专利名称：熔融还原反应器底吹透气砖的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及炉底底吹技术，更具体地说，涉及一种熔融还原反应器底吹透气砖。
背景技术：
传统的炉底底吹透气砖常见于转炉应用中，请结合图1所示，转炉炉底吹透气砖1 设于转炉2底部耐火砖3内，透气砖1上开有针式透气孔4，该气孔4在炉底分布如图2所示，通过气孔4向炉底吹入N2、Ar等惰性气体。而对于一些钢铁企业的熔融还原反应器，特别是年产万吨级的熔融还原反应器，此类底吹透气砖则无法适用其连续炼铁过程。原因如下转炉底吹均为惰性气体，只作搅拌作用，因此布砖量以及气孔量均较少，仅限于在水平面上开孔，而还原反应器则还需要具有还原作用，若采用转炉炉底吹透气砖1进行吹氢还原，则在底吹气量一定的情况下，每个孔流出的气量较大，产生的气泡较大，而气泡数较少， 易降低氢气与炉中熔融态氧化铁的接触面积，使还原反应速度和氢气的利用率降低。并且其产生的气泡彼此间易聚合，使单一气泡体积增大，气泡数目在上升过程中减少，这同样不利于氢气与炉中熔融态氧化铁接触面积的增大，因而不利于提高还原反应速度和氢气利用率，最终会造成生产效率的下降以及生产成本的增加。
实用新型内容针对现有技术中存在的上述缺点，本实用新型的目的是提供一种熔融还原反应器底吹透气砖，该透气砖能够有利于熔融还原反应器的底吹搅拌和还原，提高还原反应速度和利用率。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案该熔融还原反应器底吹透气砖设于反应器底部，该透气砖包括三块纵向砖和一块横向砖，纵向砖与横向砖交叉设置并连接为呈“卅”字形的整体式结构，其中，纵向砖的顶面上开有数排透气孔，横向砖的顶面及侧面上开有数排透气孔。所述的中间的纵向砖的顶面高度高于横向砖的顶面高度，所述的横向砖的顶面高度高于两侧的纵向砖的顶面高度。所述的纵向砖和横向砖的顶面透气孔呈正六边形布置。所述的横向砖的侧面透气孔呈由纵向砖隔开的错位布置。在上述技术方案中，本实用新型的熔融还原反应器底吹透气砖包括三块纵向砖和一块横向砖，纵向砖与横向砖交叉设置并连接为呈“卅”字形的整体式结构，纵向砖的顶面上开有数排透气孔，横向砖的顶面及侧面上开有数排透气孔。通过将砖纵横交叉设置，顶面高低分布，透气孔错位设置等手段，能够产生大量底吹气泡，并且气泡能够独立上浮，不会合并，大大增大了与熔融态氧化铁的接触面积，有效提高了反应的还原速率。
[0010]图1是现有技术的转炉底吹透气砖位于转炉内的结构剖视示意图；图2是现有技术的转炉底吹透气砖的透气孔的分布示意图；图3是本实用新型的透气砖位于熔融还原反应器内的结构剖视图；图4是本实用新型的透气砖的立体图；图5是本实用新型的透气砖的俯视示意图；图6是本实用新型的透气砖的侧视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。请参阅图3 图6所示，本实用新型的熔融还原反应器底吹透气砖10设于熔融还原反应器5底部(图3中的6为渣层、7为铁水层、8为死水层)，通过管道通入氢气进行底吹还原。该透气砖10包括三块纵向砖IlaUlb和一块横向砖12，纵向砖Ila与横向砖12 交叉设置并连接为呈“卅”字形的整体式结构，其中，纵向砖Ila的顶面上开有数排透气孔 13，横向砖12的顶面及侧面上也开有数排透气孔13。所述的中间的纵向砖Ila的顶面高度高于横向砖12的顶面高度，所述的横向砖12的顶面高度高于两侧的纵向砖lib的顶面高度。如此在不同的高度的顶面开孔，从透气砖10的顶面透气孔13吹出的氢气在上升过程中，由于时差顺序，不易合并成大气泡，有利于与熔融态氧化铁充分接触。所述的纵向砖 Ila和横向砖12的顶面透气孔13呈正六边形布置(图6中的虚线框为各部顶面的透气孔 13的开设位置)，分别位于反应器5底部的0. 37R圆周上(R为反应器5底部半径)。依据钢包底吹氩气水模拟结果，这样的布置可以达到很好的底吹效果，使股流和流场稳定，按上述布置，在侧孔不开的情况下，混勻时间可缩小为30s。另外，横向砖12的顶面透气孔13能够防止炉底边缘处的铁水搅拌不够充分，避免形成流动死区而增大熔池的混勻时间。所述的横向砖12的侧面透气孔13呈由纵向砖Ila隔开的错位布置，增加了开孔数量，在相同气量下，增多气泡源，产生的气泡数量也多，吹氢的反应界面增加，并且还在气泡脱离砖体气孔上升时，可获得更多的横向(或水平)动量，这使搅拌范围增大，可达到更好的混勻效果， 还可起到稳定流场的作用。另外，由于设置了该结构的透气砖10，会在反应器5底部凸起形成死铁层8，死铁层8内的铁水运动很弱，对反应器5底吹氢气结构的冲刷程度很小，因此，可起到保护底吹透气砖10的作用。并且，由于整体式透气砖10的顶面置于死铁层8上部，吹炼过程中铁水运动活跃，这会使顶部透气性稳定，重复使用吹开率高，气量调节灵活。采用了本实用新型的透气砖10，重复使用的吹开率可达97%，总反应速率常数高达至Ij 3. 79gFe/cm2 · min。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
权利要求1.一种熔融还原反应器底吹透气砖，设于反应器底部，其特征在于该透气砖包括三块纵向砖和一块横向砖，纵向砖与横向砖交叉设置并连接为呈“卅”字形的整体式结构，其中，纵向砖的顶面上开有数排透气孔，横向砖的顶面及侧面上开有数排透气孔。
2.如权利要求1所述的熔融还原反应器底吹透气砖，其特征在于所述的中间的纵向砖的顶面高度高于横向砖的顶面高度，所述的横向砖的顶面高度高于两侧的纵向砖的顶面高度。
3.如权利要求1所述的熔融还原反应器底吹透气砖，其特征在于 所述的纵向砖和横向砖的顶面透气孔呈正六边形布置。
4.如权利要求1所述的熔融还原反应器底吹透气砖，其特征在于 所述的横向砖的侧面透气孔呈由纵向砖隔开的错位布置。
专利摘要本实用新型公开了一种熔融还原反应器底吹透气砖，该透气砖包括三块纵向砖和一块横向砖，纵向砖与横向砖交叉设置并连接为呈“卅”字形的整体式结构，纵向砖的顶面上开有数排透气孔，横向砖的顶面及侧面上开有数排透气孔。通过将砖纵横交叉设置，顶面高低分布，透气孔错位设置等手段，能够产生大量底吹气泡，并且气泡能够独立上浮，不会合并，大大增大了与熔融态氧化铁的接触面积，有效提高了反应的还原速率。
文档编号F27D1/06GK202008298SQ20112003991
公开日2011年10月12日 申请日期2011年2月16日 优先权日2011年2月16日
发明者周林, 孙克强, 徐万仁, 王东彦, 王键, 郑少波, 龚玥 申请人:上海大学, 宝山钢铁股份有限公司