一种高炉薄壁炉衬的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高炉薄壁炉衬，炉腹下部耐火砖靠铜冷却板和风口组合砖双重支撑，在耐火砖与高炉炉壳之间设有冷却壁和冷却板，铸铁冷却壁与耐火砖之间设置捣打料，铜冷却壁、铸铁冷却壁与高炉炉壳之间以及标准砖与高炉炉壳之间充填压入泥浆，铜冷却板布置在铜冷却壁与球墨铸铁冷却壁之间，铜冷却板通过短管与高炉炉壳焊接，并伸入到标准砖中。本实用新型在炉腹下部用两层铜冷却板代替铸铁冷却壁或铜冷却壁，增加了炉腹下部炉衬的厚度和砖衬的稳定性，从而延长了该区域冷却器以及高炉的使用寿命，解决了高炉风口至炉腹下部冷却壁易坏、检修、维护困难等难题，增加冷却强度的同时方便更换。
【专利说明】一种高炉薄壁炉衬
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高炉薄壁炉衬，属于钢铁高炉设计领域。
【背景技术】
[0002]目前普遍使用的高炉炉体内衬主要有两种结构形式:一种是采用铸铁、铸钢或铜冷却板的厚内衬结构，另一种是采用铸铁和铜冷却壁相结合的砖壁合一的薄内衬结构。在我国现有高炉中，前一种多为中小型高炉采用，后一种多为大型高炉采用。随着国家产业政策的实施，中小型高炉逐步被淘汰，高炉大型化已使得炉体砖壁合一、薄壁内衬结构得到广泛推广应用。
[0003]薄壁内衬结构在炉腹、炉腰和炉身下部采用铜冷却壁，炉身中、上部采用铸铁冷却壁，在铜冷却壁热面侧喷涂一定厚度的特种耐火材料或镶嵌一定厚度的耐火砖，在铸铁冷却壁靠炉内侧镶上一定厚度的耐火砖来代替传统的砌砖。因为耐火材料喷涂层厚度和镶砖层厚度相比传统的炉体内衬砌筑层厚度大大减薄，因此，薄壁内衬结构炉型基本接近高炉的操作炉型。
[0004]典型的薄壁炉衬高炉采用全冷却壁作为冷却设备，在高热负荷区域炉腹、炉腰及炉身下部采用铜冷却壁，其它部位采用铸铁冷却壁。冷却壁的镶砖仅凸出冷却壁热面100-150mm,不及普通厚炉衬的1/2 (普通厚炉衬的砌砖厚度超过400mm.)，根据高炉各部位的工作条件和破坏机理，在不同的区域采用不同材质的耐火材料。由于铜冷却壁具有高导热性能、良好的抗热震性能和抗热流冲击性能，因而越来越多的薄壁炉衬高炉在高热负荷区(炉身下部、炉腰、炉腹)采用了此种冷却设备。高炉薄壁内衬结构具有很多优点:炉型稳定，有利于煤气流分布均匀和操作顺行；耐材耗量大量减少，节省大量投资；内衬预先在炉外砌筑，缩短了施工周期；内衬镶嵌在冷却壁中，支撑效果好；内衬薄，渣皮的稳定起到了保护内衬的作用，从而延长了高炉的使用寿命。
[0005]目前国内使用的传统薄壁内衬结构存在的问题是:由于风口以上炉腹部位炉衬过薄(250-350mm)且仅靠风口组合砖支撑，因此，这一区域在长期的炉料磨损和高热负荷作用下炉衬容易脱落，炉衬脱落后导致冷却壁很快被磨损或冷却壁水管很快(最快的在高炉投产2-3个月时间内出现)出现渗漏的危险情况发生。一旦出现这些问题，处理起来非常棘手，轻则需对破损的管路进行处理，例如用穿软管的办法来代替漏损的管路，重则需进行内衬修补和对冷却壁进行更新改造。而对冷却壁进行更新改造是非常困难的。
[0006]有的大型高炉(如武钢8#高炉)为了解决传统薄壁内衬高炉的炉腹下部至风口组合砖之间局部的缺陷，将风口带冷却壁用铜冷却壁替代了球墨铸铁冷却壁。虽然这一方案实际使用效果也非常好，该高炉从2009年8月I日投产起到现在没有出现一块冷却壁损坏的问题，但是风口带冷却壁采用铜冷却壁的投资太高，一般冶金企业恐怕难以接受，武钢8#高炉因为风口带冷却壁采用铜冷却壁一项就给该高炉增加约2000万元的直接投资。
实用新型内容[0007]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高炉薄壁炉衬，克服传统高炉薄壁炉衬技术应用中的缺陷，解决了传统高炉薄壁炉衬过快损坏、冷却壁水管过快出现渗漏以及冷却器烧坏后不易更换的问题。
[0008]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种高炉薄壁炉衬，包括高炉炉壳、铜冷却壁、压入泥浆、异型砖、风口、风口组合砖和球墨铸铁冷却壁，所述异型砖和风口组合砖上下设置，在所述异型砖与高炉炉壳之间设有铜冷却壁，且铜冷却壁与高炉炉壳之间填充有压入泥浆，铜冷却壁块与块之间填充有缓冲料和捣打料，在所述风口组合砖与高炉炉壳之间设有球墨铸铁冷却壁，且球墨铸铁冷却壁与高炉炉壳之间填充有压入泥浆，球墨铸铁冷却壁块与块之间填充有铁屑填料和捣打料，所述风口依次贯穿高炉炉壳、压入泥浆、球墨铸铁冷却壁和风口组合砖，在所述异型砖和风口组合砖之间设有标准砖，在所述铜冷却壁与球墨铸铁冷却壁之间设有铜冷却板，所述铜冷却板位于高炉炉壳和标准砖之间，且其中的间隙填充有压入泥浆，所述铜冷却板通过短管与高炉炉壳焊接，并伸入到标准砖中。
[0009]在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
[0010]进一步，所述铜冷却板为两层，高度方向呈上下排列，圆周展开方向看上下排之间呈交错布置。
[0011]在炉腹下部至风口组合砖之间局部的冷却设备设计中采用了两层铜冷却板替代铸铁或铜冷却壁，在不增加整座高炉炉衬厚度，不改变炉型尺寸的前提下，将炉腹下部局部区域炉衬的厚度增加到460mm，虽然炉衬的厚度增加，但是由于铜冷却板插入炉内深度较冷却壁要深(达到460mm)且上下层两层采用错开角度布置，最大限度保证了该区域的砖衬支撑的稳定，降低了炉衬损坏脱落的速度，从而起到保护冷却壁的作用。
[0012]由于铜冷却板与高炉炉壳设计之间采用焊接或法兰连接，可在高炉炉壳外在线方便的更换和检修，克服了冷却壁不易在线更换和检修的缺点。
[0013]本实用新型的有益效果是:本实用新型在炉腹下部用两层铜冷却板代替铸铁冷却壁或铜冷却壁，增加了炉腹下部炉衬的厚度和砖衬的稳定性，从而延长了该区域冷却器以及高炉的使用寿命，解决了高炉风口至炉腹下部冷却壁易坏、检修、维护困难等难题。同时，还能起到了增加冷却强度以及方便更换的作用，该项技术在风口带至炉腹下部区域采用球墨铸铁冷却壁和铜冷却板相结合的冷却设备布置方式，能够替代在该区域采用全铜冷却壁，应用在大中型高炉中可节省一次性投资1000万元以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型结构示意图。
[0015]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0016]1、高炉炉壳，2、铜冷却壁，3、压入泥浆，4、异型砖，5、风口组合砖，6、风口，7、球墨铸铁冷却壁，8、铜冷却板，9、标准砖。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。[0018]如图1所示，一种高炉薄壁炉衬，包括高炉炉壳1、铜冷却壁2、压入泥浆3、异型砖
4、风口 6、风口组合砖5和球墨铸铁冷却壁7，所述异型砖4和风口组合砖5上下设置，在所述异型砖4与高炉炉壳I之间设有铜冷却壁2，且铜冷却壁2与高炉炉壳I之间填充有压入泥浆3，在所述风口组合砖5与高炉炉壳I之间设有球墨铸铁冷却壁7，且球墨铸铁冷却壁7与高炉炉壳I之间填充有压入泥浆3，所述风口 6依次贯穿高炉炉壳1、压入泥浆3、球墨铸铁冷却壁7和风口组合砖5，其特征在于，在所述异型砖4和风口组合砖5之间设有标准砖9，在所述铜冷却壁2与球墨铸铁冷却壁7之间设有铜冷却板8，所述铜冷却板8位于高炉炉壳I和标准砖9之间，且其中的间隙填充有压入泥浆3，所述铜冷却板8通过短管与高炉炉壳I焊接，并伸入到标准砖9中。
[0019]所述铜冷却板8为两层，呈上下排列。其高度方向呈上下排列，圆周展开方向看上下排之间呈交错布置。
[0020]在炉腹下部至风口组合砖5之间局部的冷却设备设计中采用了两层铜冷却板8替代铸铁或铜冷却壁2，在不增加整座高炉炉衬厚度和炉型尺寸的前提下，将炉腹区域炉衬的厚度增加到460mm，虽然炉衬的厚度增加，但是由于铜冷却板8插入炉内深度较铸铁或铜冷却壁2要深(达到460mm)且上下层两层采用错开角度布置，最大限度保证了该区域的砖衬支撑的稳定，降低了炉衬损坏脱落的速度，从而起到保护冷却壁的作用。
[0021]由于铜冷却板8与高炉炉壳I设计之间采用焊接或法兰连接，可在高炉炉壳I外在线方便的更换和检修，克服了铸铁或铜冷却壁2不易在线更换和检修的缺点。
[0022]实施例
[0023]本发明在2座1600m3高炉上使用，高炉有效容积1600m3，设24个风口，2个铁口。
[0024]I)冷却设备
[0025]针对近十多年来国内薄壁内衬高炉的生产实际情况，在炉腹下部至风口组合砖之间局部的冷却设备设计中采用了两层铜冷却板8，便于该区域冷却元件的更换及稳定该区域的炉衬，炉底至炉喉下缘共设置13段冷却壁。按照炉内纵向各区域不同的工作条件和热负荷大小，采用不同结构型式和不同材质的冷却壁。
[0026]炉底及炉缸采用3段低铬铸铁冷却壁。
[0027]风口区(第4段)采用光面球墨铸铁冷却壁。
[0028]炉腹(第5段)、炉腰(第6段)、炉身下部(第7段)均采用单层水冷4通道轧制铜冷却壁，冷却壁热面设有燕尾槽。炉身中上部冷却壁共6段。第8段，双层水冷镶砖球墨铸铁冷却壁；第9-12段为单层水冷镶砖球墨铸铁冷却壁，第13段为倒扣式单层水冷镶砖球墨铸铁冷却壁。
[0029]炉喉采用水冷式炉喉钢砖。本体材质为铸钢。
[0030]2)高炉内衬
[0031]炉底、炉缸区域，本设计采用国产陶瓷杯+水冷炭砖炉缸、炉底结构。
[0032]在整个风口区全部采用大块组合砖砌筑，以加强结构的稳定性。同时采取措施，优化风口区光面球墨铸铁冷却壁与炉腹铜冷却壁交接处砖衬结构设计:通过炉腹下部炉壳折点的外移(不改变炉型尺寸)，加大了该区域砖衬的厚度，辅以两层错开角度布置的铜冷却板，使炉腹下部至风口组合砖之间局部的砖衬稳定性得到了很大改善。
[0033]第5-7段铜冷却壁热面采用Si3N4-SiC砖，厚度为150mm。[0034]第8-10段球墨铸铁冷却壁，镶砖采用Si3N4-SiC砖，厚度为150mm。
[0035]第11、12段球墨铸铁冷却壁，镶砖采用浸磷酸粘土砖。
[0036]第13段倒扣式单层水冷铸铁冷却壁，镶砖采用Si3N4-SiC砖。
[0037]所述1600m3高炉运行正常，使用该项技术的风口至炉腹下部区域内衬稳定，没有出现冷却壁和冷却板损坏的情况。
[0038]本发明的投资与传统薄壁内衬高炉相比，较风口区域采用铜冷却壁的高炉投资减少约1500万元。同时节省了大量的检修维护费用，降低了维修工人的劳动强度。
[0039]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种高炉薄壁炉衬，包括高炉炉壳(I)、铜冷却壁(2)、压入泥浆(3)、异型砖(4)、风口( 6 )、风口组合砖(5 )和球墨铸铁冷却壁(7 )，所述异型砖(4)和风口组合砖(5 )上下设置，在所述异型砖(4)与高炉炉壳(I)之间设有铜冷却壁(2 )，且铜冷却壁(2 )与高炉炉壳(I)之间填充有压入泥浆(3)，在所述风口组合砖(5)与高炉炉壳(I)之间设有球墨铸铁冷却壁(7),且球墨铸铁冷却壁(7)与高炉炉壳(I)之间填充有压入泥浆(3)，所述风口(6)依次贯穿高炉炉壳(I)、压入泥浆(3 )、球墨铸铁冷却壁(7 )和风口组合砖(5 )，其特征在于，在所述异型砖(4)和风口组合砖(5 )之间设有标准砖(9 )，在所述铜冷却壁(2 )与球墨铸铁冷却壁(7 )之间设有铜冷却板(8 )，所述铜冷却板(8 )位于高炉炉壳(I)和标准砖(9 )之间，且其中的间隙填充有压入泥浆(3)，所述铜冷却板(8)通过短管与高炉炉壳(I)焊接，并伸入到标准砖(9)中。
2.根据权利要求1所述高炉薄壁炉衬，其特征在于，所述铜冷却板(8)为两层，呈上下排列。
【文档编号】C21B7/06GK203559063SQ201320777811
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】薛维炎, 闫彩菊, 刘玄, 辛博 申请人:中钢集团工程设计研究院有限公司