一種高爐薄壁爐襯的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高爐薄壁爐襯，爐腹下部耐火磚靠銅冷卻板和風口組合磚雙重支撐，在耐火磚與高爐爐殼之間設(shè)有冷卻壁和冷卻板，鑄鐵冷卻壁與耐火磚之間設(shè)置搗打料，銅冷卻壁、鑄鐵冷卻壁與高爐爐殼之間以及標準磚與高爐爐殼之間充填壓入泥漿，銅冷卻板布置在銅冷卻壁與球墨鑄鐵冷卻壁之間，銅冷卻板通過短管與高爐爐殼焊接，并伸入到標準磚中。本實用新型在爐腹下部用兩層銅冷卻板代替鑄鐵冷卻壁或銅冷卻壁，增加了爐腹下部爐襯的厚度和磚襯的穩(wěn)定性，從而延長了該區(qū)域冷卻器以及高爐的使用壽命，解決了高爐風口至爐腹下部冷卻壁易壞、檢修、維護困難等難題，增加冷卻強度的同時方便更換。
【專利說明】一種高爐薄壁爐襯
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種高爐薄壁爐襯，屬于鋼鐵高爐設(shè)計領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前普遍使用的高爐爐體內(nèi)襯主要有兩種結(jié)構(gòu)形式:一種是采用鑄鐵、鑄鋼或銅冷卻板的厚內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，另一種是采用鑄鐵和銅冷卻壁相結(jié)合的磚壁合一的薄內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。在我國現(xiàn)有高爐中，前一種多為中小型高爐采用，后一種多為大型高爐采用。隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的實施，中小型高爐逐步被淘汰，高爐大型化已使得爐體磚壁合一、薄壁內(nèi)襯結(jié)構(gòu)得到廣泛推廣應(yīng)用。
[0003]薄壁內(nèi)襯結(jié)構(gòu)在爐腹、爐腰和爐身下部采用銅冷卻壁，爐身中、上部采用鑄鐵冷卻壁，在銅冷卻壁熱面?zhèn)葒娡恳欢ê穸鹊奶胤N耐火材料或鑲嵌一定厚度的耐火磚，在鑄鐵冷卻壁靠爐內(nèi)側(cè)鑲上一定厚度的耐火磚來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砌磚。因為耐火材料噴涂層厚度和鑲磚層厚度相比傳統(tǒng)的爐體內(nèi)襯砌筑層厚度大大減薄，因此，薄壁內(nèi)襯結(jié)構(gòu)爐型基本接近高爐的操作爐型。
[0004]典型的薄壁爐襯高爐采用全冷卻壁作為冷卻設(shè)備，在高熱負荷區(qū)域爐腹、爐腰及爐身下部采用銅冷卻壁，其它部位采用鑄鐵冷卻壁。冷卻壁的鑲磚僅凸出冷卻壁熱面100-150mm,不及普通厚爐襯的1/2 (普通厚爐襯的砌磚厚度超過400mm.)，根據(jù)高爐各部位的工作條件和破壞機理，在不同的區(qū)域采用不同材質(zhì)的耐火材料。由于銅冷卻壁具有高導熱性能、良好的抗熱震性能和抗熱流沖擊性能，因而越來越多的薄壁爐襯高爐在高熱負荷區(qū)(爐身下部、爐腰、爐腹)采用了此種冷卻設(shè)備。高爐薄壁內(nèi)襯結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)點:爐型穩(wěn)定，有利于煤氣流分布均勻和操作順行；耐材耗量大量減少，節(jié)省大量投資；內(nèi)襯預先在爐外砌筑，縮短了施工周期；內(nèi)襯鑲嵌在冷卻壁中，支撐效果好；內(nèi)襯薄，渣皮的穩(wěn)定起到了保護內(nèi)襯的作用，從而延長了高爐的使用壽命。
[0005]目前國內(nèi)使用的傳統(tǒng)薄壁內(nèi)襯結(jié)構(gòu)存在的問題是:由于風口以上爐腹部位爐襯過薄(250-350mm)且僅靠風口組合磚支撐，因此，這一區(qū)域在長期的爐料磨損和高熱負荷作用下爐襯容易脫落，爐襯脫落后導致冷卻壁很快被磨損或冷卻壁水管很快(最快的在高爐投產(chǎn)2-3個月時間內(nèi)出現(xiàn))出現(xiàn)滲漏的危險情況發(fā)生。一旦出現(xiàn)這些問題，處理起來非常棘手，輕則需對破損的管路進行處理，例如用穿軟管的辦法來代替漏損的管路，重則需進行內(nèi)襯修補和對冷卻壁進行更新改造。而對冷卻壁進行更新改造是非常困難的。
[0006]有的大型高爐(如武鋼8#高爐)為了解決傳統(tǒng)薄壁內(nèi)襯高爐的爐腹下部至風口組合磚之間局部的缺陷，將風口帶冷卻壁用銅冷卻壁替代了球墨鑄鐵冷卻壁。雖然這一方案實際使用效果也非常好，該高爐從2009年8月I日投產(chǎn)起到現(xiàn)在沒有出現(xiàn)一塊冷卻壁損壞的問題，但是風口帶冷卻壁采用銅冷卻壁的投資太高，一般冶金企業(yè)恐怕難以接受，武鋼8#高爐因為風口帶冷卻壁采用銅冷卻壁一項就給該高爐增加約2000萬元的直接投資。
實用新型內(nèi)容[0007]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種高爐薄壁爐襯，克服傳統(tǒng)高爐薄壁爐襯技術(shù)應(yīng)用中的缺陷，解決了傳統(tǒng)高爐薄壁爐襯過快損壞、冷卻壁水管過快出現(xiàn)滲漏以及冷卻器燒壞后不易更換的問題。
[0008]本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種高爐薄壁爐襯，包括高爐爐殼、銅冷卻壁、壓入泥漿、異型磚、風口、風口組合磚和球墨鑄鐵冷卻壁，所述異型磚和風口組合磚上下設(shè)置，在所述異型磚與高爐爐殼之間設(shè)有銅冷卻壁，且銅冷卻壁與高爐爐殼之間填充有壓入泥漿，銅冷卻壁塊與塊之間填充有緩沖料和搗打料，在所述風口組合磚與高爐爐殼之間設(shè)有球墨鑄鐵冷卻壁，且球墨鑄鐵冷卻壁與高爐爐殼之間填充有壓入泥漿，球墨鑄鐵冷卻壁塊與塊之間填充有鐵屑填料和搗打料，所述風口依次貫穿高爐爐殼、壓入泥漿、球墨鑄鐵冷卻壁和風口組合磚，在所述異型磚和風口組合磚之間設(shè)有標準磚，在所述銅冷卻壁與球墨鑄鐵冷卻壁之間設(shè)有銅冷卻板，所述銅冷卻板位于高爐爐殼和標準磚之間，且其中的間隙填充有壓入泥漿，所述銅冷卻板通過短管與高爐爐殼焊接，并伸入到標準磚中。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可以做如下改進。
[0010]進一步，所述銅冷卻板為兩層，高度方向呈上下排列，圓周展開方向看上下排之間呈交錯布置。
[0011]在爐腹下部至風口組合磚之間局部的冷卻設(shè)備設(shè)計中采用了兩層銅冷卻板替代鑄鐵或銅冷卻壁，在不增加整座高爐爐襯厚度，不改變爐型尺寸的前提下，將爐腹下部局部區(qū)域爐襯的厚度增加到460mm，雖然爐襯的厚度增加，但是由于銅冷卻板插入爐內(nèi)深度較冷卻壁要深(達到460mm)且上下層兩層采用錯開角度布置，最大限度保證了該區(qū)域的磚襯支撐的穩(wěn)定，降低了爐襯損壞脫落的速度，從而起到保護冷卻壁的作用。
[0012]由于銅冷卻板與高爐爐殼設(shè)計之間采用焊接或法蘭連接，可在高爐爐殼外在線方便的更換和檢修，克服了冷卻壁不易在線更換和檢修的缺點。
[0013]本實用新型的有益效果是:本實用新型在爐腹下部用兩層銅冷卻板代替鑄鐵冷卻壁或銅冷卻壁，增加了爐腹下部爐襯的厚度和磚襯的穩(wěn)定性，從而延長了該區(qū)域冷卻器以及高爐的使用壽命，解決了高爐風口至爐腹下部冷卻壁易壞、檢修、維護困難等難題。同時，還能起到了增加冷卻強度以及方便更換的作用，該項技術(shù)在風口帶至爐腹下部區(qū)域采用球墨鑄鐵冷卻壁和銅冷卻板相結(jié)合的冷卻設(shè)備布置方式，能夠替代在該區(qū)域采用全銅冷卻壁，應(yīng)用在大中型高爐中可節(jié)省一次性投資1000萬元以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0016]1、高爐爐殼，2、銅冷卻壁，3、壓入泥漿，4、異型磚，5、風口組合磚，6、風口，7、球墨鑄鐵冷卻壁，8、銅冷卻板，9、標準磚。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。[0018]如圖1所示，一種高爐薄壁爐襯，包括高爐爐殼1、銅冷卻壁2、壓入泥漿3、異型磚
4、風口 6、風口組合磚5和球墨鑄鐵冷卻壁7，所述異型磚4和風口組合磚5上下設(shè)置，在所述異型磚4與高爐爐殼I之間設(shè)有銅冷卻壁2，且銅冷卻壁2與高爐爐殼I之間填充有壓入泥漿3，在所述風口組合磚5與高爐爐殼I之間設(shè)有球墨鑄鐵冷卻壁7，且球墨鑄鐵冷卻壁7與高爐爐殼I之間填充有壓入泥漿3，所述風口 6依次貫穿高爐爐殼1、壓入泥漿3、球墨鑄鐵冷卻壁7和風口組合磚5，其特征在于，在所述異型磚4和風口組合磚5之間設(shè)有標準磚9，在所述銅冷卻壁2與球墨鑄鐵冷卻壁7之間設(shè)有銅冷卻板8，所述銅冷卻板8位于高爐爐殼I和標準磚9之間，且其中的間隙填充有壓入泥漿3，所述銅冷卻板8通過短管與高爐爐殼I焊接，并伸入到標準磚9中。
[0019]所述銅冷卻板8為兩層，呈上下排列。其高度方向呈上下排列，圓周展開方向看上下排之間呈交錯布置。
[0020]在爐腹下部至風口組合磚5之間局部的冷卻設(shè)備設(shè)計中采用了兩層銅冷卻板8替代鑄鐵或銅冷卻壁2，在不增加整座高爐爐襯厚度和爐型尺寸的前提下，將爐腹區(qū)域爐襯的厚度增加到460mm，雖然爐襯的厚度增加，但是由于銅冷卻板8插入爐內(nèi)深度較鑄鐵或銅冷卻壁2要深(達到460mm)且上下層兩層采用錯開角度布置，最大限度保證了該區(qū)域的磚襯支撐的穩(wěn)定，降低了爐襯損壞脫落的速度，從而起到保護冷卻壁的作用。
[0021]由于銅冷卻板8與高爐爐殼I設(shè)計之間采用焊接或法蘭連接，可在高爐爐殼I外在線方便的更換和檢修，克服了鑄鐵或銅冷卻壁2不易在線更換和檢修的缺點。
[0022]實施例
[0023]本發(fā)明在2座1600m3高爐上使用，高爐有效容積1600m3，設(shè)24個風口，2個鐵口。
[0024]I)冷卻設(shè)備
[0025]針對近十多年來國內(nèi)薄壁內(nèi)襯高爐的生產(chǎn)實際情況，在爐腹下部至風口組合磚之間局部的冷卻設(shè)備設(shè)計中采用了兩層銅冷卻板8，便于該區(qū)域冷卻元件的更換及穩(wěn)定該區(qū)域的爐襯，爐底至爐喉下緣共設(shè)置13段冷卻壁。按照爐內(nèi)縱向各區(qū)域不同的工作條件和熱負荷大小，采用不同結(jié)構(gòu)型式和不同材質(zhì)的冷卻壁。
[0026]爐底及爐缸采用3段低鉻鑄鐵冷卻壁。
[0027]風口區(qū)(第4段)采用光面球墨鑄鐵冷卻壁。
[0028]爐腹(第5段)、爐腰(第6段)、爐身下部(第7段)均采用單層水冷4通道軋制銅冷卻壁，冷卻壁熱面設(shè)有燕尾槽。爐身中上部冷卻壁共6段。第8段，雙層水冷鑲磚球墨鑄鐵冷卻壁；第9-12段為單層水冷鑲磚球墨鑄鐵冷卻壁，第13段為倒扣式單層水冷鑲磚球墨鑄鐵冷卻壁。
[0029]爐喉采用水冷式爐喉鋼磚。本體材質(zhì)為鑄鋼。
[0030]2)高爐內(nèi)襯
[0031]爐底、爐缸區(qū)域，本設(shè)計采用國產(chǎn)陶瓷杯+水冷炭磚爐缸、爐底結(jié)構(gòu)。
[0032]在整個風口區(qū)全部采用大塊組合磚砌筑，以加強結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時采取措施，優(yōu)化風口區(qū)光面球墨鑄鐵冷卻壁與爐腹銅冷卻壁交接處磚襯結(jié)構(gòu)設(shè)計:通過爐腹下部爐殼折點的外移(不改變爐型尺寸)，加大了該區(qū)域磚襯的厚度，輔以兩層錯開角度布置的銅冷卻板，使爐腹下部至風口組合磚之間局部的磚襯穩(wěn)定性得到了很大改善。
[0033]第5-7段銅冷卻壁熱面采用Si3N4-SiC磚，厚度為150mm。[0034]第8-10段球墨鑄鐵冷卻壁，鑲磚采用Si3N4-SiC磚，厚度為150mm。
[0035]第11、12段球墨鑄鐵冷卻壁，鑲磚采用浸磷酸粘土磚。
[0036]第13段倒扣式單層水冷鑄鐵冷卻壁，鑲磚采用Si3N4-SiC磚。
[0037]所述1600m3高爐運行正常，使用該項技術(shù)的風口至爐腹下部區(qū)域內(nèi)襯穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)冷卻壁和冷卻板損壞的情況。
[0038]本發(fā)明的投資與傳統(tǒng)薄壁內(nèi)襯高爐相比，較風口區(qū)域采用銅冷卻壁的高爐投資減少約1500萬元。同時節(jié)省了大量的檢修維護費用，降低了維修工人的勞動強度。
[0039]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高爐薄壁爐襯，包括高爐爐殼(I)、銅冷卻壁(2)、壓入泥漿(3)、異型磚(4)、風口( 6 )、風口組合磚(5 )和球墨鑄鐵冷卻壁(7 )，所述異型磚(4)和風口組合磚(5 )上下設(shè)置，在所述異型磚(4)與高爐爐殼(I)之間設(shè)有銅冷卻壁(2 )，且銅冷卻壁(2 )與高爐爐殼(I)之間填充有壓入泥漿(3)，在所述風口組合磚(5)與高爐爐殼(I)之間設(shè)有球墨鑄鐵冷卻壁(7),且球墨鑄鐵冷卻壁(7)與高爐爐殼(I)之間填充有壓入泥漿(3)，所述風口(6)依次貫穿高爐爐殼(I)、壓入泥漿(3 )、球墨鑄鐵冷卻壁(7 )和風口組合磚(5 )，其特征在于，在所述異型磚(4)和風口組合磚(5 )之間設(shè)有標準磚(9 )，在所述銅冷卻壁(2 )與球墨鑄鐵冷卻壁(7 )之間設(shè)有銅冷卻板(8 )，所述銅冷卻板(8 )位于高爐爐殼(I)和標準磚(9 )之間，且其中的間隙填充有壓入泥漿(3)，所述銅冷卻板(8)通過短管與高爐爐殼(I)焊接，并伸入到標準磚(9)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高爐薄壁爐襯，其特征在于，所述銅冷卻板(8)為兩層，呈上下排列。
【文檔編號】C21B7/06GK203559063SQ201320777811
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】薛維炎, 閆彩菊, 劉玄, 辛博 申請人:中鋼集團工程設(shè)計研究院有限公司