防水侵蚀高炉底部结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冶炼技术领域，尤其涉及一种高炉底部防侵蚀结构。
【背景技术】
[0002]高炉是炼铁生产中的重要设备，如图1所示，现有的高炉由下向上包括炉底1、炉缸2和炉身3。炉缸2的功能是在高炉生产过程中储存高温铁水，是高炉最重要的部位。炉缸2顶部设有风口 4。炉缸由外向内包括有炉壳、冷却壁、由不定型耐火材料构成的竖向结合层和炉缸炭砖层。
[0003]高炉的工作寿命主要取决于炉缸2耐火材料的侵蚀程度。炭砖是构成炉缸2的主要耐火材料，减缓炭砖的侵蚀速度，延长炭砖的使用周期，对于延长高炉寿命具有非常重要的意义。
[0004]炉缸2炭砖侵蚀对高炉生产和安全造成极其严重的危害，具体表现为缩短高炉寿命、增加维护成本、诱发炉缸2烧穿等恶性安全事故。炉缸2炭砖侵蚀的现象不仅增加企业及行业的生产及安全成本，还大量浪费宝贵的耐火材料资源，并带来巨大的环境负担。
[0005]目前业界认为高炉炉缸2炭砖的侵蚀主要是由铁水冲刷、铁水溶蚀、有害元素侵蚀及热应力损害等构成。这些因素的确都是侵蚀高炉炉缸2炭砖的重要因素，但目前业界均未认识到另一种能够侵蚀高炉炉缸2炭砖的重要因素，即水及水蒸汽内外循环、上下循环这一因素。
[0006]水及水蒸汽内外循环、上下循环造成持续发生冷凝、蒸发现象，诱发炭砖发生缓慢但连续的水煤气反应，这些是炉缸2下部炭砖的侵蚀的重要因素。这种因素因其破坏的缓慢性而未得到业界的注意，现有的炉缸2防侵蚀设计方案均未考虑这一因素;实际上该因素因其破坏的持续性、时间长的特点而在实际上成为侵蚀高炉炉缸2炭砖的重要因素。
[0007]现有高炉防水结构设计的出发点是防止大量漏水，没有认识到缓慢但连续发生的水蒸汽冷凝现象的危害，因而现有高炉的防水结构均不能防止水及水蒸汽内外循环、上下循环给炉缸2带来的侵蚀和破坏现象。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的在于提供一种能够防止水及水蒸汽内外循环、上下循环给炉缸带来侵蚀和破坏的防水侵蚀高炉底部结构。
[0009]为实现上述目的，本实用新型的防水侵蚀高炉底部结构包括炉底和沿炉底周边向上设置的炉缸，炉底包括由不定型耐火材料构成的找平层，所述找平层上设置有高导热耐高温防水材料层，找平层处的高导热耐高温防水材料层形成下防水层；下防水层上砌筑有炉底炭砖;找平层、下防水层和炉底炭砖形成炉底；
[0010]炉缸由外向内包括有炉壳、冷却壁、由不定型耐火材料构成的竖向结合层和炭砖层，所述竖向结合层内沿竖向连续设置有高导热耐高温防水材料层，竖向结合层处的高导热耐高温防水材料层形成圆筒形的侧防水层;侧防水层的底部与下防水层相连接；
[0011]侧防水层的顶部处的炭砖层内设置有至少一层水平设置的高导热耐高温防水材料层，侧防水层的顶部处的炭砖层内的高导热耐高温防水材料层形成上防水层，上防水层设置在相邻两层炭砖之间并与侧防水层相连接。
[0012]所述上防水层设置有2— 3层。
[0013]高导热耐高温防水材料层为不锈钢板。
[0014]本实用新型通过在合适的位置设置下防水层、侧防水层和上防水层，下防水层和侧防水层相连接，侧防水层和上防水层相连接，切断水及水蒸汽在炉缸下部炭砖部位的循环，防止炭砖发生水煤气反应，从而有效减缓炭砖侵蚀，对延长高炉使用寿命具有重要意义。
[0015]本实用新型的创新性表现在:
[0016]1、本实用新型创新提出由高炉内部串出的空气、煤气携带的水蒸汽在冷却壁及炉壳内壁降温后淅出冷凝水，并对高炉炉缸炭砖形成缓慢但连续的侵蚀，是炉缸象脚状侵蚀的主要原因。
[0017]2、创新提出在高炉炉底找平层上设置阻隔水分渗透的设施(如不锈钢板等)，阻隔水分从炉底渗入炭砖，以保护炉底炭砖。
[0018]3、创新提出在炉缸冷却壁与高炉炉缸炭砖之间设置竖向、环形、连续的阻隔水分渗入炭砖的设施(如不锈钢板等)，以保护炉缸炭砖。
[0019]4、创新提出在炉缸上部炭砖之间水平设置阻隔水分渗透的设施(如不锈钢板等)，阻隔炉缸以上高炉部件漏出的水分渗入炭砖。
[0020]5、下防水层和侧防水层相连接，侧防水层和上防水层相连接，对炉缸炭砖和炉底炭砖形成立体式防护结构，防止水及水蒸汽对炭砖的侵蚀。
【附图说明】
[0021]图1是现有尚炉的结构不意图；
[0022]图2是本实用新型的结构不意图；
[0023]图3是图2中A处的放大图。
【具体实施方式】
[0024]如图1、图2和图3所示，本实用新型的防水侵蚀高炉底部结构包括炉底和沿炉底周边向上设置的炉缸，炉底包括由不定型耐火材料构成的找平层5，所述找平层5上设置有高导热耐高温防水材料层，找平层5处的高导热耐高温防水材料层形成下防水层6;下防水层6上砌筑有炉底炭砖7;找平层5、下防水层6和炉底炭砖7形成炉底；
[0025]风口4下方的炉缸由外向内包括有炉壳(炉壳为现有常规技术，图未示)、冷却壁8、由不定型耐火材料构成的竖向结合层9和炭砖层10，所述竖向结合层9内沿竖向连续设置有高导热耐高温防水材料层，竖向结合层9处的高导热耐高温防水材料层形成圆筒形的侧防水层11 ；侧防水层11的底部与下防水层6相连接；
[0026]侧防水层11的顶部处的炭砖层10内设置有至少一层水平设置的高导热耐高温防水材料层，侧防水层的顶部处的炭砖层内的高导热耐高温防水材料层形成上防水层12，各层上防水层12分别设置在相邻两层炭砖之间并与侧防水层11相连接。上防水层12呈圆环形。
[0027]所述上防水层12位于炉缸上部的炭砖层10相邻各层炭砖之间，且上防水层12设置有2 — 3层。其中，高导热耐高温防水材料层优选采用不锈钢板。找平层、冷却壁8、用于砌筑炉底和炉缸的炭砖以及不定型耐火材料等均为现有技术，其具体结构不再详述。
[0028]侧防水层11上部与上防水层12相连接(如焊接)，侧防水层11下部与下防水层6相连接(如焊接)，对炉缸和炉底形成立体式防水围护，在高炉生产过程中能够有效切断水及水蒸汽在炉缸炭砖部位的循环，防止炭砖发生水煤气反应，从而有效减缓炭砖侵蚀，对延长高炉使用寿命具有重要意义。
[0029]设计说明:
[0030]发明人通过细致观察多处高炉和深入思考，发现渗入高炉炉缸炭砖的水分由两部分构成:其一为冷却壁8及风口大套、中套、小套漏出的水分，其二为自高炉内部串出的空气、煤气携带的水蒸汽在冷却壁8及炉壳内壁降温后淅出的冷凝水。
[0031 ]渗入炉缸炭砖的水分逐步向炭砖内部渗透，在100°C-600°C区间蒸发为水蒸汽。高温水蒸汽的压力较高，继续向炭砖内部渗透，在600°C以上区间与炭砖发生水煤气反应，逐步侵蚀炭砖。
[0032]第一部分水分是由高炉部件发生故障时漏出的循环冷却水，是偶然的、不连续的，侵蚀部位一般位于漏水部位正下方的炭砖，具体表现为局部侵蚀比较严重。
[0033]第二部分水分是由高炉内部串出的空气、煤气携带的水蒸汽在冷却壁8及炉壳内壁降温后淅出的冷凝水，是伴随高炉生产全过程的，是连续的、均匀侵蚀炉缸下部炭砖，最明显的特征是炉缸与炉底交界处的象脚状侵蚀。
[0034]上述认识，尤其是上述关于第二部分水分对炉缸的侵蚀作用是发明人的创造性认识。在这种认识的基础上，发明人经过进一步思考和设计、比较，结合高炉的现有结构，得出在炉缸上部炭砖之间水平设置阻隔水分渗透的设施(如不锈钢板等构成的上防水层12)，在高炉冷却壁8与炉缸炭砖之间设置竖向、环形、连续的阻隔水分渗入炭砖的设施(如不锈钢板等构成的侧防水层11)，在炉底找平层和炉底炭砖之间设置一层阻隔水分渗透的设施(如不锈钢板等构成的下防水层6)，上防水层与侧防水层相交部位、侧防水层与下防水层相交部位均采取措施(如焊接)形成一体的设计思路。既能够阻隔冷却壁8、炉壳部位的冷凝水及炉缸冷却壁8漏水渗入炭砖，也能够阻隔炉缸以上高炉部件漏出的水分渗入炭砖。既防止上述第一部分水分带来的侵蚀，又能防止上述第二部分水分对炉缸带来的侵蚀。使高炉炉缸炭砖与其外围的水分及水蒸汽隔绝，达到保护高炉炉缸炉底炭砖的目的。
[0035]以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.防水侵蚀高炉底部结构，包括炉底和沿炉底周边向上设置的炉缸，炉底包括由不定型耐火材料构成的找平层，其特征在于:所述找平层上设置有高导热耐高温防水材料层，找平层处的高导热耐高温防水材料层形成下防水层;下防水层上砌筑有炉底炭砖;找平层、下防水层和炉底炭砖形成炉底； 炉缸由外向内包括有炉壳、冷却壁、由不定型耐火材料构成的竖向结合层和炭砖层，所述竖向结合层内沿竖向连续设置有高导热耐高温防水材料层，竖向结合层处的高导热耐高温防水材料层形成圆筒形的侧防水层;侧防水层的底部与下防水层相连接； 侧防水层的顶部处的炭砖层内设置有至少一层水平设置的高导热耐高温防水材料层，侧防水层的顶部处的炭砖层内的高导热耐高温防水材料层形成上防水层，上防水层设置在相邻两层炭砖之间并与侧防水层相连接。2.根据权利要求1所述的防水侵蚀高炉底部结构，其特征在于:所述上防水层设置有2 —3 层。3.根据权利要求1所述的防水侵蚀高炉底部结构，其特征在于:高导热耐高温防水材料层为不锈钢板。
【专利摘要】本实用新型公开了一种防水侵蚀高炉底部结构，包括炉底和炉缸，炉底包括找平层，找平层上设置有高导热耐高温防水材料层形成的下防水层；下防水层上砌筑有炉底炭砖；找平层、下防水层和炉底炭砖形成炉底；炉缸由外向内包括有炉壳、冷却壁、由不定型耐火材料构成的竖向结合层和炭砖层，竖向结合层内沿竖向连续设置有高导热耐高温防水材料层形成的侧防水层；侧防水层的底部与下防水层相连接；侧防水层的顶部处的炭砖层内水平设置有至少一层高导热耐高温防水材料层形成的上防水层，上防水层与侧防水层相连接。本实用新型能切断水及水蒸汽在炉缸下部炭砖部位的循环，防止炭砖发生水煤气反应，从而有效减缓炭砖侵蚀，延长高炉使用寿命。
【IPC分类】C21B7/00, C21B7/04
【公开号】CN205170884
【申请号】CN201520916150
【发明人】吴强国
【申请人】吴强国
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月17日