采用PS轉爐進行生產的銅冶煉廠，轉爐在生產中起到粗煉除雜并配合上下工序調整生產節(jié)奏的作用，而轉爐內襯耐火材料的使用壽命決定了轉爐爐壽的高低。某有色公司2臺60t轉爐采用爐交換的生產模式進行生產，2013~2015年，轉爐爐壽一直偏低，小修爐壽平均為90~95爐，低于同行業(yè)水平。轉爐爐壽的高低，直接影響轉爐工序的各項經濟技術指標，同時頻繁倒爐、檢修次數(shù)增加給生產帶來諸多不利影響。

1.1轉爐耐火磚損耗的主要形式

1.1.1高溫下化學侵蝕

耐火磚在高溫下化學侵蝕時爐渣會和鎂鉻磚中的方鎂石反應生成橄欖石相，形成鎂橄欖石(Mg?SiO?)和鈣鎂橄欖石(CaMgSiO?)的反應為：

轉爐耐火磚在使用過程中，耐火磚的熱端受到嚴重的渣侵蝕和金屬滲透，在熱端會形成深度約40~50mm的侵蝕滲透層，導致耐火磚的組織結構被破壞，形成與原來鎂鉻磚結構和性質不同的變質層，并且距爐磚工作面越近，爐磚滲透越嚴重。同時在轉爐生產過程中，如果熔劑的加入量過多，容易生成酸性爐渣，耐火磚易被酸性爐渣侵蝕，且爐溫越高，酸性爐渣對鎂鉻磚的侵蝕越快。

1.1.2熱應力損壞

轉爐一般使用爐交換的方式生產，從出銅到下一爐次進料間隔時間過長(約420min)，期間爐襯的表面溫度溫差達300~700℃，當溫差為300℃時，鎂鉻質耐火磚在工作面產生的熱應力可達25~40MPa，這一數(shù)值已經超過了鎂鉻耐火磚的高溫抗折強度。由于溫差較大，變質層和原磚層間因熱膨脹系數(shù)差異，在熱應力的作用下易產生平行于工作面的裂紋，導致變質層崩裂和剝落。

1.1.3機械應力損壞

轉爐在生產過程中，轉爐進風量大小對風眼區(qū)耐火磚的損耗有較大影響，轉爐風箱、風眼座及風眼彈子漏風，會造成爐內熔體在風眼區(qū)附近強烈攪動，繼而導致風眼內管燒損較快，使得風眼區(qū)耐火磚受到爐內熔體較強的機械沖刷而損耗。其次是在正常生產中，因操作需要須進行頻繁的捅風眼、清風眼操作，易造成風眼磚損壞。另外在清理爐口粘結物時，爐口機釬頭的擊打，易造成爐口區(qū)耐火磚損壞、脫落。

1.2轉爐耐火磚的損耗情況

經過多次轉爐小修，對轉爐風眼至上爐口、爐口區(qū)域的耐火磚損耗情況進行測量、統(tǒng)計，耐火磚損耗情況見表1。

由表1可看出，風眼磚及爐口磚的壽命決定了轉爐的爐壽。

2.1改進風眼區(qū)鎂鉻磚材質

風眼區(qū)的鎂鉻磚要求具有較強的耐高溫、耐沖刷、耐化學腐蝕、耐沖擊振動等性能。因此，將風眼區(qū)域的風眼磚、三角磚由原設計的電熔20鎂鉻磚(DMGe-20)改為電熔26鎂鉻磚(DMGe-26)，其理化指標對比如表2。

鎂鉻磚中氧化鉻(Cr?O?)的含量增加，提高了鎂鉻磚抗沖刷性能，減緩了鎂鉻磚在使用過程中的洗刷速度。同時，DMGe-26鎂鉻磚的氣孔率顯著降低，縮短了渣侵蝕、金屬滲透的深度，縮短了鎂鉻磚熱端變質層(變質層長度縮短約10mm)，降低了耐火磚的剝落長度，減緩了風眼磚的損耗速率。

2.2對檢修質量嚴格把關

2.2.1機械方面

(1)風眼座、三通座修復時，對座子表面進行打磨，確保座子面的平整度。安裝時采用防松動螺栓，并將普通石棉墊改為鋁包石棉墊，確保風眼座及三通座處無漏風間隙。

(2)制作風眼管調校樣板，用樣板選擇兩根風眼管作為校正基準，風眼管中心距校正后需達到風眼磚砌筑要求，并將風眼管與風眼套管焊接牢固。

(3)風眼管安裝到位后，用塞子塞住風眼管管口，啟動GM風機對轉爐供風，將風壓憋至轉爐正常生產時風壓(0.1MPa左右)，對風箱及風眼各連接點的漏風情況進行檢查，發(fā)現(xiàn)漏風點及時處理，避免因漏風造成進風量不足，導致風眼內管及風眼區(qū)域爐磚洗刷過快。

2.2.2爐窯砌筑方面

(1)風眼磚由中間向兩端砌筑，砌筑后對風眼磚前后面進行打磨，避免局部位置出現(xiàn)三角縫。

(2)風眼磚至上爐口處的方磚按要求退臺砌筑，縮小退臺過渡段磚層之間的高差，減緩過渡段爐磚的損耗速率。

(3)磚縫內灰漿飽滿、均勻，內外一致，新舊磚接口處磚縫小于3mm，加工磚寬度不小于自身寬度的1/2，厚度不小于自身厚度的2/3。

(4)上、下爐口砌筑時，在爐口上焊接鋼片用于鎖磚，避免生產中清理爐口時造成爐口磚整體脫落。

2.3規(guī)范烘爐操作

制定轉爐小修烘爐規(guī)范，烘爐時采用木柴、油槍分階段烘爐，嚴格按升溫曲線進行升溫控制，確保烘爐溫度與理論升溫曲線偏差不超過50℃，確保耐火材料熱膨脹達到材料要求，避免烘爐溫度波動大造成耐火磚損壞。

2.4優(yōu)化生產操作

(1)制定冷料的加入標準，防止爐溫過高;穩(wěn)定控制冰銅品位，制定單爐冰銅量標準，避免冰銅量波動大洗刷爐磚，并嚴格控制單爐產量。

(2)造渣過程中適當升高爐渣堿度，爐內形成磁性鐵粘附于爐壁上，在爐內形成“掛渣”，保護爐磚。

(3)轉爐生產中搖爐前必須關閉氧氣，減緩富氧空氣對風眼管的氧化損耗。

通過實施以上各項措施，2016年轉爐小修爐壽由90爐提高至140爐。雖然轉爐爐壽有所提高，但還與其他冶煉廠有相當?shù)牟罹啵瑢⑼ㄟ^對轉爐砌體結構進行改造，并在轉爐檢修時嚴控檢修質量，進一步優(yōu)化轉爐生產操作，爭取將轉爐小修爐壽提高至200爐。