[发明专利]一种氧化、还原风管的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化、还原风管的制备工艺。

背景技术：

目前，固定式阳极炉杂铜精炼是当今世界上非常成熟的冶炼工艺，贵溪冶炼厂固定式阳极炉项目，于2006年5月开始正式组建，一期、二期工程项目分别于2007年3月和7月投产。

固定式阳极炉的杂铜精炼工艺过程可分为：加料熔化期、氧化造渣期、还原期、浇铸期。1、加料熔化期是将粗铜、杂铜、黑铜等原料进行配比（配料目的是为能顺利地造渣、脱杂），配好的原料以及熔剂，通过叉车运到主厂房的2米平台上或放在加料机的料板上。加料机将物料通过二个加料口分批加入炉内，然后通过二个重油烧嘴进行熔化冶炼。在炉内出现少量铜熔液时，就利用风管导入压缩空气搅拌熔液进行助溶。2、氧化造渣期是将铜中的杂质用压缩空气经过氧化风管喷入熔池氧化，与熔剂反应进行造渣。当熔体特性达到目标时，氧化造渣过程结束并排渣，渣通过渣流槽排入渣包。此时的铜液中含氧量约为7000 ppm。3、还原期是在排渣结束后，利用杂用风与氮气的混合气体将粉煤还原剂吹入熔池，进行还原。粉煤还原剂是经过一个压力输送罐输送至还原风管再被吹入熔体中。当铜液的含氧量达到小于200ppm 时，即完成了还原作业。4、浇铸期是将精炼好的铜水经过出铜口、流槽导入单圆盘浇铸机，浇铸成阳极板。

熔化期、氧化造渣期、还原期都需人工插风管（DN25）操作，为保证风管能够在熔体中能够长时间使用，风管外层必须包裹耐火材料以避免被高温熔体烧损。冶炼过程中，风管在高温熔体中烧损变形后必须及时更换，风管消耗量非常大。

生产初期，氧化还原风管外层包裹的耐火材料为镁铬质浇铸料，在制作完成后必须在室内自然干燥25天左右方可使用。在自然干燥时间段内，浇铸料容易出现开裂、脱落现象。使用过程中因浇铸料与风管粘结不牢固，会出现大面积剥离现象，导致裸露部分直接与高温熔体和火焰接触，风管极易烧损、弯曲变形，这样，不但增加了风管更换频次和员工劳动强度，还延长了炉作业周期，生产初期风管消耗量见表1。

表1   风管消耗量

此外，风管上脱落下来的耐火材料进入熔体内，不利于氧化造渣期良性渣的形成，影响阳极铜品质，甚至造成电解工序的电解液产生黑色悬浮物，而影响阴极铜品质。

发明内容：

 为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种延长固定式阳极炉氧化、还原期使用风管寿命的方式，在风管制作工序中改变传统耐火材料制作风管的方式，减少制作成本，降低劳动量，延长使用寿命和缩短更换频繁，从而减少更换风管影响作业率的时间的。

本发明的技术方案是：一种氧化、还原风管的制备工艺，具体包括以下步骤：

首先，将长8米、DN25的平直铁管任一头分5次折弯成100°角度，形成弧长1.2米的弯头，备用；

其次，将高岭土和水玻璃按5：2-3的比例混合，制成耐火材料，将耐火材料从步骤制备得到铁管的弯曲头一端开始均匀的涂抹，使在铁管的外壁上被耐火泥均匀的包裹好，铁管涂抹耐火材料的长度为4-5m，耐火材料的厚度为5-10mm；

3、将覆盖有耐火材料的铁管放在厂房内自然干燥10-30天，即的氧化、还原风管。

本发明的原理是：

首先，耐火材料选型

1）高岭土。高岭土主要由小于2um的微小片状、管状、蝶片状等高岭石簇矿物（高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石等）组成，理论的化学式为为Al₂O₃、-2SiO₂、-2H₂O，其主要矿物成分是高岭石和多水高岭石，除高岭石簇矿物外，还有蒙脱石、依利石、叶腊石、石英和长石等其他矿物伴生。

高岭土质软，易分散悬浮于水，具有良好的可塑性和很高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所需的矿物原料。高岭土化学成分及性能参数见表2。

表2  高岭土化学成分及性能参数 （％）