CN111893231A - 一种高炉炉缸及其炉缸浇注长寿提升方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高炉炉缸及其炉缸浇注长寿提升方法，包括：侧壁由外向内依次设置的炉壳、浇注层、冷却壁、捣打层、炭砖、炉缸浇注层，炉底由上至下设置的炉缸浇注层、炭砖，降料面后通过间歇打水、蒸发降温控制冷却炉缸渣铁的打水量；根据炉壳、浇注层、冷却壁三者的厚度计算，在炉缸区域设置第一钻孔、第二钻孔，第一钻孔与第二钻孔相连通；在第一钻孔位置处设置压入短管，并在短管上安装阀门，作为后续排气、排水及压入使用，完毕后关闭所述阀门；炉缸浇注完毕进行烘烤，依次打开排水阀进行排气、排水；炉缸烘烤完毕，在装开炉料过程中，打开排水阀排完水后，通过压入短管将碳素质材料压入冷却壁、捣打层内。

Description

一种高炉炉缸及其炉缸浇注长寿提升方法

技术领域

本发明涉及高炉工艺的技术领域，更具体地说，它涉及一种高炉炉缸及其炉缸浇注长寿提升方法。

背景技术

目前炼铁行业都非常肯定水对炉缸炭砖的诸多种危害，在生产中都想方设法减少炉缸进水。现有高炉炉缸快速修复越来越多采取浇注的方式，即高炉降完料面后，为达到缩短工期、快速修复的目的，在炉缸具备进入施工条件前，都采取打水凉炉的方法把炉缸内高温渣铁物温度快速降下来。打水凉炉过程中一部分水以气态水的形式溢出了高炉，但仍有一部分水除被高温渣铁物吸附外，也被炉缸砌筑的炭砖吸附。炉缸修复通常只对侵蚀部位进行修复，被留存下来的炭砖却吸附着大量凉炉过程的打水。在炉缸烘烤中，这部分炭砖中的吸附水始终是很难全部透过密实的浇注层被蒸发掉，反之在炉缸烘烤中被升温形成气态，在接近冷却壁侧的则形成冷凝水，气态水、冷凝水聚集在炭砖、炭砖与冷却壁之间的捣打层及冷却壁之间。这些气态水、冷凝水如果不能及时排出炉体外，炉缸新浇注料因与炭砖、炭砖与冷却壁之间的捣打层、冷却壁之间的传热效果就会大幅降低，炉缸新浇注料就会被加快侵蚀，导致炉缸浇注寿命缩短。因此在炉缸浇注中形成气态水、冷凝水如果不及时排出炉缸外，会影响炉缸整体传热，导致炉缸浇注后寿命大幅缩短，而现有的高炉工艺技术中暂无一种高炉炉缸及其炉缸浇注长寿提升方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高炉炉缸及其炉缸浇注长寿提升方法，其炉缸清理过程中，通过炉壳、冷却壁与捣打层之间钻孔，在炉缸烘炉中及时地将高炉炉缸内部存在的气态水及冷凝水排出，并在冷却壁与捣打层之间通过压入与炭砖相当的碳素质材料，实现炉缸新浇注料-炭砖-捣打料-冷却壁之间良好的传热效果，达到提高炉缸浇注效果和炉缸长寿的目的；可以解决炉缸浇注后因原留存在炭砖中吸附水没及时排出炉缸，导致在炭砖与冷却壁之间产生气隙、冷凝水等造成传热效果差影响炉缸浇注寿命缩短的技术弊端，直接为高炉长寿创造巨大的经济效益。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：提供一种高炉炉缸，包括侧壁由外向内依次设置的炉壳、浇注层、冷却壁、捣打层、炭砖、炉缸浇注层，炉底由上至下设置的炉缸浇注层、炭砖，所述高炉炉缸的周部设置有多个钻孔，多个所述钻孔由炉壳外侧依次贯穿至所述冷却壁与所述捣打层的交接面处。

在本发明的一实施例中，所述钻孔包括第一钻孔以及与所述第一钻孔相连通的第二钻孔，所述第一钻孔依次贯穿所述炉壳、所述浇注层，所述第二钻孔贯穿所述冷却壁。

在本发明的一实施例中，所述第一钻孔的直径为35～45mm。

在本发明的一实施例中，所述第二钻孔的直径为25～35mm。

在本发明的一实施例中，铁道口孔道进行整体浇注时，需增加该区域的所述第二钻孔的数量。

一种高炉炉缸及其炉缸浇注长寿提升方法，方法步骤包括如下：

S1、降料面后通过间歇打水、蒸发降温控制冷却炉缸渣铁的打水量；

S2、炉缸的清理过程中，根据所述炉壳、所述浇注层、所述冷却壁三者的厚度计算，在炉缸区域设置第一钻孔、第二钻孔，所述第一钻孔与所述第二钻孔相连通；

S3、在所述第一钻孔位置处设置压入短管，并在所述短管上安装阀门，作为后续排气、排水及压入使用，完毕后关闭所述阀门；

S4、炉缸浇注完毕进行烘烤，依次打开排水阀进行排气、排水；

S5、炉缸烘烤完毕，在装开炉料过程中，打开所述排水阀排完水后，通过所述压入短管将碳素质材料压入所述冷却壁、所述捣打层内。

在本发明的一实施例中，步骤S1所述的间歇打水控制，间歇打水时间要求比洒水时间长15～25分钟。

在发明的一实施例中，步骤S2中，先进行设置所述第一钻孔，再进行设置所述第二钻孔，根据炉缸区域留存的原炭砖体积量，确定炉缸圆周钻孔间距。如果铁道口孔道进行整体浇注，须增加该区域的第二钻孔数量。

在本发明的一实施例中，步骤S4中，若排气、排水量较多时，可每隔8～16小时排一次。

在本发明的一实施例中，步骤S4中，要求碳素质材料在热态烘烤后为固态，耐挤压能力略小于所述炭砖，传热能力与所述炭砖相当，压入过程中，严格控制压力，一旦发现有压力上升，则停止压入，为后续所述冷却壁内的耐材热胀预留空间。

综上所述，本发明具有以下有益效果：炉缸清理过程中，通过炉壳、冷却壁与捣打层之间钻孔，在炉缸烘炉中及时地将高炉炉缸内部存在的气态水及冷凝水排出，并在冷却壁与捣打层之间通过压入与炭砖相当的碳素质材料，实现炉缸新浇注料-炭砖-捣打料-冷却壁之间良好的传热效果，达到提高炉缸浇注效果和炉缸长寿的目的。本技术的实施可以解决炉缸浇注后因原留存在炭砖中吸附水没及时排出炉缸，导致在炭砖与冷却壁之间产生气隙、冷凝水等造成传热效果差影响炉缸浇注寿命缩短的技术弊端，直接为高炉长寿创造巨大的经济效益。只需增加炉壳、冷却壁钻孔、压入设备和材料；排水及碳素质材料压入操作容易实施；高炉投产后炉缸整体传热效果好，高炉长寿，直接为企业在炉缸浇注后增加单位炉役铁产量，提高炉缸维修资金回报率等方面创造巨大的经济效益，具有很好的推广意义。

附图说明

图1是本发明高炉炉缸及其炉缸浇注长寿提升方法的结构示意图。

图中：

10、炉壳；20、浇注层；30、冷却壁；40、捣打层；50、炭砖；60、炉缸浇注层；70、第一钻孔；80、第二钻孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

值得注意的是，本文所涉及的“上”“下”等方位词均相对于附图视角而定，仅仅只是为了便于描述，不能够理解为对技术方案的限制。

如图1所示，提供一种高炉炉缸，包括侧壁由外向内依次设置的炉壳10、浇注层20、冷却壁30、捣打层40、炭砖50、炉缸浇注层60，炉底由上至下设置的炉缸浇注层60、炭砖50，所述高炉炉缸的周部设置有多个钻孔，多个所述钻孔由炉壳10外侧依次贯穿至所述冷却壁30与所述捣打层40的交接面处。

优选的，所述钻孔包括第一钻孔70以及与所述第一钻孔70相连通的第二钻孔80，所述第一钻孔70依次贯穿所述炉壳10、所述浇注层20，所述第二钻孔80贯穿所述冷却壁30。

需要说明的是，所述第一钻孔70、所述第二钻孔80采用不同钻孔工具进行钻孔，其钻孔原则应该为先进行对所述炉壳10、所述浇注层20进行所述第一钻孔70，然后进行对所述冷却壁30进行所述第二钻孔80。

在本发明的一实施例中，所述第一钻孔70的直径为35～45mm。

此外，所述第二钻孔80的直径为25～35mm。

具体的，进行设置所述第一钻孔70、所述第二钻孔80前，需对所述炉壳10、所述浇注层以及所述冷却壁的厚度进行计算，再根据所述高炉炉缸区域留存的原炭砖体积量，确认所述高炉炉缸圆周钻孔的间距，通过在所述第一钻孔70处设置压入短管，可进行排气、排水以及压入所述碳素质材料。

在本发明的一实施例中，铁道口孔道进行整体浇注时，需增加该区域的所述第二钻孔的数量。

一种高炉炉缸及其炉缸浇注长寿提升方法，方法步骤如下：

S1、降料面后通过间歇打水、蒸发降温控制冷却炉缸渣铁的打水量；

S2、炉缸的清理过程中，根据所述炉壳10、所述浇注层20、所述冷却壁30三者的厚度计算，在炉缸区域设置第一钻孔70、第二钻孔80，所述第一钻孔70与所述第二钻孔80相连通；

S3、在所述第一钻孔70位置处设置压入短管，并在所述短管上安装阀门，作为后续排气、排水及压入使用，完毕后关闭所述阀门；

S4、炉缸浇注完毕进行烘烤，依次打开排水阀进行排气、排水；

S5、炉缸烘烤完毕，在装开炉料过程中，打开所述排水阀排完水后，通过所述压入短管将碳素质材料压入所述冷却壁30、所述捣打层40内。

优选的，步骤S1所述的间歇打水控制，间歇打水时间要求比洒水时间长15～25分钟，为降低打水凉炉时炉内的氧化氛围保护炭砖50，在打水凉炉前，可考虑在风口处通入氮气。

需要说明的是，为保护炉缸的炭砖50，根据经验来讲，所述洒水时间为35～45分钟，所述间歇打水时间为1小时。

在本发明的一实施例中，步骤S2中，先进行设置所述第一钻孔70，再进行设置所述第二钻孔80，根据炉缸区域留存的原炭砖50体积量，确定炉缸圆周钻孔间距。如果铁道口孔道进行整体浇注，须增加该区域的第二钻孔80数量。

具体的，步骤S4中，若排气、排水量较多时，可每隔8～16小时排一次，排气、排水过程中，做好安全防护。

其中，步骤S4中，要求碳素质材料在热态烘烤后为固态，耐挤压能力略小于所述炭砖50，传热能力与所述炭砖50相当，压入过程中，严格控制压力，一旦发现有压力上升，则停止压入，为后续所述冷却壁30内的耐材热胀预留空间。

本发明的基本原理是：从高炉工艺原理分析，要减少气态水、冷凝水对炉缸炭砖50的危害，首先就是要控制进入炉缸的水量，其次就是要把气态水、冷凝水尽快排出高炉炉体。炉缸浇注修复中要控制进入炉缸的水量就是要控制降料面后冷却炉缸渣铁的打水量，只能通过间歇打水、蒸发降温来达到，而不能采取持续打水浸泡炉缸内渣铁物的方法来实现快速降温。留存在未清理炭砖50里的吸附水在烘炉过程通过浇注层20蒸发排出是微乎其微的。反之靠冷却壁30侧与炭砖50之间填充的捣打层40因凉炉过程炉缸温度降低，耐材的热胀冷缩可能产生缝隙。留存在未清理炭砖50里的吸附水在烘炉升温中形成气态水和在冷却壁30侧形成冷凝水，在冷却壁30与捣打层40之间侧聚集。而通过炉壳10、冷却壁30钻孔是可以将此部分气态水、冷凝水排出炉体外面的。再通过冷却壁30与捣打层40之间压入一种在热态烘烤后为固态，耐挤压能力略小于炭砖50，传热能力与炭砖50相当的碳素质材料，则可将炭砖50-捣打层40-冷却壁30之间的缝隙填满，形成炉缸新浇注层20-炭砖50-捣打层40-冷却壁30良好的传热系统，从而达到提高炉缸浇注效果和炉缸长寿，直接为企业在炉缸浇注后增加单位炉役铁产量，提高炉缸维修资金回报率等方面创造巨大的经济效益，具有很好的推广意义。

实施例：

本发明目前已在宝武集团韶关钢铁1050m³高炉炉缸快速修复上配合应用。在所述高炉炉缸清理过程中炉缸区域共钻孔12个，清孔深度250mm(所述炉壳10的厚度50mm+所述炉壳10与所述冷却壁30之间的浇注层20厚度40mm+所述冷却壁30的厚度160mm)；所述炉缸浇注完毕烘烤中期开始依次打开排水阀进行排气、排水。烘烤后期(共烘烤108小时)有6个排水阀有气或水持续排出。压入材料选择无水碳素料(树脂结合)，单次压入量控制≤50kg,共压入210公斤；目前已生产半年以上时间，炉缸传热效果良好。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高炉炉缸，其特征在于，包括侧壁由外向内依次设置的炉壳、浇注层、冷却壁、捣打层、炭砖、炉缸浇注层，炉底由上至下设置的炉缸浇注层、炭砖，所述高炉炉缸的周部设置有多个钻孔，多个所述钻孔由炉壳外侧依次贯穿至所述冷却壁与所述捣打层的交接面处。

2.如权利要求1所述高炉炉缸，其特征在于，所述钻孔包括第一钻孔以及与所述第一钻孔相连通的第二钻孔，所述第一钻孔依次贯穿所述炉壳、所述浇注层，所述第二钻孔贯穿所述冷却壁。

3.如权利要求2所述高炉炉缸，其特征在于，所述第一钻孔的直径为35～45mm。

4.如权利要求2所述高炉炉缸，其特征在于，所述第二钻孔的直径为25～35mm。

5.如权利要求4所述高炉炉缸，其特征在于，铁道口孔道进行整体浇注时，需增加该区域的所述第二钻孔的数量。

6.一种高炉炉缸及其炉缸浇注长寿提升方法，其特征在于，方法步骤包括如下：

S1、降料面后通过间歇打水、蒸发降温控制冷却炉缸渣铁的打水量；

S2、炉缸的清理过程中，根据所述炉壳、所述浇注层、所述冷却壁三者的厚度计算，在炉缸区域设置第一钻孔、第二钻孔，所述第一钻孔与所述第二钻孔相连通；

S3、在所述第一钻孔位置处设置压入短管，并在所述短管上安装阀门，作为后续排气、排水及压入使用，完毕后关闭所述阀门；

S4、炉缸浇注完毕进行烘烤，依次打开排水阀进行排气、排水；

S5、炉缸烘烤完毕，在装开炉料过程中，打开所述排水阀排完水后，通过所述压入短管将碳素质材料压入所述冷却壁、所述捣打层内。

7.如权利要求6所述高炉炉缸及其炉缸浇注长寿提升方法，其特征在于，步骤S1所述的间歇打水控制，间歇打水时间要求比洒水时间长15～25分钟。

8.如权利要求6所述高炉炉缸及其炉缸浇注长寿提升方法，其特征在于，步骤S2中，先进行设置所述第一钻孔，再进行设置所述第二钻孔，根据炉缸区域留存的原炭砖体积量，确定炉缸圆周钻孔间距。如果铁道口孔道进行整体浇注，须增加该区域的第二钻孔数量。

9.如权利要求6所述高炉炉缸及其炉缸浇注长寿提升方法，其特征在于，步骤S4中，若排气、排水量较多时，可每隔8～16小时排一次。

10.如权利要求6所述高炉炉缸及其炉缸浇注长寿提升方法，其特征在于，步骤S4中，要求碳素质材料在热态烘烤后为固态，耐挤压能力略小于所述炭砖，传热能力与所述炭砖相当，压入过程中，严格控制压力，一旦发现有压力上升，则停止压入，为后续所述冷却壁内的耐材热胀预留空间。

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