【鼓风炉】一种竖式冶炼炉的结构原理和施工砌筑方法
鼓风炉结构及工作原理
鼓风炉是一种竖式冶炼炉，适用于中小塑冶炼厂，是铜、铅、锌的主要冶炼热工设备。它用于处理矿石、精矿和烧结块等物料，从而获得粗金属或冰铜。
鼓风炉按冶炼原料的不同分为炼锏密闭鼓风炉、炼铅鼓风炉和铅锌密闭鼓风炉等。鼓风炉通常由炉缸(本床)、炉身(分全水套和半水套式)、炉顶、框架、鼓风系统等组成。炼铜密闭鼓风炉还设有前床。鼓风炉本体截面一般为长方形，小型鼓风炉多为椭圆形或圆形。炉子的规格是用炉子风口处的截面积来表示，并且用风口区毎1米2截面积在每昼夜熔炼炉料的吨位数和风口比(风口总的截面积与炉子风口处截面积的比)来表示炉子的单位生产率和熔炼特点。
鼓风炉熔炼可分为还原熔炼与氧化熔炼。在冶炼过程中，炉料(矿石或精矿、熔剂和燃料)分批从炉子顶部加人，空气由炉身下部风口鼓入，熔体从炉缸出料口排出。熔炼过程所窬要的热量，主要来源于风口区鼓入的空气与物料中的硫以及物料中的可燃物充分混合燃烧形成的髙温,最高炉温可达1400〜1450℃;氧化熔炼的热量主要借助硫化物氧化时放出的热能。熔炼产物随着熔炼性质及物料种类的不同，有的在炉缸内因金属及炉渣比重不同而分离;有的则经炉缸流入前床按比重不同分离出冰铜和炉渣。
鼓风炉的炉体一般为水套冷却结构。炉缸与前床内层为砌体直接与熔融产物接觖，遭受渗透和化学侵蚀作用，因此，要求该部位的耐火材料应对金属、冰铜和炉渣侵蚀作用具有良好的抵抗性能。这部分一般都采用镁铬质(或镁质)耐火材料。炉身上部为镁铬质浇注料或高铝质耐火浇注料砌筑。
图10-8是一座8.0m2炼铅鼓风炉，图10-9是一座10m2密闭式炼铜鼓风炉。
国内具有代表性的铅、镍鼓风炉和铜密闭式鼓风炉的基本尺寸见表10-6、10-7，耐火材料需要量见表10-8、表10-9.
鼓风炉的施工准备
1 施工平面布置
鼓风炉是熔炼车间的主要设备之一，通常布置在车间厂房内一端的合适位置。鼓风炉的砌筑一般在厂房土建工程基本结束，厂房具备防水和鼓风炉框架安装好后的条件下进行。
鼓风炉用砖董不很多，砖的品种也不多。砌筑前耐火材料可堆放在厂房内空地处，镁铬质或镁质耐火砖应保存在耐火材料库内，并应有防水防潮设施。使用前，提前一天或半天运往工地存在炉子周围便于搬运的空地。为了小误工期，可-次将筑炉所用的砖置都运到炉前。
泥萊搅拌设备可布置在厂房外，离炉子不太远的地方。对施工量大、工业炉多的工厂，可设置专门的泥浆加工工段。铜冶炼车间炉子比较多，通常设有三台吹炼炉、两台阳极精炼炉。泥浆搅拌设备可布置在车间内一个合适的位置、可同时兼顾其他几台炉子施工时供用，以减少搬运次数。
平面布置的主要内容有：
(1)施工现场永久性和临时性的主要建筑物;
(2)主要材料，辅助材料的仓库和露天堆放扬地;
(3)永久性和临时性运输工具、设备;
(4)施工所用的临时水、电、压缩空气和蒸汽的来源管道及其线路;
(5>主要施工机械：如空气压缩机、卷扬机、耐火砖加工设备、泥浆搅拌机等;
(6)临时工程：如工人休息室等;
施工平面布置是施工准备的组成部分。筑炉工程的平面布置应具有全局观念和整体部署，以防互相干扰。临时工程可本着节约的原则，尽量节约施工费用。临时工程的位置应考虑行人、运输、操作和拆迁方便，并符合安全的要求。鼓风炉施工平面布置主要临时设施项目见表10-10.
2 施工进度与劳动组织
施工进度的制定是在合同条款的约束下进行编制，总时间不能超过合同规定的竣工时间，在编制进度表时要留出自检时间。施工组织安排应按施工进度表进行，同时还应考虑到在施工过程中一些意想不到或突发事件所影响的施工时间。对多台炉子的施工还应考虑到相互配合，人员调配，合理配备专业工种和辅助工种，依照用人的高、低峰，有效地安排人员，以加快施工进度，力求速战速决，提高劳动生产率。施工人员参考表见表10-11.
3 施工方法
鼓风炉砌筑一般分两个阶段作业。第一阶段是炉底和炉缸。
当鼓风炉框架、炉缸底座和炉缸外壳安装好并校正无误后.检査和抽査的耐火砖的质童和外形耐火砖，确定没有问题，才可开始筑炉。
砌底前，应以虹吸口底面中心线为基准，根据各层砖的实际尺寸和砖缝厚度，在炉缸壳体上画线，以控制砖层。炉缸内表面的实际标高与设计标髙不符时，在允许误差的范围内，可对炉底最上层砖面的标高怍相应的调整。
在砌黏土耐火砖前，靠炉缸壳体周边先放入10mm硅酸铝耐火纤维板。放好后可开始砌筑底层黏土耐火砖。底层黏土耐火砖从中心向两侧采用侧砌(厚度为上表面要严格保持水平，一般可以干砌。第二层黏土耐火砖和第一层横竖留出半砖-称压缝砌筑，在待砌的地点铺层泥浆，再用刷子将要砌的砖表面刷足稀泥浆，然后将砖沾浆砌筑D砖缝不大于2mm。黏土耐火砖砌筑完后，进行加热干燥或自然干燥，去除其中水分(干砌不用加热)，在砸体表面上涂刷一层煤焦油，准备镁铬质捣打料的施工。
中间层为镁铬质捣打料，捣打料施工前镁砂和氧化铁粉加热至110℃以上进行干燥。然后将拌好的捣打料倒入(压缩比为50%),捣打通常从炉子中心向四周进行，捣打的风压不小于0.5MPa。
镁铬砖(或镁砖)待捣打料干燥好后，在表面刷一层2mm厚泥浆，然后砌筑镁铬砖(或镁砖)。镁铬砖(或镁砖〉均由中心线开始向两端错缝湿砌，砖缝不大于1mm。镁铬砖(或镁砖)采用竖砌，厚度为300mm。炉底必须按要求砌筑，保持平整，不得向上鼓。炉缸结构示意图如图10-10所示.
耐火砖砌筑时，沿长度方向按要求留设膨胀縫，膨胀缝内填入马粪纸或要求的纸板。当砌到事故口时，按尺寸留出事故口位置，然后放上相同材质、尺寸的耐火砖将事故口封死。第一阶段炉缸的砌筑是鼓风炉的关键部位，砌筑的质量要求严格保证。
第二阶段是鼓风炉上部气流区，包括排烟口。这部分在施工前先架设脚手架和安装电葫芦轨道，作耐火材料吊运。除特殊情况外，耐火材料吊运必须在炉子外部进行。耐火砖从下至上按顺序进行砌筑。排烟口与炉体同时施工时，应留出烟道的膨胀缝。这个部位虽然温度不高，但是，烟道口的膨胀不许向炉内方向延伸，必须由自己吸收。
堤坡以耐火砖错缝平砌，其工作面退台砌成斜坡。堤坡全部顶砌，避免工作面的耐火砖松动和脱落。对错层砌筑的顶部，如图10-11所示，如果砌筑质量不好，会出现掉砖或塌顶，这是不允许的。
浇注型气流区D鼓风炉上部采用整体浇注，是一项新开发的技术，既解决顶部掉砖问题，又取消了顶部水冷梁，从而消除水冷梁漏水带来的隐患。
炉顶采用浇注料的鼓风炉，应先施丄炉顶，再砌筑炉缸。
炉顶开始浇注前，应对耐火浇注料进行必要的技术检验工作，确认符合设计要求后，方可使用。对成品耐火浇注料通常根据生产厂提供的施工说明书规定的配合比和施工要求进行施工。
施工前先按设计结构形状做好木模，尺寸应符合设计要求1支撑应牢固，模板安装便于施工和拆卸f接缝不漏浆。预留膨胀缝用的木板条等应固定牢靠，避免受振捣时移位。模板在施工前应涂刷防护机油，以防粘结。施工从下至上按顺序进行浇注。对有筋板的地方，靠筋板面放一层油毡纸或按耐火材料厂提供的要求处理，如图10-12所示，搅拌到浇注间隔时间不应超过lh，拌合物黏度较大，流动性较差，振捣工作必须注意：插入式振动棒的插点应该加密，拔出振动棒时要慢而稳。
养护方法和养护必须遵照耐火材料供应商提供的资料进行。
膨胀缝的留设，按耐火材料供货商提供的浇注料的膨胀物理参数和材料的膨胀量，决定是否留膨胀缝。留垂直膨胀缝，膨胀缝内放人油毡纸。对有顶板的炉顶，先将顶板上的筋爪焊好，然后从顶板开出施工用孔口,全部浇注好后，再将孔口衬焊好。
浇注料搅拌时，水的配比应按规定的最小比例配，搅拌要均匀，浇注时不能分层、不得有气孔。顶部预留操作孔应和顶部水套操作孔对齐，不得有误差。
排烟口是鼓风炉的排烟通道，在砌筑时可与烟道同时进行。但是，砌筑时必须按要求沿长度方向留出膨胀缝。
4 主要施工机具
主要施工机具见表10-12.