CN110906740A - 一种镁炭复合炉衬的镍铁电炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种镁炭复合炉衬的镍铁电炉，包括炉底和炉墙，炉墙上设置铁口和渣口；炉墙紧贴炉壳处设置石墨质捣打料；在炉墙的热面紧贴石墨捣打料设置石墨砖。本发明的有益效果是：镍铁电炉炉墙石墨砖热面能够形成渣壳阻止了铁水对炉墙的侵蚀破坏作用，且采用大块砌筑减少了砖缝，阻止了铁水沿砖缝对炉墙的侵蚀；铁口上下圆周区域采用镁炭砖提高了炉衬的抗铁水侵蚀能力，解决了使用镁砖易膨胀、易剥落的缺陷。镍铁电炉的寿命有原来的2‑3年提高到5‑10年，甚至更长，大幅度提高了炉衬的整体使用寿命，同时降低了维修费用，提高了生产效率,经济效益显著。

Description

一种镁炭复合炉衬的镍铁电炉

技术领域

本发明属于镍铁电炉领域，具体涉及一种镁炭复合炉衬的镍铁电炉。

背景技术

镍铁电炉的炉衬目前普遍采用镁质或镁质、镁铬质复合炉衬结构。镁砖的线膨胀系数高达8×10^-6/℃，因为镁砖中含有CaO成分，在空气中容易吸潮，不能存放时间太久，且在高温下抗水化能力差，易崩裂，水化反应时，体积膨胀率高达77%左右，在温度急变时，易产生较大的应力，易剥落，如果使用不当很容易造成炉壳钢板的开裂，特别是频繁的开停炉容易造成镁砖剥落破损，另外镁砂孔隙率高，铁水易渗入，抗铁水熔蚀性一般，所以镁砖炉衬使用寿命2-3年；镁质、镁铬质复合炉衬相对于镁质炉衬寿命有所提高，但镁铬质材料对环境有一定的污染，现基本被淘汰。

发明内容

本发明提供一种镁炭复合炉衬的镍铁电炉。

本发明的目的是以下述方式实现的：一种镁炭复合炉衬的镍铁电炉，包括炉底和炉墙，炉墙上设置铁口和渣口；炉墙紧贴炉壳处设置石墨质捣打料；在炉墙的热面紧贴石墨捣打料设置石墨砖。

在炉墙的热面、从炉底上表面至铁口上部对应侵蚀区高度的位置沿电炉的轴线圆周设置镁炭砖。

铁口和渣口采用高导热耐冲刷的整体钻孔炉口砖，包括内芯和外框；内芯可拆卸的镶嵌在外框远离热面的一端；外框采用半石墨炭-碳化硅砖、内芯采用高导热的石墨砖。

炉底最下层设置高铝质浇注料，高铝质浇注料上设置高铝砖，高铝砖上砌筑三层炭砖，每层的炭砖斜形砌筑在一起；炉底炭砖和炉壳之间沿圆周设置高导热炭质捣打料，炉底炭砖表面与炉墙镁炭砖之间的区域捣打镁炭质捣打料。

炉墙上部区域，石墨砖上面紧贴石墨质捣打料设置高铝砖，靠近热面的高铝砖的氧化铝含量为80%；远离热面的高铝砖的氧化铝含量为55%。

本发明的有益效果是：镍铁电炉炉墙石墨砖热面能够形成渣壳阻止了铁水对炉墙的侵蚀破坏作用，且采用大块砌筑减少了砖缝，阻止了铁水沿砖缝对炉墙的侵蚀；铁口上下圆周区域采用镁炭砖提高了炉衬的抗铁水侵蚀能力，解决了使用镁砖易膨胀、易剥落的缺陷。镍铁电炉的寿命有原来的2-3年提高到5-10年，甚至更长，大幅度提高了炉衬的整体使用寿命，同时降低了维修费用，提高了生产效率,经济效益显著。

附图说明

图1是镍铁电炉结构示意图。

图2是图1中A部分放大图。

图3是图1中B部分放大图。

其中，1是炉壳、2是铁口、3是渣口、4是石墨质捣打料、5是石墨砖、6是镁炭砖、7高铝质浇注料、8是高铝砖、9是炭砖、10是高导热炭质捣打料、11是半石墨炭-碳化硅砖、12是镁炭质捣打料。

具体实施方式

以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。应当说明的是，本申请中所述的“连接”和用于表达“连接”的词语，如“相连接”、 “相连”等，既包括某一部件与另一部件直接连接，也包括某一部件通过其他部件与另一部件相连接。

如图1- 3所示，一种镁炭复合炉衬的镍铁电炉，包括炉底和炉墙，炉墙上设置铁口2和渣口3；炉墙紧贴炉壳1处设置石墨质捣打料4；在炉墙的热面紧贴石墨捣打料4设置石墨砖5。炉壳外设置喷淋冷却系统来减缓炉墙的侵蚀速度。采用超导热的石墨材料如石墨质捣打料4和石墨砖5砌筑炉墙，利用超导热的石墨材料的高导热性，使炉衬的热面的铁水冷凝形成一层渣壳，从而把铁水和耐材隔离开，起到保护炉墙的作用。铁口2下表面以下为炉底部分，以上为炉墙部分。

炉墙的热面、从炉底上表面至铁口2上部对应侵蚀区高度的位置沿电炉的轴线圆周设置镁炭砖6。炉墙的热面指与铁水接触的一面。炉墙的侵蚀区即铁口2的上沿200毫米处向下至炉底的区域；这里的200毫米根据不同的镍铁电炉会有相应的变化。铁口2温度高、冲刷大，所以铁口2附近圆周区域为侵蚀区。传统的镁砖膨胀系数高，温度急变时，容易破损。普通炭砖在镍铁电炉中容易发生化学反应，造成侵蚀损坏。所以传统的镁砖和普通炭砖寿命都不高。侵蚀区对应炉墙圆周区域采用镁炭砖6砌筑，该砖具有良好的导热性、优良的抗渣、铁侵蚀性和热稳定性。石墨砖5超导热能力来降低耐材的化学反应温度、镁炭砖6优良的抗渣、铁侵蚀性能力降低耐材的侵蚀速度，低灰分耐侵蚀的炭块9提高了炉底的耐铁水熔蚀性，通过以上材料在炉内不同区域的合理配置从而达到延长炉衬寿命的目的。

铁口2和渣口3采用高导热耐冲刷的整体钻孔炉口砖，包括内芯和外框；内芯可拆卸的镶嵌在外框远离热面的一端；外框采用半石墨炭-碳化硅砖11、内芯采用高导热的石墨砖5。石墨砖的热稳定性和抗渣性优良且不沾渣铁，出铁时更顺畅。炉口砖内芯可以更换，方便维修。

炉底最下层设置高铝质浇注料7，高铝质浇注料7上设置高铝砖8，高铝砖8上砌筑三层炭砖9，每层的炭砖9斜形砌筑在一起；炭砖9和炉底的炉壳1之间沿圆周设置高导热炭质捣打料10；所述炭砖9上位于镁炭砖6之间的区域捣打镁炭质捣打料12。炉底高铝砖8含氧化铝百分之80以上，起支撑隔热保护炉底钢板的作用，在高铝砖8上面砌筑3层540mm防漂浮的斜形炭砖9。由于炉底采用了防漂浮的斜形炭砖9，炭块9之间相互咬砌，防止了炉底炭块9的漂浮，同时阻止了渣铁沿砖缝向下侵蚀的通道，提高了炉底的整体稳定性，使热量能够均匀地分布在整个炉底，避免局部过热造成炉底烧穿事故的发生。炭砖9的结构和砌筑的方式可以参考专利CN109959261A一种镍铁电炉用炭复合炉衬结构。炉底即最上层的炭砖9上面捣打一层镁炭质捣料12，利用捣打料良好的烧结性及低膨胀性，使捣料快速烧结致密，提高材料的高温性能，并利用捣打料的可塑性吸收和降低热应力对炉底的破坏。

炉墙上部区域，石墨砖5上面紧贴石墨质捣打料4设置高铝砖8，靠近热面的高铝砖8的氧化铝含量为80%；远离热面的高铝砖8的氧化铝含量为55%。整个炉墙砖与炉壳1之间的宽缝捣打石墨质捣打料4以减缓由于耐材的热膨胀对炉壳1的破坏。高铝砖8上方炉顶部分设置高铝质浇筑料7。

镍铁电炉这种新型炉衬结构，炉底炭砖9采用了斜形咬砌使炭块相互牵制，解决了冶炼镍铁炉底炭砖9的漂浮现象，由于炉底炭砖9灰分低导热系数比较好，使炉底热量均匀地分布在整个炉底，并向炉墙传递，降低了炉底局部过热造成的炉底炭块侵蚀；炉底下部隔热材料的应用防止了由于炉底钢板的变形，造成炉底内衬的整体结构的位移，避免了炉底烧穿事故的发生；炉墙石墨砖5热面能够形成渣壳阻止了铁水对炉墙的侵蚀破坏作用，且采用大块砌筑减少了砖缝，阻止了铁水沿砖缝对炉墙的侵蚀，杜绝了使用镁质材料因膨胀系数大导致的炉墙钢壳的开裂；铁口2上下圆周区域采用镁炭砖6提高了炉衬的抗铁水侵蚀能力，解决了使用镁砖易膨胀、易剥落的缺陷。总之，采用适宜的耐材和合理的炉衬结构，使镍铁电炉的寿命有原来的2-3年提高到5-10年，甚至更长，大幅度提高了炉衬的整体使用寿命，同时降低了维修费用，提高了生产效率,经济效益显著。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。而且，对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理的精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型都在本说明书的范围内。

Claims (5)

1.一种镁炭复合炉衬的镍铁电炉，包括炉底和炉墙，炉墙上设置铁口和渣口；其特征在于：所述炉墙紧贴炉壳处设置石墨质捣打料；在炉墙的热面紧贴石墨捣打料设置石墨砖。

2.根据权利要求1所述一种镁炭复合炉衬的镍铁电炉，其特征在于：在炉墙的热面、从炉底上表面至铁口上部对应侵蚀区高度的位置沿电炉的轴线圆周设置镁炭砖。

3.根据权利要求2所述一种镁炭复合炉衬的镍铁电炉，其特征在于：所述铁口和渣口采用高导热耐冲刷的整体钻孔炉口砖，包括内芯和外框；内芯可拆卸的镶嵌在外框远离热面的一端；外框采用半石墨炭-碳化硅砖、内芯采用高导热的石墨砖。

4.根据权利要求2所述一种镁炭复合炉衬的镍铁电炉，其特征在于：所述炉底最下层设置高铝质浇注料，高铝质浇注料上设置高铝砖，高铝砖上砌筑三层炭砖，每层的炭砖斜形砌筑在一起；炉底炭砖和炉壳之间沿圆周设置高导热炭质捣打料，所述炉底炭砖表面与炉墙镁炭砖之间的区域捣打镁炭质捣打料。

5.根据权利要求2所述一种镁炭复合炉衬的镍铁电炉，其特征在于：炉墙上部区域，石墨砖上面紧贴石墨质捣打料设置高铝砖，靠近热面的高铝砖的氧化铝含量为80%；远离热面的高铝砖的氧化铝含量为55%。

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