CN107904342A - 具有变厚度内衬的高炉炉身结构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种具有变厚度内衬的高炉炉身结构，包括炉壳，炉壳的内侧壁上贴覆有炉衬，炉壳包括锥形炉身壳体，锥形炉身壳体包括下部炉身壳体和上部炉身壳体，下部炉身壳体和上部炉身壳体的侧壁均与水平面呈第一炉身角设置，炉衬包括下部炉身内衬和上部炉身内衬，下部炉身内衬内侧壁与下部炉身壳体的侧壁呈平行设置，下部炉身内衬呈等厚度设置，上部炉身内衬底面沿水平方向的厚度与下部炉身内衬沿水平方向的厚度呈相同设置，上部炉身内衬沿水平方向的厚度自下而上地呈增厚设置。该结构能够有效地减小铁矿石和烧结矿在低温粉化和低温膨胀后对炉身结构上部透气性的影响，改善透气性，为强化高炉冶炼创造有利条件。

Description

具有变厚度内衬的高炉炉身结构

技术领域

本发明涉及冶金行业炼铁技术领域，尤其涉及一种具有变厚度内衬的高炉炉身结构。

背景技术

高炉内煤气因强制鼓风而上升，炉料、渣铁靠自身重力而下降。高炉的冶炼原理就是依靠下降的炉料与上升的煤气进行充分接触，发生化学反应从而生产单质的铁。只有炉料和煤气的这种相向运动处于一种动态平衡状态时，高炉的冶炼才能顺利进行。

透气性是高炉炉料重要的气体力学特征，炉料的透气性直接影响到高炉冶炼强度，对于提高利用系数、强化高炉冶炼有重大影响。

传统高炉炉体9的上部结构如图6所示。炉体的上部结构包括炉喉91、炉身92、炉腰93，炉身92的侧面与底面构成的炉身角为固定角度——第一炉身角α。铁矿石和烧结矿(球团矿)经过布料机构(现有技术)从炉喉91进入炉身92的上部，由于炉腰93和炉身92的下部存有之前加入的高炉原料，因此铁矿石和烧结矿(球团矿)需要在炉身92的上部短暂停留(约1小时)。炉身上部温度一般在500-600℃区间，铁矿石和烧结矿(球团矿)由于受气流冲击及还原过程(Fe2O3—Fe3O4—FeO)影响发生晶形变化，会发生低温粉化和低温膨胀，出现不同程度的碎裂粉化，大量粉末使料柱空隙度降低，影响高炉上部料柱的透气性，直接影响炉内气流分布和炉料顺行。炉身上部的铁矿石和烧结矿(球团矿)发生低温粉化和低温膨胀后对于透气性影响较大，直接影响炉料顺行和还原过程。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种具有变厚度内衬的高炉炉身结构，减小铁矿石和烧结矿(球团矿)发生低温粉化和低温膨胀后对于炉料透气性的影响，改善透气性，为强化高炉冶炼创造有利条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有变厚度内衬的高炉炉身结构，该结构能够有效地减小铁矿石和烧结矿在低温粉化和低温膨胀后对炉身结构上部透气性的影响，改善透气性，为强化高炉冶炼创造有利条件。

本发明的目的是这样实现的，一种具有变厚度内衬的高炉炉身结构，包括炉壳，所述炉壳的内侧壁上贴覆有炉衬，所述炉壳包括直径向上渐缩的锥形炉身壳体，所述锥形炉身壳体包括下部炉身壳体和上部炉身壳体，所述下部炉身壳体和所述上部炉身壳体的侧壁均与水平面呈第一炉身角设置，所述炉衬包括贴覆于所述下部炉身壳体内侧壁上的下部炉身内衬和贴覆于所述上部炉身壳体内侧壁上的上部炉身内衬，所述下部炉身内衬内侧壁与所述下部炉身壳体的侧壁呈平行设置，所述下部炉身内衬呈等厚度设置，所述上部炉身内衬内侧壁与水平面呈第二炉身角设置，所述第一炉身角大于所述第二炉身角，所述上部炉身内衬底面沿水平方向的厚度与所述下部炉身内衬沿水平方向的厚度呈相同设置，所述上部炉身内衬沿水平方向的厚度自下而上地呈逐渐增厚设置。

在本发明的一较佳实施方式中，上部炉身内衬外侧壁贴覆于所述上部炉身壳体的内侧壁上，上部炉身内衬外侧壁与水平面呈第一炉身角设置；下部炉身内衬外侧壁贴覆于所述下部炉身壳体的内侧壁上，下部炉身内衬外侧壁与下部炉身内衬内侧壁相互平行设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述炉壳还包括所述锥形炉身壳体的底部密封连接的竖直设置的炉腰壳体，所述炉衬还包括贴覆于所述炉腰壳体内侧壁上的炉腰内衬，所述炉腰内衬呈等厚度设置，所述炉腰内衬的厚度与所述下部炉身内衬沿水平方向的厚度呈相同设置。

在本发明的一较佳实施方式中，炉腰内衬外侧壁贴覆于所述炉腰壳体内侧壁上，炉腰内衬内侧壁和炉腰内衬外侧壁互相平行且均垂直于水平面设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述炉壳还包括所述锥形炉身壳体的顶部密封连接的竖直向上设置的炉喉壳体，所述炉衬还包括贴覆于所述炉喉壳体内侧壁上的炉喉内衬，所述炉喉内衬呈等厚度设置，所述炉喉内衬的厚度与所述上部炉身内衬顶面沿水平方向的厚度呈相同设置。

在本发明的一较佳实施方式中，炉喉内衬外侧壁贴覆于所述炉喉壳体的内侧壁上，炉喉内衬内侧壁和炉喉内衬外侧壁互相平行且均垂直于水平面设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述炉喉内衬、所述上部炉身内衬、所述下部炉身内衬和所述炉腰内衬由冷却设备和耐火材料单元构成。

在本发明的一较佳实施方式中，所述上部炉身内衬沿水平方向呈一层设置或呈多层组合设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述上部炉身壳体的高度为所述下部炉身壳体的高度的1/3。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一炉身角和所述第二炉身角的角度范围是78°至83°。

由上所述，本发明的具有变厚度内衬的高炉炉身结构具有如下有益效果：

本发明的具有变厚度内衬的高炉炉身结构中，利用变厚度的炉身内衬结构，把传统的炉身结构分为上部炉身和下部炉身两部分，下部炉身内衬内侧壁与水平面之间的第一炉身角大于上部炉身内衬内侧壁与水平面之间的第二炉身角，上部炉身内衬沿水平方向的厚度自下而上地呈逐渐增厚设置，有利于减小铁矿石和烧结矿(球团矿)在炉身上部发生低温粉化和低温膨胀后对炉料透气性的影响，通过改善透气性促进高炉操作顺行，为强化高炉冶炼创造有利条件。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的具有变厚度内衬的高炉炉身结构的示意图。

图2：为本发明的下部炉身内衬的局部示意图。

图3：为本发明的上部炉身内衬的局部示意图。

图4：为本发明的炉腰内衬的局部示意图。

图5：为本发明的炉喉内衬的局部示意图。

图6：为现有技术中传统高炉炉体的示意图。

图中：

100、具有变厚度内衬的高炉炉身结构；

1、炉壳；

11、下部炉身壳体；

12、上部炉身壳体；

13、炉腰壳体；

14、炉喉壳体；

2、炉衬；

21、下部炉身内衬；211、下部炉身内衬内侧壁；212、下部炉身内衬外侧壁；

22、上部炉身内衬；221、上部炉身内衬内侧壁；222、上部炉身内衬外侧壁；

23、炉腰内衬；231、炉腰内衬内侧壁；232、炉腰内衬外侧壁；

24、炉喉内衬；241、炉喉内衬内侧壁；242、炉喉内衬外侧壁；

9、传统高炉炉体；91、炉喉；92、炉身；93、炉腰。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图5所示，本发明提供一种具有变厚度内衬的高炉炉身结构100，包括炉壳1，设定靠近具有变厚度内衬的高炉炉身结构100中心的方向为内，设定远离具有变厚度内衬的高炉炉身结构100中心的方向为外，炉壳1的内侧壁上贴覆有炉衬2，炉壳1包括直径向上渐缩的锥形炉身壳体，锥形炉身壳体包括下部炉身壳体11和上部炉身壳体12，上部炉身壳体12的高度小于下部炉身壳体11的高度，在本发明的一具体实施例中，上部炉身壳体12的高度为下部炉身壳体11的高度的1/3，下部炉身壳体11和上部炉身壳体12的侧壁均与水平面呈第一炉身角α(与传统高炉炉体的炉身角相同)设置，炉衬包括贴覆于下部炉身壳体11内侧壁上的下部炉身内衬21和贴覆于上部炉身壳体12内侧壁上的上部炉身内衬22，下部炉身内衬内侧壁211与下部炉身壳体11的侧壁呈平行设置，即下部炉身内衬内侧壁211也与水平面呈第一炉身角α设置，下部炉身内衬21呈等厚度设置，上部炉身内衬内侧壁221与水平面呈第二炉身角β设置，第一炉身角α大于第二炉身角β，在本发明的一具体实施例中，第一炉身角α、第二炉身角β的角度范围是78°至83°；上部炉身内衬22底面沿水平方向的厚度与下部炉身内衬21沿水平方向的厚度呈相同设置，上部炉身内衬22沿水平方向的厚度自下而上地呈逐渐增厚设置。本发明的具有变厚度内衬的高炉炉身结构100中，利用变厚度的炉身内衬结构，把传统的炉身结构分为上部炉身和下部炉身两部分，上部炉身内衬22沿水平方向的厚度自下而上地呈增厚设置，使下部炉身内衬内侧壁211与水平面之间的第一炉身角α大于上部炉身内衬内侧壁221与水平面之间的第二炉身角β，即α＞β，第二炉身角β呈减小设置使得高炉内煤气的上行更加顺畅，有利于减小铁矿石和烧结矿(球团矿)在炉身上部发生低温粉化和低温膨胀后对炉料透气性的影响，透气性的改善能够促进高炉操作顺行，为强化高炉冶炼创造有利条件。

进一步，如图1、图3所示，上部炉身内衬22的沿水平方向的厚度自下而上地呈增厚设置，上部炉身内衬外侧壁222紧贴于上部炉身壳体12的内侧壁上，上部炉身内衬外侧壁222与水平面呈第一炉身角α设置，上部炉身内衬内侧壁221与水平面呈第二炉身角β设置，α＞β，设定上部炉身内衬22顶面在水平方向的厚度为数值P，上部炉身内衬22底面在水平方向的厚度为数值Q，Q<P。

如图2所示，下部炉身内衬21呈等厚度设置，下部炉身内衬外侧壁212紧贴于下部炉身壳体11的内侧壁上，下部炉身内衬外侧壁212与下部炉身内衬内侧壁211相互平行设置，下部炉身内衬内侧壁211与水平面呈第一炉身角α设置，设定下部炉身内衬21水平方向的厚度为T，T＝Q。

进一步，如图1、图4所示，炉壳1还包括锥形炉身壳体的底部密封连接的竖直设置的炉腰壳体13，炉衬还包括贴覆于炉腰壳体13内侧壁上的炉腰内衬23，炉腰内衬23呈等厚度设置，炉腰内衬23的厚度与下部炉身内衬21的沿水平方向的厚度呈相同设置。炉腰内衬23呈等厚度设置，炉腰内衬外侧壁232紧贴于炉腰壳体13内侧壁上，炉腰内衬内侧壁231和炉腰内衬外侧壁232互相平行且都垂直于水平面，炉腰内衬23的厚度与下部炉身内衬21水平方向的厚度相同设置，厚度数值T。

进一步，如图1、图5所示，炉壳1还包括锥形炉身壳体的顶部密封连接的竖直向上设置的炉喉壳体14，炉衬还包括贴覆于炉喉壳体14内侧壁上的炉喉内衬24，炉喉内衬24呈等厚度设置，炉喉内衬24的厚度与上部炉身内衬22顶面沿水平方向的厚度呈相同设置。炉喉内衬24呈等厚度设置，炉喉内衬外侧壁242紧贴于炉喉壳体14内侧壁上，炉喉内衬内侧壁241和炉喉内衬外侧壁242互相平行且都垂直于水平面，设定炉喉内衬24的厚度为数值M，炉喉内衬24的厚度与上部炉身内衬22顶面沿水平方向的厚度呈相同设置，即M＝P。炉喉内衬24的厚度大于炉腰内衬23的厚度，即M>T。

进一步，炉喉内衬24、上部炉身内衬22、下部炉身内衬21和炉腰内衬23由冷却设备和耐火材料单元构成。炉喉内衬24、上部炉身内衬22、下部炉身内衬21和炉腰内衬23一般是以陶瓷质材料砖(黏土砖和高铝砖等)和碳质材料砖(碳砖和碳捣石墨等)砌筑而成，砖砌筑构成砖衬，砖衬作用在于构成高炉工作空间，直接抵抗冶炼过程中机械、高温和化学侵蚀，减少高炉的散热损失，并保护炉壳1和高炉上其他金属结构免受高温和化学侵蚀作用。炉喉内衬24、上部炉身内衬22、下部炉身内衬21和炉腰内衬23能减少炉壳散热量，砖中设置冷却设备防止炉壳变形。为了防止局部砖衬先损坏而缩短高炉寿命，必须根据损坏、冷却和高炉操作等因素，选用不同的耐火砖衬。一般，炉喉内衬24和上部炉身内衬22采用具有抗磨性和热稳定性的材料，以粘土砖为宜；下部炉身内衬21和炉腰内衬23大多用碳质材料砖。

进一步，上部炉身内衬22沿水平方向呈一层设置或呈多层组合设置。上部炉身内衬22的具体层数由施工实际需求确定。

由上所述，本发明的具有变厚度内衬的高炉炉身结构具有如下有益效果：

本发明的具有变厚度内衬的高炉炉身结构中，利用变厚度的炉身内衬结构，把传统的炉身结构分为上部炉身和下部炉身两部分，下部炉身内衬内侧壁与水平面之间的第一炉身角大于上部炉身内衬内侧壁与水平面之间的第二炉身角，上部炉身内衬的沿水平方向的厚度自下而上地呈增厚设置，有利于减小铁矿石和烧结矿(球团矿)在炉身上部发生低温粉化和低温膨胀后对炉料透气性的影响，通过改善透气性促进高炉操作顺行，为强化高炉冶炼创造有利条件。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种具有变厚度内衬的高炉炉身结构，包括炉壳，所述炉壳的内侧壁上贴覆有炉衬，其特征在于，所述炉壳包括直径向上渐缩的锥形炉身壳体，所述锥形炉身壳体包括下部炉身壳体和上部炉身壳体，所述下部炉身壳体和所述上部炉身壳体的侧壁均与水平面呈第一炉身角设置，所述炉衬包括贴覆于所述下部炉身壳体内侧壁上的下部炉身内衬和贴覆于所述上部炉身壳体内侧壁上的上部炉身内衬，所述下部炉身内衬内侧壁与所述下部炉身壳体的侧壁呈平行设置，所述下部炉身内衬呈等厚度设置，所述上部炉身内衬内侧壁与水平面呈第二炉身角设置，所述第一炉身角大于所述第二炉身角，所述上部炉身内衬底面沿水平方向的厚度与所述下部炉身内衬沿水平方向的厚度呈相同设置，所述上部炉身内衬沿水平方向的厚度自下而上地呈逐渐增厚设置。

2.如权利要求1所述的具有变厚度内衬的高炉炉身结构，其特征在于，上部炉身内衬外侧壁贴覆于所述上部炉身壳体的内侧壁上，上部炉身内衬外侧壁与水平面呈第一炉身角设置；下部炉身内衬外侧壁贴覆于所述下部炉身壳体的内侧壁上，所述下部炉身内衬外侧壁与所述下部炉身内衬内侧壁相互平行设置。

3.如权利要求2所述的具有变厚度内衬的高炉炉身结构，其特征在于，所述炉壳还包括所述锥形炉身壳体的底部密封连接的竖直设置的炉腰壳体，所述炉衬还包括贴覆于所述炉腰壳体内侧壁上的炉腰内衬，所述炉腰内衬呈等厚度设置，所述炉腰内衬的厚度与所述下部炉身内衬沿水平方向的厚度呈相同设置。

4.如权利要求3所述的具有变厚度内衬的高炉炉身结构，其特征在于，炉腰内衬外侧壁贴覆于所述炉腰壳体内侧壁上，炉腰内衬内侧壁和炉腰内衬外侧壁互相平行且均垂直于水平面设置。

5.如权利要求3所述的具有变厚度内衬的高炉炉身结构，其特征在于，所述炉壳还包括所述锥形炉身壳体的顶部密封连接的竖直向上设置的炉喉壳体，所述炉衬还包括贴覆于所述炉喉壳体内侧壁上的炉喉内衬，所述炉喉内衬呈等厚度设置，所述炉喉内衬的厚度与所述上部炉身内衬顶面沿水平方向的厚度呈相同设置。

6.如权利要求5所述的具有变厚度内衬的高炉炉身结构，其特征在于，炉喉内衬外侧壁贴覆于所述炉喉壳体的内侧壁上，炉喉内衬内侧壁和炉喉内衬外侧壁互相平行且均垂直于水平面设置。

7.如权利要求5所述的具有变厚度内衬的高炉炉身结构，其特征在于，所述炉喉内衬、所述上部炉身内衬、所述下部炉身内衬和所述炉腰内衬由冷却设备和耐火材料单元构成。

8.如权利要求1所述的具有变厚度内衬的高炉炉身结构，其特征在于，所述上部炉身内衬沿水平方向呈一层设置或呈多层组合设置。

9.如权利要求1所述的具有变厚度内衬的高炉炉身结构，其特征在于，所述上部炉身壳体的高度为所述下部炉身壳体的高度的1/3。

10.如权利要求1所述的具有变厚度内衬的高炉炉身结构，其特征在于，所述第一炉身角和所述第二炉身角的角度范围是78°至83°。