一种导热良好的高炉炉缸的制作方法
【专利摘要】本事用新型公开了一种导热良好的高炉炉缸，以解决目前高炉炉缸炭素捣打料层制约炉缸导热性能的发挥的问题。它从炉缸内侧至外侧，内衬依次为陶瓷杯、大块微孔炭砖层、小块高导热炭砖层和冷却壁，各内衬层导热系数从内到外依次增大，大块微孔炭砖横截面为圆拱形。本实用新型由于从炉缸内侧至外侧，不同部分炉衬导热系数依次增大，不存在热阻层，高炉炉缸导热效率大幅提高，炉缸炭砖热面温度降低，有利于在炉衬热面形成渣壳，以抵御铁水和炉渣对炉衬的冲刷和侵蚀，同时由于炭砖内部温度降低，热应力相应减小，又能避免环状裂缝的形成和有害金属的侵蚀，从而有效减缓炉缸的侵蚀破损，延长高炉炉缸服役寿命。
【专利说明】
一种导热良好的高炉炉缸
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种导热良好的高炉炉缸。【背景技术】
[0002]如何延长高炉服役寿命，是炼铁技术领域普遍关注的热点。高炉的一代炉龄服役寿命由上世纪80年代的5?8年延长至目前的10?15年，部分先进高炉的一代炉龄寿命可以达到20年以上。其中，评价高炉一代炉龄是否结束的标准就是炉缸是否发生烧穿，或存在烧穿隐患，故改进高炉炉缸服役性能是延长高炉寿命的重要环节。
[0003]从高炉炼铁的实践来看，炉缸内衬的侵蚀破损主要由以下多个方面因素导致:(1) 铁水渗透破坏；(2)铁水环流冲刷；(3)有害元素对炉缸炭砖的侵蚀；(4)炉缸热应力过大导致炭砖环状断裂。其中(1)、(2)取决于炉缸炭砖的性能好坏，(3)、(4)取决于炉缸内衬温度的高低。针对上述影响因素，改进高炉炉缸需从材质和结构两个方面着手，其中就材质而言，需要提高炭砖的抗渣铁熔蚀性能、导热性能、〈lMi微气孔容积率、抗碱金属侵蚀性能等指标;就结构而言，则需要不断优化高炉炉缸结构，最大限度的提高炉缸导热效率，从而降低炉缸内衬热面温度和炭砖内部的热应力，缓解炉缸内衬的侵蚀破损。
[0004]近年来，随着优质炭砖的开发应用，炉缸内衬材质性能不断优化，炭砖本体的性能得到有效提高，已能满足长寿型高炉的使用要求。可是，从炉缸结构来看，从炉缸内侧至外侦U，一般为陶瓷杯+炭砖+炭素捣打料+冷却壁+炉壳结构;从导热能力看，依然存在不足，虽然大块微孔炭砖导热系数一般在2〇W(m ? k)以上，冷却壁导热系数根据不同材质有所不同，铜冷却壁导热系数>300w/(m ? k)，球墨铸铁冷却壁导热系数>30w/(m ? k)，但是，在靠近炉壳处的炭素捣打料导热系数仅为5?10w/(m ? k)，因此原有炉缸结构中，热量从内至外导出的过程中，存在炭素捣打料这一导热瓶颈，尤其是当施工质量欠佳，炭素捣打料未捣实， 捣料层存在空隙的时候，导热系数更低，有时会低于5w/(m ? k)，会严重制约炉缸导热性能的发挥，造成炉缸内侧炭砖温度异常升高，加快炉缸内衬的侵蚀破损。针对上述不足，有必要对现有炉缸结构进行改进优化，提高炉缸传热效率，缓解炉缸的侵蚀破损，延长高炉服役寿命。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种导热良好的高炉炉缸，延长高炉炉缸使用寿命。
[0006]本实用新型的技术方案是这样实现的:一种导热良好的高炉炉缸，其在于，从炉缸内侧至外侧，内衬依次为陶瓷杯、大块微孔炭砖层、小块高导热炭砖层和冷却壁。
[0007]优选的，大块微孔炭砖横截面为圆拱形。
[0008]优选的，陶瓷杯、大块微孔炭砖层、小块高导热炭砖层和冷却壁各内衬层导热系数从内到外依次增大。
[0009]本实用新型用小块高导热炭砖取代了原有高炉炉缸结构中炉壳与炭砖之间低导热系数的炭素捣打料，取消了传热体系中的热阻层，故导热效果得以大幅改善。大块炭砖由原来的长方体改为圆拱形，故大块炭砖和小块炭砖之间可以紧密贴合，无需填充低导热系数的炭素捣打料，再次避免了热阻层的存在。由于炉缸内侧至外侧，各部分内衬的导热系数依次升高，有利于热量的快速导出，可有效降低炉缸炭砖的热面温度，使炉衬表面温度始终保持在炉渣凝结温度以下，使熔融渣铁在炉衬表面形成一层保护渣壳，以抵御铁水和炉渣的冲刷侵蚀。与此同时，由于炉缸导热性能良好，炉缸大块炭砖内部的温度梯度也将降低， 炭砖内部热应力相应减小，可以有效避免炭砖环状裂缝的形成和有害金属在环状裂缝中的沉积和侵蚀。以上均可延长炉缸使用寿命。【附图说明】
[0010]图1是现有炉缸结构主视图。
[0011]图2是现有炉缸结构俯视图。
[0012]图3是本实用新型结构主视图。
[0013]图4是本实用新型结构俯视图。
[0014]图中，1-炉壳;2-冷却壁;3-炭素捣打料层;4-大块微孔炭砖层;5-陶瓷杯;6-小块高导热炭砖层。【具体实施方式】
[0015]下面结合附图作进一步描述:
[0016]如图1、图2所示，现有炉缸结构从炉缸内侧至外侧，依次为陶瓷杯5、大块微孔炭砖层4、炭素捣打料层3、冷却壁2和炉壳1，热量从内至外导出的过程中，存在炭素捣打料层3这一热阻层导热瓶颈，严重制约炉缸导热性能的发挥，造成炉缸内侧炭砖温度异常升高，加快炉缸内衬的侵蚀破损。
[0017]如图3和图4所示，本实用新型炉缸结构从炉缸内侧至外侧，依次为陶瓷杯5、大块微孔炭砖层4、小块高导热炭砖层6、冷却壁2和炉壳1，陶瓷杯5、大块微孔炭砖层4、小块高导热炭砖层6和冷却壁2各内衬层导热系数从内到外依次增大，大块微孔炭砖横截面为圆拱形。[〇〇18]施工时，在炉壳内部安装铜冷却壁2,铜冷却壁导热系数一般在300w/(m ? k)，然后在紧贴铜冷却壁2处砌筑若干层高导热小块炭砖，形成小块高导热炭砖层6,小块炭砖导热系数一般在50w/(m ? k)以上，小块炭砖沿炉缸径向总厚度为200mm?300mm，小块炭砖具体尺寸可根据不同炉型参数灵活设计;在小块高导热炭砖层6热面，砌筑大块微孔炭砖层4，大块炭砖导热系数一般在20w/(m? k)以上，由于大块炭砖截面为圆拱形，故可以沿小块炭砖热面贴合砌筑，大块炭砖具体尺寸可根据炉缸直径和不同炉型要求进行设定。本实施例铜冷却壁2导热系数300w/(m ? k)，铜冷却壁厚度为120mm;小块炭砖导热系数50w/(m ? k)，小块高导热炭砖层6沿炉缸径向总厚度为300mm，小块炭砖长X宽X高尺寸为300mmX lOOmmX 80mm，沿长度方向与铜冷却壁贴合砌筑;大块炭砖导热系数为20w/(m ? k)，大块炭砖沿炉缸径向总厚度为600mm，大块炭砖长X宽X高尺寸为600mmX 300mmX 300mm，沿长度方向与小块炭砖贴合砌筑。
[0019]本实用新型由于从炉缸内侧至外侧，不同部分炉衬导热系数依次增大，不存在热阻层，高炉炉缸导热效率大幅提高，炉缸炭砖热面温度降低，有利于在炉衬热面形成渣壳， 以抵御铁水和炉渣对炉衬的冲刷和侵蚀，同时由于炭砖内部温度降低，热应力相应减小，又能避免环状裂缝的形成和有害金属的侵蚀，从而有效减缓炉缸的侵蚀破损，延长高炉炉缸服役寿命。
【主权项】
1.一种导热良好的高炉炉缸，其特征在于:从炉缸内侧至外侧，内衬依次为陶瓷杯、大 块微孔炭砖层、小块高导热炭砖层和冷却壁，大块微孔炭砖横截面为圆拱形。2.根据权利要求1所述的一种导热良好的高炉炉缸，其特征在于:陶瓷杯、大块微孔炭 砖层、小块高导热炭砖层和冷却壁各内衬层导热系数从内到外依次增大。
【文档编号】C21B7/00GK205576184SQ201520904524
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年11月13日
【发明人】卢正东, 刘栋梁, 陈令坤, 邹祖桥, 李华, 余立, 欧阳珉路, 余珊珊
【申请人】武汉钢铁(集团)公司