水及水蒸汽對高爐爐缸下部炭磚侵蝕的防治方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高爐底部炭磚防侵蝕方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高爐是煉鐵生產(chǎn)中的重要設(shè)備，如圖1所示，現(xiàn)有的高爐由下向上包括爐底1、爐缸2和爐身3。爐缸2由外向內(nèi)設(shè)有爐殼、冷卻壁、由不定型耐火材料構(gòu)成的豎向結(jié)合層和爐缸炭磚層。
[0003]爐缸2的功能是在高爐生產(chǎn)過程中儲存高溫鐵水，是高爐最重要的部位。爐缸2頂部設(shè)有風口 4。高爐的工作壽命主要取決于爐缸2耐火材料的侵蝕程度。炭磚是構(gòu)成爐缸2的主要耐火材料，減緩炭磚的侵蝕速度，延長炭磚的使用周期，對于延長高爐壽命具有非常重要的意義。
[0004]爐缸2炭磚侵蝕對高爐生產(chǎn)和安全造成極其嚴重的危害，具體表現(xiàn)為縮短高爐壽命、增加維護成本、誘發(fā)爐缸2燒穿等惡性安全事故。爐缸2炭磚侵蝕的現(xiàn)象不僅增加企業(yè)及行業(yè)的生產(chǎn)及安全成本，還大量浪費寶貴的耐火材料資源，并帶來巨大的環(huán)境負擔。
[0005]目前業(yè)界認為高爐爐缸2炭磚的侵蝕主要是由鐵水沖刷、鐵水溶蝕、有害元素侵蝕及熱應(yīng)力損害等構(gòu)成。這些因素的確都是侵蝕高爐爐缸2炭磚的重要因素，但目前業(yè)界均未認識到另一種能夠侵蝕高爐爐缸2炭磚的重要因素，即水及水蒸汽內(nèi)外循環(huán)、上下循環(huán)這一因素。
[0006]水及水蒸汽內(nèi)外循環(huán)、上下循環(huán)造成持續(xù)發(fā)生冷凝、蒸發(fā)現(xiàn)象，誘發(fā)炭磚發(fā)生緩慢但連續(xù)的水煤氣反應(yīng)，這些是爐缸2下部炭磚的侵蝕的重要因素。這種因素因其破壞的緩慢性而未得到業(yè)界的注意，現(xiàn)有的爐缸2防侵蝕設(shè)計方案均未考慮這一因素；實際上該因素因其破壞的持續(xù)性、時間長的特點而在實際上成為侵蝕高爐爐缸2炭磚的重要因素。
[0007]現(xiàn)有高爐防水結(jié)構(gòu)設(shè)計的出發(fā)點是防止大量漏水，沒有認識到緩慢但連續(xù)發(fā)生的水蒸汽冷凝現(xiàn)象的危害，因而現(xiàn)有高爐的防水結(jié)構(gòu)均不能防止水及水蒸汽內(nèi)外循環(huán)、上下循環(huán)給爐缸2帶來的侵蝕和破壞現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠防止水及水蒸汽內(nèi)外循環(huán)、上下循環(huán)導致爐缸炭磚發(fā)生侵蝕的防治方法。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的水及水蒸汽對高爐爐缸下部炭磚侵蝕的防治方法包括如下步驟:
第一步驟是在爐底找平層與爐底炭磚下表面之間設(shè)置高導熱耐高溫防水材料層作為下防水層，具體是先在爐底找平層上設(shè)置下防水層，再在下防水層上砌筑爐底炭磚；
第二步驟是在爐缸砌筑的過程中，在爐缸冷卻壁與爐缸炭磚層之間的不定型耐火材料層中連續(xù)設(shè)置豎向的高導熱耐高溫防水材料層作為側(cè)防水層，將側(cè)防水層的底部與下防水層相連接； 第三步驟是在爐缸上部的兩層爐缸炭磚之間水平設(shè)置高導熱耐高溫防水材料層作為上防水層，并將上防水層與側(cè)防水層相連接。
[0010]上防水層在爐缸炭磚層上部上下相鄰的兩層炭磚之間設(shè)有2 - 3層，各層上防水層分別與側(cè)防水層相連接。
[0011]本發(fā)明通過在合適的位置設(shè)置下防水層、側(cè)防水層和上防水層，下防水層和側(cè)防水層相連接，側(cè)防水層和上防水層相連接，切斷水及水蒸汽在爐缸下部炭磚部位的循環(huán)，防止炭磚發(fā)生水煤氣反應(yīng)，從而有效減緩炭磚侵蝕，對延長高爐使用壽命具有重要意義。
[0012]本發(fā)明的創(chuàng)新性表現(xiàn)在:
1、本發(fā)明創(chuàng)新提出由高爐內(nèi)部串出的空氣、煤氣攜帶的水蒸汽在冷卻壁及爐殼內(nèi)壁降溫后淅出冷凝水，并對高爐爐缸炭磚形成緩慢但連續(xù)的侵蝕，是爐缸象腳狀侵蝕的主要原因。
[0013]2、創(chuàng)新提出在高爐爐底找平層上設(shè)置阻隔水分滲透的設(shè)施(如不銹鋼板等)，阻隔水分從爐底滲入炭磚，以保護爐底炭磚。
[0014]3、創(chuàng)新提出在爐缸冷卻壁與高爐爐缸炭磚之間設(shè)置豎向、環(huán)形、連續(xù)的阻隔水分滲入炭磚的設(shè)施(如不銹鋼板等)，以保護爐缸炭磚。
[0015]4、創(chuàng)新提出在爐缸上部炭磚之間水平設(shè)置阻隔水分滲透的設(shè)施(如不銹鋼板等)，阻隔爐缸以上高爐部件漏出的水分滲入炭磚。
[0016]5、下防水層和側(cè)防水層相連接，側(cè)防水層和上防水層相連接，對爐缸炭磚和爐底炭磚形成立體式防護結(jié)構(gòu)，防止水及水蒸汽對炭磚的侵蝕。
【附圖說明】
[0017]圖1是現(xiàn)有尚爐的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2是本發(fā)明中高爐底部結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖3是圖2中A處的放大圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的水及水蒸汽對高爐爐缸下部炭磚侵蝕的防治方法包括如下步驟:
第一步驟是在爐底找平層5與爐底炭磚7下表面之間設(shè)置高導熱耐高溫防水材料層(如不銹鋼板)作為下防水層6，具體是先在爐底找平層5上設(shè)置下防水層6，再在下防水層6上砌筑爐底炭磚7 ;爐底找平層5由不定型耐火材料構(gòu)成。
[0019]第二步驟是在爐缸砌筑的過程中，在爐缸冷卻壁8與爐缸炭磚層10之間的不定型耐火材料層(該處不定型耐火材料層稱為豎向結(jié)合層9)中連續(xù)設(shè)置豎向的高導熱耐高溫防水材料層(如不銹鋼板)作為側(cè)防水層11，將側(cè)防水層11的底部與下防水層6相連接(如焊接)；
第三步驟是在爐缸2上部的兩層爐缸炭磚之間水平設(shè)置高導熱耐高溫防水材料層作為上防水層12，并將上防水層12與側(cè)防水層11相連接(如焊接)。
[0020]由于爐缸呈圓筒形，因此側(cè)防水層也呈圓筒形，而上防水層12則呈圓環(huán)形。
[0021]上防水層12在爐缸炭磚層10上部上下相鄰的兩層炭磚之間設(shè)有2 — 3層，各層上防水層12分別與側(cè)防水層11相連接。
[0022]其中，爐底找平層5、爐底炭磚7、爐缸冷卻壁8、不定型耐火材料等均為現(xiàn)有技術(shù)，其具體設(shè)置不再詳述。
[0023]側(cè)防水層11上部與上防水層12相連接(如焊接)，側(cè)防水層11下部與下防水層6相連接(如焊接)，對爐缸和爐底形成立體式防水圍護，在高爐生產(chǎn)過程中能夠有效切斷水及水蒸汽在爐缸下部炭磚部位的循環(huán)，防止炭磚發(fā)生水煤氣反應(yīng)，從而有效減緩炭磚侵蝕，對延長高爐使用壽命具有重要意義。
[0024]設(shè)計說明:
發(fā)明人通過細致觀察多處高爐和深入思考，發(fā)現(xiàn)滲入高爐爐缸炭磚的水分由兩部分構(gòu)成:其一為冷卻壁8及風口大套、中套、小套漏出的水分，其二為自高爐內(nèi)部串出的空氣、煤氣攜帶的水蒸汽在冷卻壁8及爐殼內(nèi)壁降溫后淅出的冷凝水。
[0025]滲入爐缸炭磚的水分逐步向炭磚內(nèi)部滲透，在100°C _600°C區(qū)間蒸發(fā)為水蒸汽。高溫水蒸汽的壓力較高，繼續(xù)向炭磚內(nèi)部滲透，在600°C以上區(qū)間與炭磚發(fā)生水煤氣反應(yīng)，逐步侵蝕炭磚。
[0026]第一部分水分是由高爐部件發(fā)生故障時漏出的循環(huán)冷卻水，是偶然的、不連續(xù)的，侵蝕部位一般位于漏水部位正下方的炭磚，具體表現(xiàn)為局部侵蝕比較嚴重。
[0027]第二部分水分是由高爐內(nèi)部串出的空氣、煤氣攜帶的水蒸汽在冷卻壁8及爐殼內(nèi)壁降溫后淅出的冷凝水，是伴隨高爐生產(chǎn)全過程的，是連續(xù)的、均勻侵蝕爐缸下部炭磚，最明顯的特征是爐缸與爐底交界處的象腳狀侵蝕。
[0028]上述認識，尤其是上述關(guān)于第二部分水分對爐缸的侵蝕作用是發(fā)明人的創(chuàng)造性認識。在這種認識的基礎(chǔ)上，發(fā)明人經(jīng)過進一步思考和設(shè)計、比較，結(jié)合高爐的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，得出在爐缸上部炭磚之間水平設(shè)置阻隔水分滲透的設(shè)施(如不銹鋼板等構(gòu)成的上防水層12)，在高爐冷卻壁8與爐缸炭磚之間設(shè)置豎向、環(huán)形、連續(xù)的阻隔水分滲入炭磚的設(shè)施(如不銹鋼板等構(gòu)成的側(cè)防水層11)，在爐底找平層和爐底炭磚之間設(shè)置一層阻隔水分滲透的設(shè)施(如不銹鋼板等構(gòu)成的下防水層6)，上防水層與側(cè)防水層相交部位、側(cè)防水層與下防水層相交部位均采取措施(如焊接)形成一體的設(shè)計思路。既能夠阻隔冷卻壁8、爐殼部位的冷凝水及爐缸冷卻壁8漏水滲入炭磚，也能夠阻隔爐缸以上高爐部件漏出的水分滲入炭磚。既防止上述第一部分水分帶來的侵蝕，又能防止上述第二部分水分對爐缸帶來的侵蝕。使高爐爐缸炭磚與其外圍的水分及水蒸汽隔絕，達到保護高爐爐缸下部炭磚的目的。
[0029]以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1.水及水蒸汽對高爐爐缸下部炭磚侵蝕的防治方法，其特征在于包括如下步驟: 第一步驟是在爐底找平層與爐底炭磚下表面之間設(shè)置高導熱耐高溫防水材料層作為下防水層，具體是先在爐底找平層上設(shè)置下防水層，再在下防水層上砌筑爐底炭磚； 第二步驟是在爐缸砌筑的過程中，在爐缸冷卻壁與爐缸炭磚層之間的不定型耐火材料層中連續(xù)設(shè)置豎向的高導熱耐高溫防水材料層作為側(cè)防水層，將側(cè)防水層的底部與下防水層相連接； 第三步驟是在爐缸上部的兩層爐缸炭磚之間水平設(shè)置高導熱耐高溫防水材料層作為上防水層，并將上防水層與側(cè)防水層相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水及水蒸汽對高爐爐缸下部炭磚侵蝕的防治方法，其特征在于:上防水層在爐缸炭磚層上部上下相鄰的兩層炭磚之間設(shè)有2 — 3層，各層上防水層分別與側(cè)防水層相連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水及水蒸汽對高爐爐缸下部炭磚侵蝕的防治方法，包括如下步驟：第一是在爐底找平層與爐底炭磚下表面之間設(shè)置高導熱耐高溫防水材料層作為下防水層；第二是在爐缸砌筑的過程中，在爐缸冷卻壁與爐缸炭磚層之間的不定型耐火材料層中連續(xù)設(shè)置豎向的高導熱耐高溫防水材料層作為側(cè)防水層，將側(cè)防水層的底部與下防水層相連接；第三是在爐缸上部兩層炭磚之間水平設(shè)置高導熱耐高溫防水材料層作為上防水層，并將上防水層與側(cè)防水層相連接。本發(fā)明能切斷水及水蒸汽在爐缸炭磚部位的循環(huán)，防止炭磚發(fā)生水煤氣反應(yīng)，從而有效減緩炭磚侵蝕，延長高爐使用壽命。
【IPC分類】C21B7/00
【公開號】CN105296695
【申請?zhí)枴緾N201510790039
【發(fā)明人】吳強國
【申請人】吳強國
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月17日