一种耐超高温炉壁的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤炭气化工业，固态床煤炭气化炉炉壁结构技术。
【背景技术】
[0002]现有的固态床煤炭气化炉炉壁，主要用钢外壳衬金属水套，再衬碳化硅砖的结构。利用碳化硅砖能耐1600°C左右的温度，导热性能又好的优点，通过金属水套给碳化硅砖降温，从而为碳化硅砖提供安全保障。这种结构虽然简单，但可靠性不高！因固态床煤炭气化炉的高温燃烧区温度高达2400°C以上，炉况不正常时高温燃烧区会发生偏移。一旦高温燃烧区发生偏移，靠近高温燃烧区的炉壁温度将迅速超过1600°C，在高温、高压、富氧的条件下，碳化硅砖炉壁很快损坏。所以，这种炉壁的故障率很高，炉龄很短。
【发明内容】
[0003]本实用新型炉壁，可克服现有炉壁存在的主要缺陷，能保证炉壁在2400°C温度下长期免维护正常使用，且建筑成本低。
[0004]—种耐超高温炉壁，本实用新型特征是:在钢制外壳的内侧，衬有一层金属材料衬层，该金属材料衬层与钢制外壳之间设有间距，该间距空间为水套层；在金属材料衬层的内侦牝再衬砌有一层用中等耐温、高导热系数耐火材料制成的中温导热层；在中温导热层的内侧，再衬砌一层用高耐温耐火材料制成的高温过渡层；在高温过渡层的内侧，再衬砌一层用耐超高温度的耐火材料制成的超高耐温耐火层；在金属材料衬层和中温导热层之间设有间隙，在间隙内填充有用高导热系数耐火粉料制成的导热耐火胶泥。
[0005]本实用新型用以衬砌炉壁最内侧的超高耐温耐火层的超高温耐火砖的四个非径向砌筑面开设有凹凸止口，其中相邻的两面为凸形止口，对应的另两面为凹形止口，相邻砌筑的超高温耐火砖的凹凸止口相互紧密配合。
[0006]本实用新型制作过程是:
[0007]1、选用耐超高温度的耐火材料如氧化锆等，制成炉壁最内层的超高耐温耐火层。氧化锆等超高温耐火材料能耐2400°C以上的高温，在高温燃烧区靠近时，超高温耐火层不会因高温损坏。
[0008]2、超高温耐火砖的厚度一般不超过炉壁总厚度的四分之一。因超高温耐火材料十分昂贵，在保证使用寿命的前提下，减少厚度可降低建造成本。
[0009]3、超高温耐火砖的四个非径的砌筑面设计有凹凸止口，保证了用较薄的超高温耐火砖砌筑的超高耐温耐火层有很好的结构稳定性和密封性。
[0010]4、选用耐火度在2000°C左右的高耐温耐火材料(如刚玉等)制造炉壁的高温过渡层。用以砌筑高温过渡层的耐火砖的厚度一般不超过炉壁总厚度的四分之一。
[0011]5、选用耐火度在1600°C左右，导热系数在15以上的特种耐火材料(如碳化硅等)制做炉壁的中温导热层。利用碳化硅砖的高导热性能，将内层炉衬的热量传导给金属水套带走，从而降低内层炉衬的温度，进一步提高内层炉衬的安全性。
[0012]6、选用导热性好的金属材料制做金属水套衬层，以提高水套的导热效率。
[0013]7、为保证中温导热层与金属水套衬层接触良好，在两者之间设有间隙。间隙的宽度一般为20—50mm，中间用高导热系数耐火粉料制成导热耐火胶泥，现场浇注或捣打填实，从而确保高热传导效率。
[0014]本实用新型的有益效果是:由超高耐温耐火层负责抵抗炉壁附近可能出现的2400°C高温；由高温过渡层负责抵抗1850°C左右的高温；由中温导热层负责抵抗1600°C左右的温度，同时，负责把高温过渡层传来的热量快速传递给导热耐火胶泥；导热耐火胶泥将中温导热层和金属水套紧密连接成一体，并将中温导热层传来的热量快速传递给金属水套；金属水套通过循环水将热量带出炉壁，从而反向逐步降低炉壁各衬层的温度，确保在炉壁附近出现2400°C高温时，内衬各层耐火材料均不会被损坏。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，一种耐超高温炉壁，本实用新型特征是:在钢制外壳1的内侧，衬有一层金属材料衬层2，该金属材料衬层2与钢制外壳1之间设有间距，该间距空间为水套层2A ;在金属材料衬层2的内侧，再衬砌有一层用中等耐温、高导热系数耐火材料制成的中温导热层3 ;在中温导热层3的内侧，再衬砌一层用高耐温耐火材料制成的高温过渡层4 ;在高温过渡层4的内侧，再衬砌一层用耐超高温度的耐火材料制成的超高耐温耐火层5 ;在金属材料衬层2和中温导热层3之间设有间隙6，在间隙6内填充有用高导热系数耐火粉料制成的导热耐火胶泥7。
[0017]本实用新型用以衬砌炉壁最内侧的超高耐温耐火层5的超高温耐火砖的四个非径向砌筑面开设有凹凸止口，其中相邻的两面为凸形止口 8，对应的另两面为凹形止口 9，相邻砌筑的超高温耐火砖的凹凸止口相互紧密配合。
[0018]本实用新型制作过程是:
[0019]1、选用耐超高温度的耐火材料如氧化锆等，制成炉壁最内层的超高耐温耐火层5。氧化锆等超高温耐火材料能耐2400°C以上的高温，在高温燃烧区靠近时，超高温耐火层不会因高温损坏。
[0020]2、超高温耐火砖的厚度一般不超过炉壁总厚度的四分之一。因超高温耐火材料十分昂贵，在保证使用寿命的前提下，减少厚度可降低建造成本。
[0021]3、超高温耐火砖的四个非径的砌筑面设计有凹凸止口，保证了用较薄的超高温耐火砖砌筑的超高耐温耐火层5有很好的结构稳定性和密封性。
[0022]4、选用耐火度在2000°C左右的高耐温耐火材料如刚玉等制造炉壁的高温过渡层4。用以砌筑高温过渡层4的耐火砖的厚度一般不超过炉壁总厚度的四分之一。
[0023]5、选用耐火度在1600°C左右，导热系数在15以上的特种耐火材料如碳化硅等制做炉壁的中温导热层3。利用碳化硅砖的高导热性能，将内层炉衬的热量传导给金属水套带走，从而降低内层炉衬4、5的温度，进一步提高内层炉衬的安全性。
[0024]6、选用导热性好的金属材料制做金属材料衬层2，以提高水套层2A的导热效率。
[0025]7、为保证中温导热层3与金属材料衬层2接触良好，在两者之间设有间隙6。间隙6的宽度一般为20— 50mm，中间用高导热系数耐火粉料制成导热耐火胶泥，现场浇注或捣打填实，从而确保较高的热传导效率。
[0026]本实用新型耐超高温炉壁，其主体结构由钢制外壳1、金属材料衬层2、水套层2A、间隙6、导热耐火胶泥7、中温导热层3、高温过渡层4和超高耐温耐火层5构成。钢质外壳1选用普通耐热钢制做，其厚度依据炉内压力选择；金属材料衬层2也选用耐热钢制做；间隙6 —般选择20—50mm ;导热耐火胶泥7主材选用碳化硅；中温导热层3选用碳化硅材料，能耐1600°C且导热性能良好，抗氧化能力也强；高温过渡层4选用纯刚玉耐火材料，耐火度可达2000°C，可在1800°C温度下长期使用，短时间可以抵抗1900°C高温。其厚度选择为炉壁总厚度的1/4一 1/5 ;超高耐温耐火层5选用氧化锆耐火材料，可在2400°C超高温下正常使用，且高温强度大。其厚度一般为炉壁总厚度的1/4左右，太厚则制造成本太高。在氧化锆砖的四个非径向砌筑面上设计有凹凸止口，可使较薄的氧化锆超高温耐火层具有更好的结构稳定性和密封隔热性。当炉壁内侧出现2400°C高温时，氧化锆耐火层5抵挡住高温，保护其后的各耐火层不被损坏；碳化硅导热层3透过高温过渡层4不断将氧化锆耐火砖上的热量传导给水套层2A带走，从而保证氧化锆耐火砖的使用安全。
[0027]本实施例炉壁内径3600mm，炉壁厚420mm，炉内压力3MPa，高温燃烧区理论最高温度2400°C。其中钢质外壳1为245R耐热钢，厚度为40mm ;金属材料衬层2材质为245R，厚20mm ;水套层2A宽度为80mm ;间隙6宽度30mm，用碳化娃耐火胶泥捣打填实；中温导热层
(3)用碳化娃砖砌筑，厚度120mm ;高温过渡层4用纯刚玉耐火砖砌筑，厚度65mm ；超高耐温耐火层5用氧化错止口砖砌筑，厚度65_。
【主权项】
1.一种耐超高温炉壁，其特征是:在钢制外壳(1)的内侧，衬有一层金属材料衬层(2)，该金属材料衬层(2)与钢制外壳(1)之间设有间距，该间距空间为水套层(2A);在金属材料衬层(2)的内侧，再衬砌有一层用中等耐温、高导热系数耐火材料制成的中温导热层(3)，中等耐温指耐1600°C的温度；在中温导热层(3)的内侧，再衬砌一层用高耐温耐火材料制成的高温过渡层(4);在高温过渡层(4)的内侧，再衬砌一层用耐超高温度的耐火材料制成的超高耐温耐火层(5);在金属材料衬层(2)和中温导热层(3)之间设有间隙(6)，在间隙(6)内填充有高导热系数耐火粉料制成的导热耐火胶泥(7)。2.如权利要求1所述的一种耐超高温炉壁，其特征是，用以衬砌炉壁最内侧的超高耐温耐火层(5)的超高温耐火砖的四个非径向砌筑面开设有凹凸止口，其中相邻的两面为凸形止口(8)，对应的另两面为凹形止口(9)，相邻砌筑的超高温耐火砖的凹凸止口相互紧密配合。
【专利摘要】一种耐超高温炉壁，在钢制外壳(1)的内侧，衬有一层金属材料衬层(2)，该金属材料衬层(2)与钢制外壳(1)之间设有间距，该间距空间为水套层(2A)；在金属材料衬层(2)的内侧，再衬砌有一层用中等耐温、高导热系数耐火材料制成的中温导热层(3)；在中温导热层(3)的内侧，再衬砌一层用高耐温耐火材料制成的高温过渡层(4)；在高温过渡层(4)的内侧，再衬砌一层用耐超高温度的耐火材料制成的超高耐温耐火层(5)；在金属材料衬层(2)和中温导热层(3)之间设有间隙(6)，在间隙(6)内填充有用高导热系数耐火粉料制成的导热耐火胶泥(7)。本实用新型具有成本低、可在2400℃超高温度下长期免维护使用的优点。
【IPC分类】F23M5/08, F23M5/00
【公开号】CN205048472
【申请号】CN201520498317
【发明人】胡光雄
【申请人】胡光雄
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年7月10日