一種導(dǎo)熱良好的高爐爐缸的制作方法
【專利摘要】本事用新型公開了一種導(dǎo)熱良好的高爐爐缸，以解決目前高爐爐缸炭素?fù)v打料層制約爐缸導(dǎo)熱性能的發(fā)揮的問題。它從爐缸內(nèi)側(cè)至外側(cè)，內(nèi)襯依次為陶瓷杯、大塊微孔炭磚層、小塊高導(dǎo)熱炭磚層和冷卻壁，各內(nèi)襯層導(dǎo)熱系數(shù)從內(nèi)到外依次增大，大塊微孔炭磚橫截面為圓拱形。本實用新型由于從爐缸內(nèi)側(cè)至外側(cè)，不同部分爐襯導(dǎo)熱系數(shù)依次增大，不存在熱阻層，高爐爐缸導(dǎo)熱效率大幅提高，爐缸炭磚熱面溫度降低，有利于在爐襯熱面形成渣殼，以抵御鐵水和爐渣對爐襯的沖刷和侵蝕，同時由于炭磚內(nèi)部溫度降低，熱應(yīng)力相應(yīng)減小，又能避免環(huán)狀裂縫的形成和有害金屬的侵蝕，從而有效減緩爐缸的侵蝕破損，延長高爐爐缸服役壽命。
【專利說明】
一種導(dǎo)熱良好的高爐爐缸
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種導(dǎo)熱良好的高爐爐缸?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]如何延長高爐服役壽命，是煉鐵技術(shù)領(lǐng)域普遍關(guān)注的熱點。高爐的一代爐齡服役壽命由上世紀(jì)80年代的5?8年延長至目前的10?15年，部分先進(jìn)高爐的一代爐齡壽命可以達(dá)到20年以上。其中，評價高爐一代爐齡是否結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)就是爐缸是否發(fā)生燒穿，或存在燒穿隱患，故改進(jìn)高爐爐缸服役性能是延長高爐壽命的重要環(huán)節(jié)。
[0003]從高爐煉鐵的實踐來看，爐缸內(nèi)襯的侵蝕破損主要由以下多個方面因素導(dǎo)致:(1) 鐵水滲透破壞；(2)鐵水環(huán)流沖刷；(3)有害元素對爐缸炭磚的侵蝕；(4)爐缸熱應(yīng)力過大導(dǎo)致炭磚環(huán)狀斷裂。其中(1)、(2)取決于爐缸炭磚的性能好壞，(3)、(4)取決于爐缸內(nèi)襯溫度的高低。針對上述影響因素，改進(jìn)高爐爐缸需從材質(zhì)和結(jié)構(gòu)兩個方面著手，其中就材質(zhì)而言，需要提高炭磚的抗渣鐵熔蝕性能、導(dǎo)熱性能、〈lMi微氣孔容積率、抗堿金屬侵蝕性能等指標(biāo);就結(jié)構(gòu)而言，則需要不斷優(yōu)化高爐爐缸結(jié)構(gòu)，最大限度的提高爐缸導(dǎo)熱效率，從而降低爐缸內(nèi)襯熱面溫度和炭磚內(nèi)部的熱應(yīng)力，緩解爐缸內(nèi)襯的侵蝕破損。
[0004]近年來，隨著優(yōu)質(zhì)炭磚的開發(fā)應(yīng)用，爐缸內(nèi)襯材質(zhì)性能不斷優(yōu)化，炭磚本體的性能得到有效提高，已能滿足長壽型高爐的使用要求?？墒?，從爐缸結(jié)構(gòu)來看，從爐缸內(nèi)側(cè)至外偵U，一般為陶瓷杯+炭磚+炭素?fù)v打料+冷卻壁+爐殼結(jié)構(gòu);從導(dǎo)熱能力看，依然存在不足，雖然大塊微孔炭磚導(dǎo)熱系數(shù)一般在2〇W(m ? k)以上，冷卻壁導(dǎo)熱系數(shù)根據(jù)不同材質(zhì)有所不同，銅冷卻壁導(dǎo)熱系數(shù)>300w/(m ? k)，球墨鑄鐵冷卻壁導(dǎo)熱系數(shù)>30w/(m ? k)，但是，在靠近爐殼處的炭素?fù)v打料導(dǎo)熱系數(shù)僅為5?10w/(m ? k)，因此原有爐缸結(jié)構(gòu)中，熱量從內(nèi)至外導(dǎo)出的過程中，存在炭素?fù)v打料這一導(dǎo)熱瓶頸，尤其是當(dāng)施工質(zhì)量欠佳，炭素?fù)v打料未搗實， 搗料層存在空隙的時候，導(dǎo)熱系數(shù)更低，有時會低于5w/(m ? k)，會嚴(yán)重制約爐缸導(dǎo)熱性能的發(fā)揮，造成爐缸內(nèi)側(cè)炭磚溫度異常升高，加快爐缸內(nèi)襯的侵蝕破損。針對上述不足，有必要對現(xiàn)有爐缸結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，提高爐缸傳熱效率，緩解爐缸的侵蝕破損，延長高爐服役壽命。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種導(dǎo)熱良好的高爐爐缸，延長高爐爐缸使用壽命。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種導(dǎo)熱良好的高爐爐缸，其在于，從爐缸內(nèi)側(cè)至外側(cè)，內(nèi)襯依次為陶瓷杯、大塊微孔炭磚層、小塊高導(dǎo)熱炭磚層和冷卻壁。
[0007]優(yōu)選的，大塊微孔炭磚橫截面為圓拱形。
[0008]優(yōu)選的，陶瓷杯、大塊微孔炭磚層、小塊高導(dǎo)熱炭磚層和冷卻壁各內(nèi)襯層導(dǎo)熱系數(shù)從內(nèi)到外依次增大。
[0009]本實用新型用小塊高導(dǎo)熱炭磚取代了原有高爐爐缸結(jié)構(gòu)中爐殼與炭磚之間低導(dǎo)熱系數(shù)的炭素?fù)v打料，取消了傳熱體系中的熱阻層，故導(dǎo)熱效果得以大幅改善。大塊炭磚由原來的長方體改為圓拱形，故大塊炭磚和小塊炭磚之間可以緊密貼合，無需填充低導(dǎo)熱系數(shù)的炭素?fù)v打料，再次避免了熱阻層的存在。由于爐缸內(nèi)側(cè)至外側(cè)，各部分內(nèi)襯的導(dǎo)熱系數(shù)依次升高，有利于熱量的快速導(dǎo)出，可有效降低爐缸炭磚的熱面溫度，使?fàn)t襯表面溫度始終保持在爐渣凝結(jié)溫度以下，使熔融渣鐵在爐襯表面形成一層保護(hù)渣殼，以抵御鐵水和爐渣的沖刷侵蝕。與此同時，由于爐缸導(dǎo)熱性能良好，爐缸大塊炭磚內(nèi)部的溫度梯度也將降低， 炭磚內(nèi)部熱應(yīng)力相應(yīng)減小，可以有效避免炭磚環(huán)狀裂縫的形成和有害金屬在環(huán)狀裂縫中的沉積和侵蝕。以上均可延長爐缸使用壽命。【附圖說明】
[0010]圖1是現(xiàn)有爐缸結(jié)構(gòu)主視圖。
[0011]圖2是現(xiàn)有爐缸結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0012]圖3是本實用新型結(jié)構(gòu)主視圖。
[0013]圖4是本實用新型結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0014]圖中，1-爐殼;2-冷卻壁;3-炭素?fù)v打料層;4-大塊微孔炭磚層;5-陶瓷杯;6-小塊高導(dǎo)熱炭磚層?！揪唧w實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步描述:
[0016]如圖1、圖2所示，現(xiàn)有爐缸結(jié)構(gòu)從爐缸內(nèi)側(cè)至外側(cè)，依次為陶瓷杯5、大塊微孔炭磚層4、炭素?fù)v打料層3、冷卻壁2和爐殼1，熱量從內(nèi)至外導(dǎo)出的過程中，存在炭素?fù)v打料層3這一熱阻層導(dǎo)熱瓶頸，嚴(yán)重制約爐缸導(dǎo)熱性能的發(fā)揮，造成爐缸內(nèi)側(cè)炭磚溫度異常升高，加快爐缸內(nèi)襯的侵蝕破損。
[0017]如圖3和圖4所示，本實用新型爐缸結(jié)構(gòu)從爐缸內(nèi)側(cè)至外側(cè)，依次為陶瓷杯5、大塊微孔炭磚層4、小塊高導(dǎo)熱炭磚層6、冷卻壁2和爐殼1，陶瓷杯5、大塊微孔炭磚層4、小塊高導(dǎo)熱炭磚層6和冷卻壁2各內(nèi)襯層導(dǎo)熱系數(shù)從內(nèi)到外依次增大，大塊微孔炭磚橫截面為圓拱形。[〇〇18]施工時，在爐殼內(nèi)部安裝銅冷卻壁2,銅冷卻壁導(dǎo)熱系數(shù)一般在300w/(m ? k)，然后在緊貼銅冷卻壁2處砌筑若干層高導(dǎo)熱小塊炭磚，形成小塊高導(dǎo)熱炭磚層6,小塊炭磚導(dǎo)熱系數(shù)一般在50w/(m ? k)以上，小塊炭磚沿爐缸徑向總厚度為200mm?300mm，小塊炭磚具體尺寸可根據(jù)不同爐型參數(shù)靈活設(shè)計;在小塊高導(dǎo)熱炭磚層6熱面，砌筑大塊微孔炭磚層4，大塊炭磚導(dǎo)熱系數(shù)一般在20w/(m? k)以上，由于大塊炭磚截面為圓拱形，故可以沿小塊炭磚熱面貼合砌筑，大塊炭磚具體尺寸可根據(jù)爐缸直徑和不同爐型要求進(jìn)行設(shè)定。本實施例銅冷卻壁2導(dǎo)熱系數(shù)300w/(m ? k)，銅冷卻壁厚度為120mm;小塊炭磚導(dǎo)熱系數(shù)50w/(m ? k)，小塊高導(dǎo)熱炭磚層6沿爐缸徑向總厚度為300mm，小塊炭磚長X寬X高尺寸為300mmX lOOmmX 80mm，沿長度方向與銅冷卻壁貼合砌筑;大塊炭磚導(dǎo)熱系數(shù)為20w/(m ? k)，大塊炭磚沿爐缸徑向總厚度為600mm，大塊炭磚長X寬X高尺寸為600mmX 300mmX 300mm，沿長度方向與小塊炭磚貼合砌筑。
[0019]本實用新型由于從爐缸內(nèi)側(cè)至外側(cè)，不同部分爐襯導(dǎo)熱系數(shù)依次增大，不存在熱阻層，高爐爐缸導(dǎo)熱效率大幅提高，爐缸炭磚熱面溫度降低，有利于在爐襯熱面形成渣殼， 以抵御鐵水和爐渣對爐襯的沖刷和侵蝕，同時由于炭磚內(nèi)部溫度降低，熱應(yīng)力相應(yīng)減小，又能避免環(huán)狀裂縫的形成和有害金屬的侵蝕，從而有效減緩爐缸的侵蝕破損，延長高爐爐缸服役壽命。
【主權(quán)項】
1.一種導(dǎo)熱良好的高爐爐缸，其特征在于:從爐缸內(nèi)側(cè)至外側(cè)，內(nèi)襯依次為陶瓷杯、大 塊微孔炭磚層、小塊高導(dǎo)熱炭磚層和冷卻壁，大塊微孔炭磚橫截面為圓拱形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)熱良好的高爐爐缸，其特征在于:陶瓷杯、大塊微孔炭 磚層、小塊高導(dǎo)熱炭磚層和冷卻壁各內(nèi)襯層導(dǎo)熱系數(shù)從內(nèi)到外依次增大。
【文檔編號】C21B7/00GK205576184SQ201520904524
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年11月13日
【發(fā)明人】盧正東, 劉棟梁, 陳令坤, 鄒祖橋, 李華, 余立, 歐陽珉路, 余珊珊
【申請人】武漢鋼鐵(集團(tuán))公司