轉(zhuǎn)底爐爐底及具有該轉(zhuǎn)底爐爐底的轉(zhuǎn)底爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了轉(zhuǎn)底爐爐底及具有該轉(zhuǎn)底爐爐底的轉(zhuǎn)底爐，該轉(zhuǎn)底爐爐底包括：基底；以及抗渣澆注層，抗渣澆注層形成于基底的上表面，其中，抗渣澆注層包括礬土、棕剛玉、碳化硅、石墨、碳氧化劑以及結(jié)合劑。該轉(zhuǎn)底爐爐底能夠有效解決高溫下渣鐵對爐底的粘結(jié)和侵蝕，從而避免了轉(zhuǎn)底爐爐底擊穿等不安全隱患。
【專利說明】轉(zhuǎn)底爐爐底及具有該轉(zhuǎn)底爐爐底的轉(zhuǎn)底爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，更具體而言，本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)底爐爐底及具有該轉(zhuǎn)底爐爐底的轉(zhuǎn)底爐。
【背景技術(shù)】
[0002]高爐煉鐵法需要對煤和鐵礦石進(jìn)行預(yù)處理的煉焦和燒結(jié)工序，而且聯(lián)合鋼鐵廠需通過規(guī)模大型化來提高效率。因此，缺乏資源柔性和生產(chǎn)靈活性。而直接還原煉鐵法是采用天然氣的工藝，所以廠址局限于出產(chǎn)廉價天然氣的地區(qū)。
[0003]因此，以豐富的粉礦資源和普通煤為原料的煉鐵工藝引起關(guān)注，1995年，在開發(fā)FASTMET工藝過程中，發(fā)現(xiàn)了即使僅加熱lOmin，金屬鐵和渣也可分離的現(xiàn)象。將該反應(yīng)原理作為工藝的設(shè)想就是新煉鐵法Itmk3法。
[0004]作為Itmk3工藝的核心設(shè)備轉(zhuǎn)底爐，主要承載反應(yīng)的是下部旋轉(zhuǎn)的環(huán)形爐床，因此對轉(zhuǎn)底爐爐底耐火材料結(jié)構(gòu)要求也較高，生產(chǎn)粒鐵需要較高的溫度，約為1400°C~1500°C，粒鐵生產(chǎn)過程需要在還原性氣氛下進(jìn)行，該過程是渣和鐵半熔融過程，渣和鐵的熔化會侵蝕爐底，渣與爐底易粘結(jié)，不能順利出鐵出渣，損壞爐底結(jié)構(gòu)。
[0005]因此，需要找 到合適轉(zhuǎn)底爐爐底的抗渣抗侵蝕的耐火材料，方可滿足生產(chǎn)粒鐵的工藝要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出轉(zhuǎn)底爐爐底及具有該轉(zhuǎn)底爐爐底的轉(zhuǎn)底爐，該轉(zhuǎn)底爐爐底能夠有效解決高溫下渣鐵對爐底的粘結(jié)和侵蝕，從而避免了轉(zhuǎn)底爐爐底擊穿等不安全隱患。
[0007]在本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提出了一種轉(zhuǎn)底爐爐底，根據(jù)本發(fā)明的實施例，包括:基底；以及抗渣澆注層，所述抗渣澆注層形成于所述基底的上表面，其中，所述抗渣澆注層包括礬土、棕剛玉、碳化硅、石墨、碳氧化劑以及結(jié)合劑。由此使得該轉(zhuǎn)底爐爐底易于渣鐵分離，以便保證該轉(zhuǎn)底爐爐底能在1500攝氏度下長期運行穩(wěn)定。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的轉(zhuǎn)底爐爐底還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述碳氧化劑為氮化硅、金屬硅粉的至少一種，所述結(jié)合劑為浙青。由此進(jìn)一步增強(qiáng)轉(zhuǎn)底爐爐底的抗氧化性、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性，以便進(jìn)一步降低粒鐵生產(chǎn)過程中的液態(tài)鐵和液態(tài)渣對爐底的侵蝕。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實施例,所述抗洛燒注層包括:40~70重量％的帆土 ；5~15重量％棕剛玉；5~20重量％碳化娃；0.1~5重量％氮化娃；0.1~10重量％金屬娃粉；0.1~5重量％石墨；以及0.1~10重量％浙青。由此進(jìn)一步提高了轉(zhuǎn)底爐爐底的綜合性能，以便進(jìn)一步保證轉(zhuǎn)底爐安全運行。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述棕剛玉中的三氧化二鋁含量不低于92%。以便進(jìn)一步避免渣鐵侵蝕轉(zhuǎn)底爐爐底。[0012]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述抗渣澆注層包括多個層疊的抗渣澆注亞層。以便進(jìn)一步提高該轉(zhuǎn)底爐爐底的抗侵蝕性能。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述抗渣澆注層的厚度不小于50毫米。以便進(jìn)一步提高該轉(zhuǎn)底爐爐底的抗侵蝕性能。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在所述抗渣澆注層的上表面形成有多個深度為3~10毫米的凹陷。由此進(jìn)一步防止軟熔態(tài)鐵聚集成大片鐵塊，以便進(jìn)一步得到大小均勻的粒鐵。
[0015]在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提出了一種轉(zhuǎn)底爐，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該轉(zhuǎn)底爐包括上述的轉(zhuǎn)底爐爐底。由此有效解決高溫下渣鐵對爐底的粘結(jié)和侵蝕，從而避免了轉(zhuǎn)底爐爐底擊穿等不安全隱患。
[0016]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的轉(zhuǎn)底爐爐底的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的轉(zhuǎn)底爐爐底的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或`具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0021]現(xiàn)有技術(shù)在生產(chǎn)粒鐵的過程中，原料在高溫下還原成軟熔狀態(tài)的鐵和渣，渣鐵和鋪在上層的散料鎂砂粘結(jié)到一起，造成爐底粘結(jié)，同時高溫下底部耐火材料膨脹，嚴(yán)重時導(dǎo)致爐底的擊穿。并且作為最上層的耐火材料的鎂碳質(zhì)耐火材料在高溫下容易氧化，造成磚體結(jié)構(gòu)疏松、透氣性增大以及強(qiáng)度下降，從而嚴(yán)重?fù)p毀鎂碳質(zhì)磚。因此，現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)底爐爐底結(jié)構(gòu)不適合生產(chǎn)粒鐵。為此本發(fā)明的發(fā)明人通過對轉(zhuǎn)底爐爐底進(jìn)行改造，旨在解決高溫下渣鐵對爐底的粘結(jié)和侵蝕、出料不暢以及粒鐵容易聚集等問題。
[0022]為此，在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種轉(zhuǎn)底爐爐底，下面參考圖1對本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐爐底進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該轉(zhuǎn)底爐爐底可以包括基底10和抗渣澆注層20，抗渣澆注層20形成基底10的上表面，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，抗渣澆注層20包括礬土、棕剛玉、碳化硅、石墨、碳氧化劑以及結(jié)合劑。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，抗渣澆注層20還可以包括多個層疊的抗渣澆注亞層(未示出)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該抗渣澆注層20的厚度并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體示例，該抗渣澆注層20的厚度可以為不小于50毫米。該抗渣澆注層20作為最關(guān)鍵的一層耐火材料，與球團(tuán)直接接觸，其采用A1203、SiC、C為主的復(fù)合材料，從而有效避免了現(xiàn)有技術(shù)中，鎂碳質(zhì)耐火材料在高溫過程氧化反應(yīng)，該氧化反應(yīng)主要為石墨的氧化，包括空氣中氧對石墨的氧化、渣中氧化物對石墨的氧化以及石墨本身所含雜質(zhì)氧化物對石墨的氧化。因此，鎂碳質(zhì)耐火材料中雜質(zhì)氧化物和石墨反應(yīng)后，造成磚體結(jié)構(gòu)疏松，透氣性增大、強(qiáng)度下降，從而造成鎂碳磚損毀。由此采用本發(fā)明的抗渣澆注層，可以明顯解決上述高溫下渣鐵對爐底的耐火材料的侵蝕，甚至擊穿問題。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個人實施例，上述抗渣澆注層20中碳氧化劑具體類型并不受特殊限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，上述抗渣澆注層20中碳氧化劑可以為氮化硅、金屬硅粉的至少一種。該抗渣澆注層20中的氮化硅具有優(yōu)良的抗氧化性、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性，具有高的強(qiáng)度和硬度及自潤滑性，氮化硅對氫氟酸以外的所有無機(jī)酸有良好的抵抗性，不被金屬液尤其是非鐵金屬液潤濕，能耐大部分的有色金屬，加入氮化硅增強(qiáng)了整個耐火材料的性能，可以防止粒鐵生產(chǎn)過程中的液態(tài)鐵及液態(tài)渣對爐底的侵蝕大大降低。同時該抗渣澆注層20石墨含量較少，可以避免石墨在使用過程中氧化造成爐底自身損壞。并且添加少量的石墨能維持爐內(nèi)還原性氣氛，有利于粒鐵的形成。由此在爐底材料中采用該碳氧化劑可以有效避免渣鐵對爐底的粘結(jié)和侵蝕，從而提高轉(zhuǎn)底爐爐底的綜合性能。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，上述抗渣澆注層20中結(jié)合劑具體類型并不受特殊限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，上述抗渣澆注層20中結(jié)合劑可以為浙青。作為耐火材料的浙青結(jié)合劑，其含有較高含量的固定碳和較低含量的揮發(fā)成分。由于固定碳越高，其碳化后的結(jié)合力也越強(qiáng)，因此使得抗渣澆注層20各組分之間密封性較好。由此采用浙青結(jié)合劑，能夠進(jìn)一步提高爐底的綜合性能，以便解決渣鐵與爐底的粘結(jié)和侵蝕問題。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，上述抗渣澆注層20中各原料的配比并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，上述抗渣澆注層20中各原料的配比可以為:40~70重量％的礬土；5~15重量％棕剛玉；5~20重量％碳化硅；0.1~5重量％氮化硅；0.1~10重量％金屬硅粉；0.1~5重量％石墨；以及0.1~10重量％浙青。采用該原料組成抗渣澆注層20的轉(zhuǎn)底爐爐底可以有效避免現(xiàn)有技術(shù)中的軟熔態(tài)的渣鐵導(dǎo)致的爐底長高、增厚，甚至造成螺旋出料器損毀等問題，以及避免了爐底耐火材料的膨脹，甚至擊穿爐底等不安全隱患。由此進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)底爐爐底的綜合性能，以便使得其適合生產(chǎn)粒鐵。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，上述棕剛玉中的三氧化二鋁含量并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，上述棕剛玉中棕剛玉中的三氧化二鋁含量可以不低于92%，優(yōu)選的，棕剛玉中的三氧化二鋁含量可以為94%。棕剛玉作為耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度以及具有保溫等性能的材料，應(yīng)用于轉(zhuǎn)底爐爐底材料中，可以有效改善轉(zhuǎn)底爐爐底的綜合性能，以便進(jìn)一步避免高溫下軟熔態(tài)的渣鐵對爐底的粘結(jié)和侵蝕能力。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，轉(zhuǎn)底爐爐底基底10可以由多層層疊而成，由此可以進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)底爐爐底的耐火性。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在上述抗渣澆注層20上表面形成有很多凹陷，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，該凹陷深度并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體示例，該凹陷的深度為3~10毫米。當(dāng)前轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)粒鐵過程中鐵難以聚集形成粒鐵，并且軟熔態(tài)的鐵容易聚集形成大片的鐵塊，嚴(yán)重影響爐料出爐。為此，本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐爐底在爐底的抗渣澆注層上表面印上圓形、橢圓形或者菱形的球窩，由此可有效避免軟熔態(tài)的鐵聚集成大片鐵塊，進(jìn)而得到大小均勻的粒鐵，且不會影響出料。
[0031]在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提出了一種轉(zhuǎn)底爐，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該轉(zhuǎn)底爐采用上述轉(zhuǎn)底爐爐底。該轉(zhuǎn)·底爐爐底不僅從根本上解決了高溫下渣鐵對爐底的粘結(jié)和侵蝕、甚至導(dǎo)致爐底擊穿以及出料不暢等問題，同時還解決了當(dāng)前轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)粒鐵過程中軟熔態(tài)鐵難以聚集成粒鐵的問題。
[0032]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐爐底及具有該轉(zhuǎn)底爐爐底的轉(zhuǎn)底爐還具有下列優(yōu)點:
[0033](I)該轉(zhuǎn)底爐爐底避免了相關(guān)技術(shù)中采用剛玉莫來石質(zhì)上面鋪鎂砂作為爐底在生產(chǎn)粒鐵的時候渣鐵與混合鎂砂反應(yīng)，侵蝕爐底的問題。
[0034](2)該轉(zhuǎn)底爐爐底的抗渣澆注層中石墨含量較少，可以避免石墨在使用過程中氧化造成爐底自身損壞，并且添加少量的石墨能維持爐內(nèi)還原性氣氛，有利于粒鐵的形成。 [0035](3)該轉(zhuǎn)底爐爐底的抗渣澆注層中的氮化硅具有優(yōu)良的抗氧化性、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性，具有高的強(qiáng)度和硬度及自潤滑性，且氮化硅對氫氟酸以外的所有無機(jī)酸有良好的抵抗性，不被金屬液尤其是非鐵金屬液潤濕，能耐大部分的有色金屬。因此，加入氮化硅增強(qiáng)了整個耐火材料的性能，可以防止粒鐵生產(chǎn)過程中的液態(tài)鐵及液態(tài)渣對爐底的侵蝕。
[0036](4)該轉(zhuǎn)底爐爐底的抗渣澆注層上表面設(shè)置圓形、橢圓形或者菱形的球窩可以避免液態(tài)鐵聚集過大，從而使得可以聚集成大小均勻的粒鐵，且不會影響出料。
[0037]下面參考具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。
[0038]實施例
[0039]轉(zhuǎn)底爐爐底:共6層，總厚度共計650mm。如圖2所示從上到下分別為:第一層為澆注的抗渣澆注層(包括兩層等厚度的抗渣澆注亞層)，厚度為154mm ;第二層為厚68mm的標(biāo)準(zhǔn)高鋁磚Lz-55 ;第三層為厚136mm的標(biāo)準(zhǔn)粘土磚N_3a ;第四層為標(biāo)準(zhǔn)輕質(zhì)粘土磚，厚度272mm (標(biāo)準(zhǔn)輕質(zhì)粘土磚的厚度為136);第五層為厚20mm的耐火纖維板。
[0040]抗渣澆注層由下列材料形成:礬土占混合料的55重量％，棕剛玉占混合料的20重量％，碳化娃占混合料的15重量％,氮化娃占混合料的4重量％,金屬娃粉占混合料的2重量％，石墨占混合料的1.5重量％，浙青占混合料的2.5重量％。
[0041]將具有上述轉(zhuǎn)底爐爐底的轉(zhuǎn)底爐應(yīng)用于生產(chǎn)粒鐵，運行過程中，渣鐵不粘結(jié)爐底，且容易與爐底分離，在1500°C下可以長期穩(wěn)定運行。
[0042]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0043]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)底爐爐底，其特征在于，包括: 基底；以及 抗渣澆注層，所述抗渣澆注層形成于所述基底的上表面， 其中，所述抗渣澆注層包括礬土、棕剛玉、碳化硅、石墨、碳氧化劑以及結(jié)合劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐爐底，其特征在于，所述碳氧化劑為氮化硅、金屬硅粉的至少一種，所述結(jié)合劑為浙青。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)底爐爐底，其特征在于，所述抗渣澆注層包括:40~70重量％的帆土 ； 5~15重量％棕剛玉； 5~20重量％碳化硅； 0.1~5重量％氮化娃； 0.1~10重量％金屬娃粉； 0.1~5重量％石墨；以及 0.1~10重量％浙青。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)底爐爐底，其特征在于，所述棕剛玉中的三氧化二鋁含量不低于92%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐爐底，其特征在于，所述抗渣澆注層包括多個層疊的抗渣澆注亞層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐爐底，其特征在于，所述抗渣澆注層的厚度不小于50毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐爐底，其特征在于，在所述抗渣澆注層的上表面形成有多個深度為3~10毫米的凹陷。
8.一種轉(zhuǎn)底爐，其特征在于，包括權(quán)利要求1~7任一項所述的轉(zhuǎn)底爐爐底。
【文檔編號】C04B35/66GK103667575SQ201310491597
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】吳道洪, 王敏, 曹志成, 薛遜 申請人:北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司