專利名稱：熔融還原反應(yīng)器底吹透氣磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及爐底底吹技術(shù)，更具體地說，涉及一種熔融還原反應(yīng)器底吹透氣磚。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的爐底底吹透氣磚常見于轉(zhuǎn)爐應(yīng)用中，請結(jié)合圖1所示，轉(zhuǎn)爐爐底吹透氣磚1 設(shè)于轉(zhuǎn)爐2底部耐火磚3內(nèi)，透氣磚1上開有針式透氣孔4，該氣孔4在爐底分布如圖2所示，通過氣孔4向爐底吹入N2、Ar等惰性氣體。而對于一些鋼鐵企業(yè)的熔融還原反應(yīng)器，特別是年產(chǎn)萬噸級的熔融還原反應(yīng)器，此類底吹透氣磚則無法適用其連續(xù)煉鐵過程。原因如下轉(zhuǎn)爐底吹均為惰性氣體，只作攪拌作用，因此布磚量以及氣孔量均較少，僅限于在水平面上開孔，而還原反應(yīng)器則還需要具有還原作用，若采用轉(zhuǎn)爐爐底吹透氣磚1進(jìn)行吹氫還原，則在底吹氣量一定的情況下，每個孔流出的氣量較大，產(chǎn)生的氣泡較大，而氣泡數(shù)較少， 易降低氫氣與爐中熔融態(tài)氧化鐵的接觸面積，使還原反應(yīng)速度和氫氣的利用率降低。并且其產(chǎn)生的氣泡彼此間易聚合，使單一氣泡體積增大，氣泡數(shù)目在上升過程中減少，這同樣不利于氫氣與爐中熔融態(tài)氧化鐵接觸面積的增大，因而不利于提高還原反應(yīng)速度和氫氣利用率，最終會造成生產(chǎn)效率的下降以及生產(chǎn)成本的增加。

實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是提供一種熔融還原反應(yīng)器底吹透氣磚，該透氣磚能夠有利于熔融還原反應(yīng)器的底吹攪拌和還原，提高還原反應(yīng)速度和利用率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案該熔融還原反應(yīng)器底吹透氣磚設(shè)于反應(yīng)器底部，該透氣磚包括三塊縱向磚和一塊橫向磚，縱向磚與橫向磚交叉設(shè)置并連接為呈“卅”字形的整體式結(jié)構(gòu)，其中，縱向磚的頂面上開有數(shù)排透氣孔，橫向磚的頂面及側(cè)面上開有數(shù)排透氣孔。所述的中間的縱向磚的頂面高度高于橫向磚的頂面高度，所述的橫向磚的頂面高度高于兩側(cè)的縱向磚的頂面高度。所述的縱向磚和橫向磚的頂面透氣孔呈正六邊形布置。所述的橫向磚的側(cè)面透氣孔呈由縱向磚隔開的錯位布置。在上述技術(shù)方案中，本實(shí)用新型的熔融還原反應(yīng)器底吹透氣磚包括三塊縱向磚和一塊橫向磚，縱向磚與橫向磚交叉設(shè)置并連接為呈“卅”字形的整體式結(jié)構(gòu)，縱向磚的頂面上開有數(shù)排透氣孔，橫向磚的頂面及側(cè)面上開有數(shù)排透氣孔。通過將磚縱橫交叉設(shè)置，頂面高低分布，透氣孔錯位設(shè)置等手段，能夠產(chǎn)生大量底吹氣泡，并且氣泡能夠獨(dú)立上浮，不會合并，大大增大了與熔融態(tài)氧化鐵的接觸面積，有效提高了反應(yīng)的還原速率。

[0010]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)爐底吹透氣磚位于轉(zhuǎn)爐內(nèi)的結(jié)構(gòu)剖視示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)爐底吹透氣磚的透氣孔的分布示意圖；圖3是本實(shí)用新型的透氣磚位于熔融還原反應(yīng)器內(nèi)的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖4是本實(shí)用新型的透氣磚的立體圖；圖5是本實(shí)用新型的透氣磚的俯視示意圖；圖6是本實(shí)用新型的透氣磚的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。請參閱圖3 圖6所示，本實(shí)用新型的熔融還原反應(yīng)器底吹透氣磚10設(shè)于熔融還原反應(yīng)器5底部(圖3中的6為渣層、7為鐵水層、8為死水層)，通過管道通入氫氣進(jìn)行底吹還原。該透氣磚10包括三塊縱向磚IlaUlb和一塊橫向磚12，縱向磚Ila與橫向磚12 交叉設(shè)置并連接為呈“卅”字形的整體式結(jié)構(gòu)，其中，縱向磚Ila的頂面上開有數(shù)排透氣孔 13，橫向磚12的頂面及側(cè)面上也開有數(shù)排透氣孔13。所述的中間的縱向磚Ila的頂面高度高于橫向磚12的頂面高度，所述的橫向磚12的頂面高度高于兩側(cè)的縱向磚lib的頂面高度。如此在不同的高度的頂面開孔，從透氣磚10的頂面透氣孔13吹出的氫氣在上升過程中，由于時(shí)差順序，不易合并成大氣泡，有利于與熔融態(tài)氧化鐵充分接觸。所述的縱向磚 Ila和橫向磚12的頂面透氣孔13呈正六邊形布置(圖6中的虛線框?yàn)楦鞑宽斆娴耐笟饪?13的開設(shè)位置)，分別位于反應(yīng)器5底部的0. 37R圓周上(R為反應(yīng)器5底部半徑)。依據(jù)鋼包底吹氬氣水模擬結(jié)果，這樣的布置可以達(dá)到很好的底吹效果，使股流和流場穩(wěn)定，按上述布置，在側(cè)孔不開的情況下，混勻時(shí)間可縮小為30s。另外，橫向磚12的頂面透氣孔13能夠防止?fàn)t底邊緣處的鐵水?dāng)嚢璨粔虺浞?，避免形成流動死區(qū)而增大熔池的混勻時(shí)間。所述的橫向磚12的側(cè)面透氣孔13呈由縱向磚Ila隔開的錯位布置，增加了開孔數(shù)量，在相同氣量下，增多氣泡源，產(chǎn)生的氣泡數(shù)量也多，吹氫的反應(yīng)界面增加，并且還在氣泡脫離磚體氣孔上升時(shí)，可獲得更多的橫向(或水平)動量，這使攪拌范圍增大，可達(dá)到更好的混勻效果， 還可起到穩(wěn)定流場的作用。另外，由于設(shè)置了該結(jié)構(gòu)的透氣磚10，會在反應(yīng)器5底部凸起形成死鐵層8，死鐵層8內(nèi)的鐵水運(yùn)動很弱，對反應(yīng)器5底吹氫氣結(jié)構(gòu)的沖刷程度很小，因此，可起到保護(hù)底吹透氣磚10的作用。并且，由于整體式透氣磚10的頂面置于死鐵層8上部，吹煉過程中鐵水運(yùn)動活躍，這會使頂部透氣性穩(wěn)定，重復(fù)使用吹開率高，氣量調(diào)節(jié)靈活。采用了本實(shí)用新型的透氣磚10，重復(fù)使用的吹開率可達(dá)97%，總反應(yīng)速率常數(shù)高達(dá)至Ij 3. 79gFe/cm2 · min。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型，而并非用作為對本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種熔融還原反應(yīng)器底吹透氣磚，設(shè)于反應(yīng)器底部，其特征在于該透氣磚包括三塊縱向磚和一塊橫向磚，縱向磚與橫向磚交叉設(shè)置并連接為呈“卅”字形的整體式結(jié)構(gòu)，其中，縱向磚的頂面上開有數(shù)排透氣孔，橫向磚的頂面及側(cè)面上開有數(shù)排透氣孔。
2.如權(quán)利要求1所述的熔融還原反應(yīng)器底吹透氣磚，其特征在于所述的中間的縱向磚的頂面高度高于橫向磚的頂面高度，所述的橫向磚的頂面高度高于兩側(cè)的縱向磚的頂面高度。
3.如權(quán)利要求1所述的熔融還原反應(yīng)器底吹透氣磚，其特征在于 所述的縱向磚和橫向磚的頂面透氣孔呈正六邊形布置。
4.如權(quán)利要求1所述的熔融還原反應(yīng)器底吹透氣磚，其特征在于 所述的橫向磚的側(cè)面透氣孔呈由縱向磚隔開的錯位布置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種熔融還原反應(yīng)器底吹透氣磚，該透氣磚包括三塊縱向磚和一塊橫向磚，縱向磚與橫向磚交叉設(shè)置并連接為呈“卅”字形的整體式結(jié)構(gòu)，縱向磚的頂面上開有數(shù)排透氣孔，橫向磚的頂面及側(cè)面上開有數(shù)排透氣孔。通過將磚縱橫交叉設(shè)置，頂面高低分布，透氣孔錯位設(shè)置等手段，能夠產(chǎn)生大量底吹氣泡，并且氣泡能夠獨(dú)立上浮，不會合并，大大增大了與熔融態(tài)氧化鐵的接觸面積，有效提高了反應(yīng)的還原速率。
文檔編號F27D1/06GK202008298SQ20112003991
公開日2011年10月12日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月16日
發(fā)明者周林, 孫克強(qiáng), 徐萬仁, 王東彥, 王鍵, 鄭少波, 龔玥 申請人:上海大學(xué), 寶山鋼鐵股份有限公司