本发明涉及一种炼焦行业焦炉技术领域，确切地属于一种焦炉蓄热室格子砖的复合砌筑结构。
背景技术：
7.63m焦炉是德国伍德公司开发的分段加热与废气循环相结合的复热式特大容积焦炉，年产干全焦213万t／a，工艺由伍德公司提供，中冶焦耐公司进行转化设计。1座7．63m焦炉的各种耐火材料达3万t，异型砖达1100余种，根据焦炉各部位的不同工况，分别选用硅砖、半硅砖、粘土砖、高铝隔热砖、硅线石砖、红砖和浇注块等种类的耐火材料砌筑。在伍德公司的基本设计中，7．63m焦炉主要耐火材料采用德国标准(din标准)，中冶焦耐公司转化设计时参考中国标准将硅砖、半硅砖的指标增加了一项体积密度。耐火材料品种多、批量大且每种耐火材料又有很多指标．如果控制不好，会影响焦炉的寿命和正常运行。焦炉的使用寿命有些长达30年以上，其蓄热室用耐火材料多为粘土砖及半硅砖，用后性能研究较少。
武钢公司拥有7.63m大容积焦炉2座、7m焦炉2座、6m焦炉5座,焦炭年生产能力624万吨。两座7.63m大型焦炉技术从德国引进，分别于2008年3月、6月投产。蓄热室采用分格式设计，空气和煤气通过蓄热室下部喷射板进行调节。投产5年后，7.63m焦炉部分炭化室的焦炭偏生（通称低温号），导致推焦时产生大量黑色烟尘，同时发现地下室部分废气盘处煤气泄露严重超标。7.63m焦炉建设过程中，蓄热室采用了河南d耐火材料公司生产的粘土格子砖和河南j耐火材料公司生产的半硅砖，质量存在问题，蓄热室格子砖出现变形、熔损。究其原因，与耐火材料的质量有关，也与7.63m焦炉的生产工艺特点与工艺参数有关。
焦炉蓄热室格子砖通常采用粘土砖；有些厂家为降低成本采用废料甚至三级矾土加入石英取代粘土砖的主原料焦宝石。以至焦炉用高炉煤气加热时，蓄热室上部格子砖在还原性气氛下受酸性气体侵蚀，产生熔胀。蓄热室上部格子砖多采用低铝粘土格子砖；下部用aw-2的粘土砖，氧化铝含量接近40%，但是在武钢10#、9#焦炉的实地调研中发现：上部粘土格子砖出现熔损和发泡变形。武钢所用粘土格子砖体积密度2.32g/cm3，氧化铝含量48.85%，要求体积密度不小于2.1g/cm3，氧化铝含量不小于40%。
半硅砖是指sio2含量大于65％的铝硅质耐火制品，一般用含石英砂的耐火粘土、叶蜡石以及耐火粘土或者高岭土选矿的尾矿作原料。半硅砖受热后的膨胀性不太大，这种微量的膨胀特质有利于提高砌体的整体性。半硅砖可减弱熔渣对砌体侵蚀，当高温熔渣与砖表面接触后．在砖的表面产生一层粘度较大的釉状物质，可阻止熔渣继续向砖内渗透，形成一层保护层，从而提高了砖的抗侵蚀能力。半硅砖用于焦炉蓄热室中下部．采用半硅砖的目的是为了保证砌体的严密性以及防止酸性气体侵蚀(高炉煤气加热时)。半硅砖的热膨胀介于粘土砖与硅砖之间，其配料中叶蜡石用量与烧成温度需要严格控制，以保证理化指标达到要求。国内由于叶腊石原料资源有限，生产半硅砖的原料缺乏，部分厂家采用加入石英等含氧化硅的原料调整半硅砖的成分，但其使用性能受到影响，容易出现变形熔损的问题。武钢所用半硅格子砖体积密度2.05-2.15g/cm3，氧化铝含量48.85%。
焦炉蓄热室格子砖采用粘土格子砖和半硅砖复合砌筑的方式，例如底部4层粘土格子砖，中部6层半硅格子砖，顶部6层粘土格子砖。这样的结构存在的问题在于如果顶部煤气回火或穿漏，温度可能高于1300℃甚至到1400℃，这时，普通的粘土格子砖的荷重软化温度要求仅仅是变形0.6%时不小于1450℃，误差范围40℃，一座焦炉最高寿命在30年以上，这样顶部格子砖变形后影响气流的热交换，最后容易变形堵塞气孔，出现温度偏低，影响焦炉结焦时间和结焦温度，焦炭偏生，推焦冒黑烟，生产受影响。
经检索
高炉用致密粘土砖(cn201510649925.3)发明专利包括基体，包括中心的基层以及设置于基层上表面的致密层，基层下表面设置有微孔保温层，微孔保温层厚度为基层的1/3，致密层厚度为基层的1/5，基层表面均布有孔径为10mm~15mm的不通孔，不通孔内浇筑有水泥浆料。高压高温成型，结构坚固，成本低廉，耐高温，热稳定性能好。该文献仅是从作用黏土砖的结构采取的技术措施，但其制备砖的工艺复杂，砖的结构也相对复杂。
一种焦炉低铝格子砖及生产工艺(cn201610883974.8)发明专利公开了一种焦炉低铝格子砖及生产工艺。该焦炉低铝格子砖的成分组成按质量百分比为：半软质粘土30％、焦宝石55％、耐火粘土熟料15％，外加有机结合剂亚硫酸纸浆废液2％。本发明的格子砖为低铝制品，低铝制品是半酸性耐火制品，在高温状态下体积稳定，抗碱性气氛能力强，且荷重软化点高，提高了高温使用强度，用于焦炉炭化室底、蓄热室、篦子砖较为适宜；采用该新型材质，可延长格子砖的使用寿命，顺利保证焦炉正常热交换，为炼焦生产稳定提供有效地保障支撑。该文献也是从解决的砖存在的的问题出发的，不是从蓄热室的结构解决问题的。
技术实现要素：
本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种通过焦炉蓄热室格子砖采用显气孔率不同的粘土格子砖复合砌筑的方式，提高焦炉蓄热室上部结构的高温性能，减少焦炉蓄热室上部结构的变形，以免影响热交换效率，可提高焦炉蓄热室使用周期的焦炉蓄热室格子全粘土砖的复合砌筑结构。
实现上述目的的措施：
一种焦炉蓄热室全粘土格子砖的复合砌筑结构，其在于：蓄热室的下部由显气孔率在17～20%的粘土格子砖砌筑，其层数占蓄热室砌筑总层数的百分比不低于60%；蓄热室的上部由显气孔率在10～16%的致密粘土格子砖砌筑，其层数占蓄热室砌筑总层数的百分比不超过40%。
其在于：所述的致密粘土格子砖的物理性能：其氧化铝质量百分比含量在39%～50%，显气孔率在10～16%；荷重软化温度不低于1510℃；在1350℃下保持5～25个小时的蠕变率的绝对值不大于0.4%。
其在于：所述的致密粘土格子砖，其组成中含有3-1mm的焦宝石骨料50-70%；叶腊石细粉1-5%；粒度不大于0.074mm焦宝石细粉10-20%；粒度不大于50微米的高岭土细粉1-8%；粒度不大于50微米的氧化铝微粉0.5-10%；软质粘土8-15%。
优选地：蓄热室的上部由显气孔率在12～14%的致密粘土格子砖砌筑，其层数占蓄热室砌筑总层数的20~30%。
优选地：所述的致密粘土格子砖的氧化铝质量百分比含量在41%～46%。
本发明之所以采用显气孔率在10～16%的致密粘土格子砖与下部显气孔率在17～20%的粘土格子砖进行复合砌筑，是由于焦炉蓄热室的顶部面临煤气的回火，串火，粉尘富集、煤气中含s气体的腐蚀等破坏因素存在，通用焦炉粘土格子砖使用温度在1300-1350℃，如果面临回火，串火，粉尘富集，就容易出现变形、软融、发泡，如果采用致密的粘土格子砖，其耐高温性能提高，抗气体的渗透能力增强，使用效果会有明显的改善。且其致密粘土格子砖采用现有工艺制备即可。
本发明与现有技术相比，本发明能使蓄热室格子砖的荷重软化温度提高50-150℃，高温的蠕变性能会大幅度提高，在1350℃下保持5～25个小时的蠕变率的绝对值不大于0.4%，比通用焦炉粘土格子砖的蠕变率比较要降低50%以上，对解决焦炉蓄热室上部格子砖的软融变形起到良好的效果，其对国内其它焦炉的格子砖结构与材质设置有借鉴作用。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
实施例1
本实施例焦炉蓄热室根据计算，其总层数为16层；
一种焦炉蓄热室全粘土格子砖的复合砌筑结构，其在于：蓄热室的下部由显气孔率在19.2%的粘土格子砖砌筑10层，占蓄热室砌筑总层数的63%；蓄热室的上部由显气孔率在15.9%的致密粘土格子砖砌筑6层，占蓄热室砌筑总层数的37%。
所述的致密粘土格子砖的物理性能：其氧化铝质量百分比含量在44.3%，显气孔率在13.9%；荷重软化温度1523℃；高温1350℃下保持5～25个小时的蠕变率-0.29%。
所述的致密粘土格子砖，其组成中含有3-1mm的焦宝石骨料55%；叶腊石细粉5%；粒度不大于0.074mm焦宝石细粉20%；粒度不大于50微米的高岭土细粉3%；粒度不大于50微米的氧化铝微粉7%；软质粘土10%。其致密粘土格子砖采用现有工艺制备即可。
经砌筑后试用了12个月，未曾发现焦炉蓄热室上部6层格子砖存在软融变形现象。从而提高了焦炉蓄热室的格子砖的使用周期，降低了维护成本。
实施例2
本实施例焦炉蓄热室根据计算，其总层数为24层；
一种焦炉蓄热室全粘土格子砖的复合砌筑结构，其在于：蓄热室的下部由显气孔率在18.7%的粘土格子砖砌筑18层，占蓄热室砌筑总层数的75%；蓄热室的上部由显气孔率在10.5%的致密粘土格子砖砌筑6层，占蓄热室砌筑总层数的25%。
所述的致密粘土格子砖的物理性能：其氧化铝质量百分比含量在45.9%，显气孔率在12.5%；荷重软化温度1547℃；高温1350℃下保持5～25个小时的蠕变率-0.22%。
其在于：所述的致密粘土格子砖，其组成中含有3-1mm的焦宝石骨料64%；叶腊石细粉1%；粒度不大于0.074mm焦宝石细粉19%；粒度不大于50微米的高岭土细粉1%；粒度不大于50微米的氧化铝微粉10%；软质粘土15%。其致密粘土格子砖采用现有工艺制备即可。
经砌筑后试用了12个月，未曾发现焦炉蓄热室上部6层格子砖存在软融变形现象。从而提高了焦炉蓄热室的格子砖的使用周期，降低了维护成本。
实施例3
本实施例焦炉蓄热室根据计算，其总层数为22层；
一种焦炉蓄热室全粘土格子砖的复合砌筑结构，其在于：蓄热室的下部由显气孔率在17.2%的粘土格子砖砌筑14层，占蓄热室砌筑总层数的64%；蓄热室的上部由显气孔率在13.7%的致密粘土格子砖砌筑8层，占蓄热室砌筑总层数的36%。
所述的致密粘土格子砖的物理性能：其氧化铝质量百分比含量在47.5%，显气孔率在15.7%；荷重软化温度1519℃；高温1350℃下保持5～25个小时的蠕变率的-0.31%。
所述的致密粘土格子砖，其组成中含有3-1mm的焦宝石骨料60%；叶腊石细粉3%；粒度不大于0.074mm焦宝石细粉10%；粒度不大于50微米的高岭土细粉4%；粒度不大于50微米的氧化铝微粉8%；软质粘土15%。其致密粘土格子砖采用现有工艺制备即可。
经砌筑后试用了12个月，未曾发现焦炉蓄热室上部8层格子砖存在软融变形现象。从而提高了焦炉蓄热室的格子砖的使用周期，降低了维护成本。
实施例4
本实施例焦炉蓄热室根据计算，其总层数为24层；
一种焦炉蓄热室全粘土格子砖的复合砌筑结构，其在于：蓄热室的下部由显气孔率在17.6%的粘土格子砖砌筑19层，占蓄热室砌筑总层数的79%；蓄热室的上部由显气孔率在11.8%的致密粘土格子砖砌筑5层，占蓄热室砌筑总层数的21%。
所述的致密粘土格子砖的物理性能：其氧化铝质量百分比含量在48.5%，显气孔率在10.8%；荷重软化温度1520℃；高温1350℃下保持5～25个小时的蠕变率-0.35%。
所述的致密粘土格子砖，其组成中含有3-1mm的焦宝石骨料53%；叶腊石细粉5%；粒度不大于0.074mm焦宝石细粉20%；粒度不大于50微米的高岭土细粉5%；粒度不大于50微米的氧化铝微粉9%；软质粘土8%。其致密粘土格子砖采用现有工艺制备即可。
经砌筑后试用了12个月，未曾发现焦炉蓄热室上部5层格子砖存在软融变形现象。从而提高了焦炉蓄热室的格子砖的使用周期，降低了维护成本。
实施例5
本实施例焦炉蓄热室根据计算，其总层数为26层；
一种焦炉蓄热室全粘土格子砖的复合砌筑结构，其在于：蓄热室的下部由显气孔率在19.1%的粘土格子砖砌筑18层，占蓄热室砌筑总层数的70%；蓄热室的上部由显气孔率在12.6%的致密粘土格子砖砌筑8层，占蓄热室砌筑总层数的30%。
所述的致密粘土格子砖的物理性能：其氧化铝质量百分比含量在40.3%，显气孔率在12.6%；荷重软化温度1513℃；高温1350℃下保持5～25个小时的蠕变率-0.32%。
所述的致密粘土格子砖，其组成中含有3-1mm的焦宝石骨料64.5%；叶腊石细粉1%；粒度不大于0.074mm焦宝石细粉20%；粒度不大于50微米的高岭土细粉1%；粒度不大于50微米的氧化铝微粉0.5%；软质粘土13%。其致密粘土格子砖采用现有工艺制备即可。
经砌筑后试用了12个月，未曾发现焦炉蓄热室上部6层格子砖存在软融变形现象。从而提高了焦炉蓄热室的格子砖的使用周期，降低了维护成本。
实施例6
本实施例焦炉蓄热室根据计算，其总层数为24层；
一种焦炉蓄热室全粘土格子砖的复合砌筑结构，其在于：蓄热室的下部由显气孔率在19.9%的粘土格子砖砌筑19层，占蓄热室砌筑总层数的79%；蓄热室的上部由显气孔率在15.2%的致密粘土格子砖砌筑5层，占蓄热室砌筑总层数的21%。
所述的致密粘土格子砖的物理性能：其氧化铝质量百分比含量在45.2%，显气孔率在13.2%；荷重软化温度1525℃；高温1350℃下保持5～25个小时的蠕变率-0.19%。
所述的致密粘土格子砖，其组成中含有3-1mm的焦宝石骨料64%；叶腊石细粉3%；粒度不大于0.074mm焦宝石细粉12%；粒度不大于50微米的高岭土细粉7%；粒度不大于50微米的氧化铝微粉6%；软质粘土8%。其致密粘土格子砖采用现有工艺制备即可。
经砌筑后试用了12个月，未曾发现焦炉蓄热室上部6层格子砖存在软融变形现象。从而提高了焦炉蓄热室的格子砖的使用周期，降低了维护成本。
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。