January 21, 2026
De wetenschappelijke selectie van vuurvaste stenen voor flash-smeltovens is een cruciale basis voor het waarborgen van de veilige en stabiele werking van non-ferrometaalsmeltapparatuur. Een flash-smeltoven is een grootschalige non-ferrometaalsmeltinrichting, voornamelijk bestaande uit drie delen: de reactietoren, de bezinktank en de stijgflue. Vanwege aanzienlijke verschillen in temperatuurniveaus, media-eigenschappen en luchtstroomerosiecondities in elk deel, moet de selectie van vuurvaste materialen en structurele configuratie specifiek worden ontworpen op basis van de specifieke werkomstandigheden.
Algemene structurele kenmerken en selectieprincipes voor vuurvaste materialen van flash-smeltovens
Verschillende functionele gebieden van de flash-smeltoven voeren verschillende procesfuncties uit en hebben daarom aanzienlijk verschillende eisen aan de prestaties van vuurvaste materialen. De reactietoren is voornamelijk verantwoordelijk voor snelle reacties bij hoge temperaturen, de bezinktank is verantwoordelijk voor het opslaan en scheiden van smelt, en de stijgflue is verantwoordelijk voor het transport van rookgas bij hoge temperaturen. Daarom moet de selectie van vuurvaste stenen uitgebreid rekening houden met bestandheid tegen hoge temperaturen, bestandheid tegen slagerosie, bestandheid tegen luchterosie en onderhouds- en vervangingsomstandigheden, in plaats van simpelweg hoogwaardige materialen na te streven.
Reactietoren: configuratie van vuurvaste stenen onder omstandigheden van hoge temperatuur en sterke erosie
De reactietoren is het meest kritieke onderdeel van de flash-smeltoven, met de hoogste temperatuur en de meest geconcentreerde materiaalreacties. De maximale temperatuur in de oven kan 1400-1500℃ bereiken. Materialen en luchtstroom bij hoge temperaturen passeren binnen enkele seconden snel door het torenlichaam, vergezeld van wat gesmolten materiaal dat langs de binnenwand stroomt, wat sterke erosie en chemische corrosie veroorzaakt aan de vuurvaste stenen. Gezien het feit dat de reactietoren boven de bezinktank is opgehangen en moeilijk te vervangen is, gebruikt de hoofdvoering meestal elektrogesmolten magnesiachroomstenen of elektrogegoten magnesiachroomstenen om te voldoen aan de uitgebreide eisen van bestandheid tegen hoge temperaturen, erosiebestendigheid en corrosiebestendigheid.
De werkomstandigheden van de bovenste voering van de reactietoren zijn relatief mild. Dit gebied is voornamelijk onderhevig aan stralingswarmte, de temperatuur is lager en het komt niet direct in contact met de ovenmaterialen. Semi-gerecombineerde magnesiachroomstenen of hoogwaardige direct-gebonden magnesiachroomstenen kunnen worden gebruikt. Onder omstandigheden van zuurstofverrijkte smelting met hoge zuiverheid en verbeterde koeling kan de afhankelijkheid van hoogwaardige magnesiachroomstenen verder worden verminderd.
Bezinktank: gedifferentieerde toepassing van vuurvaste materialen in meerdere gebieden
De bezinktank is het meest complexe gebied wat betreft de configuratie van vuurvaste materialen in de flash-smeltoven. De bovenste ruimte van de bezinktank is voornamelijk onderhevig aan gassen bij hoge temperaturen boven 1350°C. Omdat het niet direct in contact komt met het gesmolten materiaal, is de mate van erosie en corrosie relatief licht. Semi-gerecombineerde magnesiachroomstenen of hoogwaardige direct-gebonden magnesiachroomstenen worden meestal gebruikt, samen met een watergekoelde balkconstructie om de temperatuur van het ovendak te verlagen en de levensduur te verlengen.
De slaklijn van de bezinktank en het gebied onder de reactietoren zijn de meest ernstig geërodeerde gebieden. De flash-ovenslak is alkalisch, rijk aan FeO en SiO₂, en heeft sterke corrosieve eigenschappen ten opzichte van vuurvaste stenen. Het wordt ook beïnvloed door erosie van gesmolten materiaal en frequente slaktapoperaties. Dit gebied gebruikt meestal hoogwaardige semi-gerecombineerde magnesiachroomstenen met uitstekende slakbestendigheid en erosiebestendigheid. Elektrogesmolten gerecombineerde magnesiachroomstenen zijn meer geschikt voor het slaklijngebied.
De ovenbodem en het gebied onder de slaklijn vormen de dragende fundering van de ovenvoeringconstructie. Hoewel de mate van erosie relatief licht is, staat ten minste één zijde in langdurig contact met vloeistof bij hoge temperaturen, wat een hoge druksterkte, lage schijnbare porositeit en een hoge belastingsverwekingstemperatuur vereist. In de praktijk wordt vaak gebruik gemaakt van semi-gerecombineerde magnesiachroomstenen met hoge druksterkte of elektrogesmolten gerecombineerde magnesiachroomstenen. De onderste en middelste lagen van de ovenbodem worden gecombineerd met vuurvaste kleistenen en isolatiestenen voor hoge temperaturen om zowel de draagkracht als de isolatie-eisen te vervullen.
Selectie van vuurvaste materialen voor verbindingsstukken en opwaartse flue
De verbindingsstukken van de reactietoren, de bezinktank en de opwaartse flue zijn onderhevig aan de meest geconcentreerde luchterosie. Dit gebied gebruikt meestal een koelende koperen buis als een raamwerk, met amorf vuurvast gietbaar materiaal erin gevuld. Het materiaal moet een goede corrosiebestendigheid en erosiebestendigheid bij hoge temperaturen hebben, evenals een goede vloeibaarheid tijdens de constructie en voldoende uithardingstijd.
De opwaartse flue is het kanaal voor de verzameling en afvoer van flash-ovengas. De normale bedrijfstemperatuur is over het algemeen 1250–1300°C, en de rookgassnelheid varieert van 5,0 tot 9,0 m/s in verschillende gebieden. De vuurvaste stenen in dit gebied zijn onderhevig aan luchterosie en zijn ook gevoelig voor stofophoping. Semi-gerecombineerde magnesiachroomstenen of direct-gebonden magnesiachroomstenen worden meestal gebruikt. Het gebied in de buurt van de bezinktank en boven de slakafvoeropening heeft hogere temperaturen en aanzienlijke luchtstroomveranderingen, waardoor semi-gerecombineerde magnesiachroomstenen geschikter zijn. Sommige projecten gebruiken watergekoelde koperplaatconstructies om de onderhoudsfrequentie te verminderen.Conclusie
De selectie van vuurvaste stenen voor flash-smeltovens moet worden geleid door het principe van geschiktheid voor de werkomstandigheden. De praktijkervaring leert dat de rationele toewijzing van vuurvaste materialen in verschillende delen van de oven een evenwicht moet bereiken tussen prestaties en kosteneffectiviteit, terwijl wordt voldaan aan de eisen van bestandheid tegen hoge temperaturen, corrosiebestendigheid en structurele veiligheid. Het is niet simpelweg een kwestie van het gebruik van de hoogste kwaliteit materialen die beschikbaar zijn.
