、膨胀计算、砌体的升温烘烤都影响着耐火材料的正常使用。因此，在现有发展的基础上，还需更深一步的围绕耐火材料进行耐冲刷性、抗渣侵蚀性、应力分析、烘烤制度等方面进行深入研究改进，需要耐火材料供应商、设计单位和用户多方面的共同努力，才能使耐火材料取得更好的应用效果。