钛渣炉长寿内衬的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开的是高钛渣冶炼领域的一种使用寿命更长的钛渣炉长寿内衬，该内衬分为炉膛和炉底，炉膛上设有出渣口和出铁口，炉底的镁砖层和粘土层之间设有镁砂层，镁砂层因空隙较大能补偿炉底镁砖的膨胀，炉底镁砖层和粘土层采用多层砖体按照奇偶层砌筑中心线相交叉的方式砌筑而成，提高了炉底的稳定性和耐侵蚀性，炉膛出渣口和出铁口周围是最易被金属熔体侵蚀的地方，采用高纯度的镁砖以及直行砖与子母扣组合砖相结合的砌筑结构能有效减缓炉膛的侵蚀。本实用新型的有益效果是：结构合理，能在很大程度上延长钛渣炉内衬的使用寿命，降低维护费用。
【专利说明】钛渣炉长寿内衬
【技术领域】
[0001]本发明涉及高钛渣冶炼领域，尤其是一种使用寿命更长的钛渣炉内衬。
【背景技术】
[0002]钛渣炉即有色冶金行业中用来生产富钛料的矿热式电弧炉，钛渣炉分为炉壳和炉内衬，炉壳一般为钢板，炉内衬一般由镁质耐火砖、高铝质耐火砖或碳质耐火砖砌筑而成，钛渣生产需在1600?1800°C的高温下完成冶炼过程，由于钛渣熔体具有极高的化学活性，几乎能与所有金属和非金属材料发生作用，它能很快地腐蚀普通的耐火材料，另一方面，因镁质耐火砖的热膨胀系数很大，容易出现炉壳“鼓肚”变形的现象。
[0003]目前，钛渣电炉炉体的大修周期最长的为3?4年，短的只有半年，炉体损坏主要表现为炉墙特别是靠近出渣口部位的侵蚀，炉底烧穿以及炉壳被撑破等。
实用新型内容
[0004]为克服现有钛渣炉内衬使用寿命短，检修费用高等不足，本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种结构更合理，使用寿命更长得钛渣炉内衬。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:钛渣炉长寿内衬，包括炉膛和炉底，炉膛上设有出渣口和出铁口，炉底从上往下分为镁砖层和粘土层，所述镁砖层与粘土层之间设有镁砂层，所述镁砖层和粘土层均由多层砖体构成且多层砖体奇偶层的砌筑中心线相互交叉。
[0006]所述炉底的粘土层上设有通风口。
[0007]所述炉膛分为上下两部分，平均料面以上为高铝砖层，平均料面以下为镁砖层。
[0008]所述炉膛下部分的镁砖层分为内外两部分，炉膛内层为纯度为95%的镁砖，炉膛外层为纯度为91%的镁砖。
[0009]所述出铁口和出渣口区域均采用纯度为96%?98%的镁砖砌筑。
[0010]所述出铁口和出渣口区域由直形砖和子母扣组合砖相结合砌筑而成，中间留有通孔，子母扣组合砖位于出口后半段的芯层部位，其余区域为直行砖。
[0011 ] 进一步的是，在炉底和炉膛外侧设有焦宝石层。
[0012]进一步的是，在炉膛焦宝石层的外侧设有硅酸铝纤维层。
[0013]进一步的是，在炉底焦宝石层的外侧设有石棉板。
[0014]本实用新型的有益效果是:在镁砖层与粘土层之间设置的镁砂层为用干法砌筑的镁砂，比普通打结料层可压缩性更大，能有效补偿镁砖的膨胀，镁砖层和粘土层奇偶层的砌筑中心线交叉布置的炉底结构更稳定，能更耐冲刷和侵蚀，合理的高纯度镁砖不会对钛渣产生较大影响，却能有效减缓炉体的侵蚀，综合上述优点，能在很大程度上延长钛渣炉内衬的使用寿命，降低维护费用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的主视图。
[0016]图2是本实用新型的俯视图。
[0017]图3是本实用新型炉体外侧局部放大图。
[0018]图4是本实用新型炉底奇数层的砌筑结构图。
[0019]图5是本实用新型炉底偶数层的砌筑结构图。
[0020]图中标记为，1-炉膛，2-炉底，3-出渣口，4-出铁口，5-焦宝石层，6-硅酸铝纤维层，7-石棉板，11-铝砖层，12-镁砖层，13-炉膛外层，14-炉膛内层，21-镁砖层，22-镁砂层，23-粘土层，24-通风孔，31-直行砖，32-字母扣组合砖，33-通孔。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0022]如图1、图2所示，本实用新型主要包括炉膛I和炉底2，炉膛I上设有出渣口 3和出铁口 4，出铁口的平面略低于出渣口平面，在炉底2的镁砖层21和粘土层23之间设有镁砂层22，镁砖层21和粘土层23由多层砖体按照奇偶层中心线相交叉的方式进行砌筑。
[0023]由于钛渣生产一般是在1600?1800°C的高温下完成冶炼过程，钛渣炉的炉底2的热量除了来自熔池传导热以外，还有炉底耗电产生的热，所以其温度较高，是镁质材料热膨胀最剧烈的区域，在镁砖层21和粘土层23之间设有采用干法砌筑的镁砂层22，因为镁砂层的气孔率较镁砖高，其伸缩性较大，所以能很好的补偿镁砖层21的热膨胀，从而防止了因膨胀而撑破炉底的情况。另一方面，炉底除了受高温和侵蚀以外还受到金属熔体的冲刷作用，为了增强炉底的稳定性以及耐腐蚀性，炉底镁砖层和粘土层均采用多层砖体按照奇偶层的砌筑中心线相互交叉的方式砌筑，最佳的实施方式是如图4和图5所示，奇偶层中心线相差45度，这种结构能有效防止金属溶液顺着砌筑缝隙侵蚀炉体底部。
[0024]因炉底是受热最剧烈的地方，所以为了更好的散热，在炉底粘土层上设有多个通风孔24，一方面具有通风孔的粘土层23伸缩性更好，可以吸收一部分来自镁砖层的膨胀，另一方面通过风机的作用能加快炉底的散热，从而缓解炉底的热膨胀。
[0025]炉膛部分综合成本和耐用度考虑，将平均料面以下的炉膛采用镁砖砌筑，平均料面以上采用高铝砖砌筑，因为平均料面以上的部分接触到金属熔体的频率较小，不易被侵蚀，而高铝砖耐火度略低于钛渣的正常熔炼温度，但使用温度和镁砖一样，所以能满足熔炼需求，关键是其价格比镁砖便宜，能节约成本。另一方面，炉膛内层的镁砖接触金属熔体，且温度较高，而炉膛外层的镁砖受热相对较低，根据以往的经验，因镁砖中的MgO成份会影响产品钛渣的质量，同时镁砖的热膨胀系数也跟其纯度有关，所以当内层采用纯度为95%的镁砖，外层采用91%的镁砖时能达到一个最佳的经济适用的效果。
[0026]在出渣口 3和出铁口 4处采用96%?98%的高纯度镁砖砌筑，是因为从以往的经验来看，炉膛I上最容易出现问题的地方便是靠近出渣口 3和出铁口 4的区域，因此增加这两个地方镁质材料的纯度能很好的提高其耐侵蚀的能力，为了使其结构更紧密，在这两个地方都采用了直行砖与子母扣组合砖相结合的方式砌筑，中间留有通孔，子母扣组合砖位于出口后半段的芯层部位，其余区域为直行砖。采用这种结构能进一步延长其使用寿命。
[0027]作为对上述方案的改进，为了使炉膛I和炉底2在出现轻微的外鼓时能得到限制，防止炉壳钢板被内衬撑破，可以在炉膛I和炉底2的外侧设置焦宝石层5。在铺设焦宝石时只需轻轻将其压平即可，在焦宝石层5与粘土层23之间预留一定的孔隙，一是起到对炉衬膨胀的缓冲，二是能高效的排除炉内的气体。
[0028]进一步的，为了更好的隔绝炉膛I和炉底2与外界环境的热交换，可以在炉膛焦宝石层外壁上设置硅酸铝纤维层6，在炉底焦宝石层的外壁上设置石棉板7，因硅酸铝纤维和石棉板的可压缩空间很大，且保温性很好，所以不仅能很好的起到绝热的效果，也能有效的抵消炉衬的膨胀。
【权利要求】
1.钛渣炉长寿内衬，包括炉膛⑴和炉底(2)，炉膛⑴上设有出渣口(3)和出铁口(4)，炉底(2)从上往下分为镁砖层(21)和粘土层(23)，其特征在于:所述镁砖层(21)与粘土层(23)之间设有镁砂层(22)，所述镁砖层(21)和粘土层(23)均由多层砖体构成且多层砖体奇偶层的砌筑中心线相互交叉。
2.如权利要求1所述的钛渣炉长寿内衬，其特征在于:所述炉底(2)的粘土层(23)上设有通风口(24)。
3.如权利要求2所述的钛渣炉长寿内衬，其特征在于:所述炉膛(I)分为上下两部分，平均料面以上为高铝砖层(11)，平均料面以下为镁砖层(12)。
4.如权利要求3所述的钛渣炉长寿内衬，其特征在于:所述炉膛(I)下部分的镁砖层(12)分为内外两部分，炉膛内层(14)为纯度为95%的镁砖，炉膛外层(13)为纯度为91%的镁砖。
5.如权利要求1所述的钛渣炉长寿内衬，其特征在于:所述出铁口⑷和出渣口(3)区域均采用纯度为96%?98%的镁砖砌筑。
6.如权利要求5所述的钛渣炉长寿内衬，其特征在于:所述出渣口(3)和出铁口(4)区域由直形砖(31)和子母扣组合砖(32)相结合砌筑而成，中间留有通孔(33)，子母扣组合砖(32)位于出口后半段的芯层部位，其余区域为直行砖(31)。
7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的钛渣炉长寿内衬，其特征在于:在炉膛(I)和炉底⑵外侧设有焦宝石层(5)。
8.如权利要求7所述的钛渣炉长寿内衬，其特征在于:在炉膛焦宝石层的外侧设有硅酸铝纤维层(6)。
9.如权利要求8所述的钛渣炉长寿内衬，其特征在于:在炉底焦宝石层的外侧设有石棉板(7)。
【文档编号】F27D1/10GK203980901SQ201420448058
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】杨飞, 吴秋廷, 余国才, 冉健 申请人:攀钢集团工程技术有限公司, 攀枝花攀钢集团设计研究院有限公司