工作层耐火砖堆砌结构、炉壁结构及炉壁温度控制系统的制作方法

本实用新型属于钢铁冶金精炼技术领域，具体涉及一种工作层耐火砖堆砌结构、炉壁结构及炉壁温度控制系统。

背景技术：

rh炉外精炼在整个炼钢系统中具有承上启下、调节生产节奏的重要地位。rh上部槽体和下部槽体连接的位置，需要用法兰连接，由于法兰是钢铁制品，长期经受高温会导致法兰变形，使得真空槽密封性不强，需要在周围加一圈水冷装置用以避免法兰的变形，但是在实际生产中由于水冷导致接缝位置温度较低，喷溅的钢液由于激冷而附着于接缝上下的位置，随着rh使用寿命的增加接缝位置的冷钢越变越厚，随时有脱落的风险，在实际现场生产中出现过接缝处的冷钢整体脱落而导致钢液成分异常以至于返回lf炉重新调节钢液成分，这将严重影炼钢过程中的生产节奏匹配、rh高效化生产。冷钢结瘤物中碳、氧、氢含量高且不稳定，结瘤物的脱落和反应容易造成钢液成分的异常，影响钢液的洁净度，并且冷钢结瘤物温度低，掉落到钢中可能会使钢液温度异常，影响实际生产。

综上，针对以上缺点，需要提供一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提出一种工作层耐火砖堆砌结构、炉壁结构及炉壁温度控制系统。本实用新型通过改变堆砌rh真空槽体耐火砖的结构，使上下部槽体连接位置rh真空槽炉壁由原先的垂直状态变成与水平方向呈80-86°的角度的堆砌结构。所述堆砌结构与现有的垂直状态相比，不易结瘤；并且随着rh连续生产炉壁会形成有弧度的结瘤物，使rh槽体更加不易结瘤，由于改变了堆砌方式，堆砌过程中产生的空隙用于安装隔热材料，可以减少rh内壁向炉壁外的法兰传热；并在隔热材料内部安装热电偶用以检测rh炉壁的温度，若温度低于易结冷钢温度时，则可以选择烘烤炉壁以减少结冷钢，达到rh槽体温度控制的目的，该实用新型可以有效的减少rh真空槽体内部结瘤，达到提高rh精炼效率、延长rh连续处理时间。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种工作层耐火砖堆砌结构，所述工作层耐火砖堆砌结构抑制rh真空槽体喷溅与结瘤，所述工作层耐火砖堆砌结构降低了rh真空槽体的喷溅与结瘤；所述工作层耐火砖堆砌结构包括：

凸起部，用于降低rh真空槽体的喷溅与结瘤；

从所述凸起部向两端延伸的竖直部；

所述凸起部与水平线之间的夹角小于90°且不小于80°；

所述凸起部和竖直部由耐火砖堆砌得到；

所述工作层耐火砖堆砌结构与现有的堆砌结构相比，可使rh真空槽体不易结瘤；再者，随着rh连续生产炉壁会形成有弧度的结瘤物，使rh槽体更加不易结瘤。

进一步地，所述凸起部设置在所述rh真空槽体的上下槽体连接处。

进一步地，所述隔热材料内部设置若干热电偶，用于检测rh真空槽体内壁的温度，若温度低于易结冷钢温度时，则可以选择烘烤炉壁以减少结冷钢，达到rh槽体温度控制的目的。

进一步地，所述热电偶为四个，其中两个埋设在位于所述rh真空槽体的上槽体的所述隔热材料中，其余两个埋设在位于所述rh真空槽体的下槽体的所述隔热材料中。

进一步地，所述凸起部与水平线之间的夹角不大于86°且不小于80°，该夹角范围能有效地抑制rh真空槽体喷溅与结瘤，角度小于80°会产生会耐火砖的堆砌安全性的问题，角度大于86°时，会降低抑制rh真空槽体喷溅与结瘤的效果甚至会没有抑制的效果。

进一步地，由于单个耐火砖的尺寸相同，堆砌成所述凸起部时，所述凸起部与所述rh真空槽体的永久层之间形成空隙，在所述空隙处填充隔热材料，用于减少rh真空槽体的内壁向壁外的法兰传热。

进一步地，所述隔热材料最厚处(即所述耐火砖在竖直方向上的最大偏移量)的厚度为40mm～80mm；优选60mm。

进一步地，所述竖直部的厚度为所述耐火砖的长。

进一步地，所述凸起部中相邻两块耐火砖的堆砌错位尺寸为7-13mm；优选10mm。

本实用新型的另一目的在于提供一种炉壁结构，所述炉壁结构为rh真空槽体的炉壁结构，所述炉壁结构从内壁向外依次包括工作层、永久层、保温层、膨胀材料层和钢壳；

所述工作层采用前述的所述工作层耐火砖堆砌结构。

进一步地，所述上下槽体连接处采用法兰连接。

进一步地，所述上下槽体连接处的耐火砖的长度延伸到所述膨胀材料层，以免所述rh真空槽体的上下槽体拆开时，不会导致隔热材料、永久层和保温层因拆开而脱落。

本实用新型的另一目的在于提供一种炉壁温度控制系统，所述炉壁温度控制系统为rh真空槽体炉壁温度控制系统，所述控制系统包括烘烤装置和控制装置；所述控制系统还包括前述的所述炉壁结构；

所述控制装置通过所述热电偶与所述rh真空槽体连接，与所述烘烤装置通信(光纤、plc、gps或蓝牙)连接；所述烘烤装置采用其烘烤枪伸入所述rh真空槽体中部的方式对所述炉壁结构加热，不与所述炉壁结构连接。

进一步地，所述控制装置为台式计算机、平板电脑或手机。

进一步地，所述控制系统在工作时，所述控制装置接收若干所述热电偶检测得到的温度数据，用于计算所述rh真空槽体内部的平均温度，判断不同时刻的平均温度来判断所述槽体内部温度的变化情况；当所述rh真空槽体内部的温度降低至趋近于所述rh真空槽体内部的易结瘤温度(也即易结冷钢温度)时，所述控制装置向所述烘烤装置发出烘烤指令，所述烘烤装置将其烘烤枪伸入所述rh真空槽体中部对所述rh真空槽体内部加热；达到rh槽体炉壁温度控制的目的。

进一步地，所述rh真空槽体内部的温度高于所述易结瘤温度时，温度越高的，喷溅到炉壁的钢液，经过烘烤放瘤就很容易脱落下来；所述rh真空槽体内部的温度低于所述易结瘤温度时，喷溅到炉壁上的结瘤物容易凝结，长此以往，结瘤物将越结越厚，影响实际生产；并且炉壁温度过低时，会使钢液产生温降，不利于rh的温度控制。

进一步地，所述控制方法可以较为准确地得到rh真空槽体内部的温度，对于钢液来说，若内部温度降低至趋近于所述rh真空槽体内部的易结瘤温度(也即易结冷钢温度)时，则选择烘烤炉壁以减少结冷钢。

本实用新型具有如下有益技术效果：

(1)本实用新型的抑制rh真空槽体喷溅与结瘤的工作层耐火砖堆砌结构可以有效地减少rh真空槽体内部结瘤，达到提高rh精炼效率、延长rh连续处理时间。

(2)本实用新型的rh真空槽体炉壁温度控制系统及其控制方法，可以实时检测rh真空槽体内部的温度变化，并根据变化的温度采取相应的措施，进一步减少了rh真空槽体内部结瘤，达到提高rh精炼效率、延长rh连续处理时间。

附图说明

图1为现有技术中工作层耐火砖堆砌结构的示意图。

图2为本实用新型实施例中工作层耐火砖堆砌结构的示意图。

图3为本实用新型实施例中工作层耐火砖堆砌结构的参数示意图。

图4为本实用新型实施例中rh真空槽体炉壁温度控制系统的结构示意图。

图5为本实用新型实施例中对120t的rh炉进行本实用新型的工作层耐火砖堆砌结构的结构示意图。

图6为图5中工作层耐火砖堆砌结构的参数示意图。

附图标记说明：1-工作层，101-凸起部，102-竖直部，103-耐火砖；2-永久层；3-保温层；4-膨胀材料层；5-钢壳；6-法兰；7-隔热材料；a、b、c、d-热电偶。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例及说明书附图，对本实用新型进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效教学方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

实施例1

如图1所示，现有技术中工作层耐火砖的内侧为光滑且平直的堆砌结构，而rh真空槽体的上部槽体和下部槽体连接的位置，需要用法兰连接，由于法兰是钢铁制品，长期经受高温会导致法兰变形，使得真空槽密封性不强，需要在周围加一圈水冷装置用以避免法兰的变形，但是在实际生产中由于水冷导致接缝位置温度较低，喷溅的钢液由于激冷而附着于接缝上下的位置，随着rh使用寿命的增加接缝位置的冷钢越变越厚，随时有脱落的风险，在实际现场生产中出现过接缝处的冷钢整体脱落而导致钢液成分异常以至于返回lf炉重新调节钢液成分，这将严重影炼钢过程中的生产节奏匹配、rh高效化生产。

本实施例提出一种抑制rh真空槽体喷溅与结瘤的工作层耐火砖堆砌结构，如图2和图3所示，所述工作层耐火砖堆砌结构降低了rh真空槽体的喷溅与结瘤；所述工作层耐火砖堆砌结构包括：

凸起部，用于降低rh真空槽体的喷溅与结瘤；

从所述凸起部向两端延伸的竖直部；

所述凸起部与水平线之间的夹角θ小于90°且不小于80°；

所述凸起部和竖直部由耐火砖堆砌得到；

所述工作层耐火砖堆砌结构与现有的堆砌结构相比，可使rh真空槽体不易结瘤；再者，随着rh连续生产炉壁会形成有弧度的结瘤物，使rh槽体更加不易结瘤。

所述凸起部设置在所述rh真空槽体的上下槽体连接处。

所述隔热材料内部设置若干热电偶，用于检测rh真空槽体内壁的温度，若温度低于易结冷钢温度时，则可以选择烘烤炉壁以减少结冷钢，达到rh槽体温度控制的目的。

所述热电偶为四个，其中两个埋设在位于所述rh真空槽体的上槽体的所述隔热材料中，其余两个埋设在位于所述rh真空槽体的下槽体的所述隔热材料中。

除了rh上下槽体的连接处之外，其他处单个耐火砖的尺寸相同(图2、3中所示，h和l均相同)，将耐火砖堆砌成所述凸起部时，所述凸起部与所述rh真空槽体的永久层之间形成空隙，在所述空隙处填充隔热材料，用于减少rh真空槽体的内壁向壁外的法兰传热。

所述隔热材料最厚处(即所述耐火砖在竖直方向上的最大偏移量)的厚度b为40mm。

所述竖直部的厚度为所述耐火砖的长。

所述凸起部中相邻两块耐火砖的堆砌错位尺寸a为7-13mm；优选10mm。

实施例2

本实施例的一种抑制rh真空槽体喷溅与结瘤的工作层耐火砖堆砌结构与实施例1基本相同，唯不同的是：

所述凸起部与水平线之间的夹角不大于86°且不小于80°，该夹角范围能有效地抑制rh真空槽体喷溅与结瘤，角度小于80°会产生会耐火砖的堆砌安全性的问题，角度大于86°时，会降低抑制rh真空槽体喷溅与结瘤的效果甚至会没有抑制的效果。

实施例3

本实施例的一种抑制rh真空槽体喷溅与结瘤的工作层耐火砖堆砌结构与实施例2基本相同，唯不同的是：

所述隔热材料最厚处(即所述耐火砖在竖直方向上的最大偏移量)的厚度b为50mm。

实施例4

本实施例的一种抑制rh真空槽体喷溅与结瘤的工作层耐火砖堆砌结构与实施例2基本相同，唯不同的是：

所述隔热材料最厚处(即所述耐火砖在竖直方向上的最大偏移量)的厚度b为60mm。

实施例5

本实施例的一种抑制rh真空槽体喷溅与结瘤的工作层耐火砖堆砌结构与实施例2基本相同，唯不同的是：

所述隔热材料最厚处(即所述耐火砖在竖直方向上的最大偏移量)的厚度b为70mm。

实施例6

本实施例的一种抑制rh真空槽体喷溅与结瘤的工作层耐火砖堆砌结构与实施例2基本相同，唯不同的是：

所述隔热材料最厚处(即所述耐火砖在竖直方向上的最大偏移量)的厚度b为80mm。

实施例7

本实施例的一种抑制rh真空槽体喷溅与结瘤的工作层耐火砖堆砌结构与实施例1基本相同，唯不同的是：

如图5和6所示，所述rh真空槽体为120t的rh炉

所述隔热材料最厚处(即所述耐火砖在竖直方向上的最大偏移量)的厚度b为60mm。

所述凸起部与水平线之间的夹角θ为84°。

除了rh上下槽体的连接处之外，其他处单个耐火砖的尺寸相同，长为250mm，高为100mm。

实施例8

本实施例提供一种rh真空槽体炉壁结构，所述炉壁结构从内壁向外依次包括工作层、永久层、保温层、膨胀材料层和钢壳；

所述工作层采用实施例1～6所述的工作层耐火砖堆砌结构。

所述上下槽体连接处采用法兰连接。

所述上下槽体连接处的耐火砖的长度延伸到所述膨胀材料层，以免所述rh真空槽体的上下槽体拆开时，不会导致隔热材料、永久层和保温层因拆开而脱落。

实施例9

本实施例提供一种rh真空槽体炉壁温度控制系统，如图4所示，所述控制系统包括烘烤装置和控制装置；所述控制系统还包括实施例7所述的炉壁结构；

所述控制装置通过所述热电偶与所述rh真空槽体连接，通过光纤、plc、gps或蓝牙方式与所述烘烤装置连接；所述烘烤装置采用其烘烤枪伸入所述rh真空槽体中部的方式对所述炉壁结构加热，不与所述炉壁结构连接。

所述控制系统在工作时，所述控制装置接收若干所述热电偶检测得到的温度数据，用于计算所述rh真空槽体内部的平均温度，判断不同时刻的平均温度来判断所述槽体内部温度的变化情况；当所述rh真空槽体内部的温度降低至趋近于所述rh真空槽体内部的易结瘤温度(也即易结冷钢温度)时，所述控制装置向所述烘烤装置发出烘烤指令，所述烘烤装置将其烘烤枪伸入所述rh真空槽体中部对所述rh真空槽体内部加热；达到rh槽体炉壁温度控制的目的。

所述rh真空槽体内部的温度高于所述易结瘤温度时，温度越高的，喷溅到炉壁的钢液，经过烘烤放瘤就很容易脱落下来；所述rh真空槽体内部的温度低于所述易结瘤温度时，喷溅到炉壁上的结瘤物容易凝结，长此以往，结瘤物将越结越厚，影响实际生产；并且炉壁温度过低时，会使钢液产生温降，不利于rh的温度控制。

所述控制方法可以较为准确地得到rh真空槽体内部的温度，对于钢液来说，若内部温度降低至趋近于所述rh真空槽体内部的易结瘤温度(也即易结冷钢温度)时，则选择烘烤炉壁以减少结冷钢。