安全型爐底爐缸結(jié)構(gòu)思路及在高爐上的應(yīng)用

1、安全型爐底爐缸結(jié)構(gòu)思路及在安全型爐底爐缸結(jié)構(gòu)思路及在高爐上的應(yīng)用高爐上的應(yīng)用河南五耐集團(tuán)實(shí)業(yè)有限公司河南五耐集團(tuán)實(shí)業(yè)有限公司2013年年5月月前 言 從上世紀(jì)從上世紀(jì)5050年代以后，隨著一些新材料、新技術(shù)、新年代以后，隨著一些新材料、新技術(shù)、新裝備在高爐上的應(yīng)用，高爐壽命得到了較大的提高，影響裝備在高爐上的應(yīng)用，高爐壽命得到了較大的提高，影響高爐壽命的薄弱環(huán)節(jié)也在發(fā)生著轉(zhuǎn)變。高爐壽命的薄弱環(huán)節(jié)也在發(fā)生著轉(zhuǎn)變。 目前，影響高爐壽命的關(guān)鍵區(qū)域在高爐的下部，據(jù)不目前，影響高爐壽命的關(guān)鍵區(qū)域在高爐的下部，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)在近幾年就有完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)在近幾年就有5050多座大型高爐發(fā)生了燒穿多座大型高

2、爐發(fā)生了燒穿事故，國(guó)外也有事故，國(guó)外也有1010余座高爐發(fā)生了燒穿事故，而且不少發(fā)余座高爐發(fā)生了燒穿事故，而且不少發(fā)生在爐役初期，有的甚至開(kāi)爐不到一年，事故的不可預(yù)知生在爐役初期，有的甚至開(kāi)爐不到一年，事故的不可預(yù)知性更埋下了生產(chǎn)中的安全隱患，也為企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)性更埋下了生產(chǎn)中的安全隱患，也為企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。濟(jì)損失。國(guó)內(nèi)外國(guó)內(nèi)外高爐磚襯發(fā)展高爐磚襯發(fā)展高鋁磚高鋁磚粘土磚粘土磚炭磚炭磚19世紀(jì)中期世紀(jì)中期20世紀(jì)末世紀(jì)末炭磚炭磚+陶瓷杯陶瓷杯炭磚炭磚高鋁磚高鋁磚粘土磚粘土磚炭磚炭磚20世紀(jì)中期世紀(jì)中期20世紀(jì)末世紀(jì)末炭磚炭磚+陶瓷杯陶瓷杯炭磚炭磚前 言高爐下部實(shí)現(xiàn)高爐下部實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽的

3、條件長(zhǎng)壽的條件u高導(dǎo)熱材料高導(dǎo)熱材料（如炭磚）（如炭磚） u設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) u高強(qiáng)度的冷高強(qiáng)度的冷卻系統(tǒng)卻系統(tǒng) u砌筑質(zhì)量、砌筑質(zhì)量、操作和使用環(huán)操作和使用環(huán)境境 u陶瓷杯材料陶瓷杯材料輔助輔助前 言炭磚在高爐下部的侵蝕機(jī)理炭磚在高爐下部的侵蝕機(jī)理 1 1 傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法1 1 傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法 炭磚的優(yōu)點(diǎn)：炭磚的優(yōu)點(diǎn)：有較好的導(dǎo)熱性，靠炭磚的高導(dǎo)熱性能降低工作面的有較好的導(dǎo)熱性，靠炭磚的高導(dǎo)熱性能降低工作面的溫度在工作面形成保護(hù)層，這種保護(hù)層對(duì)高爐內(nèi)襯將起到保護(hù)作用延長(zhǎng)溫度在工作面形成保護(hù)層，

4、這種保護(hù)層對(duì)高爐內(nèi)襯將起到保護(hù)作用延長(zhǎng)高爐壽命。高爐壽命。 安全隱患：安全隱患：在異常情況下形不成保護(hù)層或保護(hù)層的脫落都將使炭磚在異常情況下形不成保護(hù)層或保護(hù)層的脫落都將使炭磚直接接觸鐵水，在這種情況下炭磚的抗鐵溶蝕性就成為爐缸長(zhǎng)壽的一個(gè)直接接觸鐵水，在這種情況下炭磚的抗鐵溶蝕性就成為爐缸長(zhǎng)壽的一個(gè)重要條件。在漏水時(shí)對(duì)炭磚的氧化也將使炭磚失去強(qiáng)度和抗侵蝕性。重要條件。在漏水時(shí)對(duì)炭磚的氧化也將使炭磚失去強(qiáng)度和抗侵蝕性。 炭磚的高導(dǎo)熱性是其能夠在高爐應(yīng)用的主要因素，但炭磚的抗鐵溶炭磚的高導(dǎo)熱性是其能夠在高爐應(yīng)用的主要因素，但炭磚的抗鐵溶蝕性、抗氧化性是制約高爐安全生產(chǎn)的重大隱患蝕性、抗氧化性是制約

5、高爐安全生產(chǎn)的重大隱患。1 1 傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法改善思路：改善思路： 在保持材料高導(dǎo)熱性的同時(shí)具備陶瓷杯材料的抗鐵溶蝕在保持材料高導(dǎo)熱性的同時(shí)具備陶瓷杯材料的抗鐵溶蝕性和抗氧化性，是解決炭磚安全隱患的重要措施。性和抗氧化性，是解決炭磚安全隱患的重要措施。 根據(jù)以上思路，根據(jù)以上思路，我們?cè)谖⒖讋傆翊u中引入炭進(jìn)行了試驗(yàn)，我們?cè)谖⒖讋傆翊u中引入炭進(jìn)行了試驗(yàn)，得到一種既具有炭磚的高導(dǎo)熱性又具有微孔剛玉磚的較好的得到一種既具有炭磚的高導(dǎo)熱性又具有微孔剛玉磚的較好的抗鐵溶蝕性、抗氧化性和高強(qiáng)度的材料。因其同時(shí)具有陶瓷抗鐵溶蝕性、抗氧化性和高強(qiáng)度的材料。因其

6、同時(shí)具有陶瓷結(jié)合和碳結(jié)合，我們把這種材料叫做碳復(fù)合磚。結(jié)合和碳結(jié)合，我們把這種材料叫做碳復(fù)合磚。1 1 傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法1 1 傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法碳復(fù)合磚碳復(fù)合磚試驗(yàn)前試驗(yàn)前試驗(yàn)后試驗(yàn)后炭磚炭磚抗鐵水侵蝕抗鐵水侵蝕1 1 傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法碳復(fù)合磚碳復(fù)合磚炭磚炭磚試驗(yàn)前試驗(yàn)前試驗(yàn)后試驗(yàn)后抗氧化試驗(yàn)抗氧化試驗(yàn)1 1 傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法碳復(fù)合磚和炭磚試樣抗氧化試驗(yàn)后斷面比較碳復(fù)合磚和炭磚試樣抗氧化試驗(yàn)后斷面比較碳復(fù)

7、合磚碳復(fù)合磚炭磚炭磚3次試驗(yàn)后次試驗(yàn)后1 1 傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法-爐底陶瓷墊與周?chē)看u間的搗料層是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，在搗料層侵蝕掉之后，爐底陶瓷墊與周?chē)看u間的搗料層是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，在搗料層侵蝕掉之后，鐵水就會(huì)鉆到陶瓷墊下方而使陶瓷墊漂浮。鐵水就會(huì)鉆到陶瓷墊下方而使陶瓷墊漂浮。-傳統(tǒng)陶瓷杯與炭磚的熱膨脹存在傳統(tǒng)陶瓷杯與炭磚的熱膨脹存在很大的差異，極易造成風(fēng)口上翹、很大的差異，極易造成風(fēng)口上翹、爐殼開(kāi)裂等現(xiàn)象。爐殼開(kāi)裂等現(xiàn)象。-陶瓷杯在侵蝕殆盡時(shí)，可能在局陶瓷杯在侵蝕殆盡時(shí)，可能在局部突然坍塌又不能快速開(kāi)成保護(hù)部突然坍塌又不能快速開(kāi)成保護(hù)層而使炭磚失去保

8、護(hù)直接暴露在層而使炭磚失去保護(hù)直接暴露在鐵水中，加速炭磚的溶蝕；鐵水中，加速炭磚的溶蝕；2 2 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)問(wèn)題分析傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)問(wèn)題分析炭磚炭磚+ +陶瓷杯結(jié)構(gòu)陶瓷杯結(jié)構(gòu)安全長(zhǎng)壽爐底爐缸方案安全長(zhǎng)壽爐底爐缸方案3 3 安全長(zhǎng)壽爐底爐缸技術(shù)方案安全長(zhǎng)壽爐底爐缸技術(shù)方案-由于碳復(fù)合磚具有較好的導(dǎo)熱性，同時(shí)既有陶瓷結(jié)合又有碳結(jié)合，因由于碳復(fù)合磚具有較好的導(dǎo)熱性，同時(shí)既有陶瓷結(jié)合又有碳結(jié)合，因此極易在工作面形成保護(hù)層。保護(hù)層的存在是形成永久型爐底爐缸結(jié)此極易在工作面形成保護(hù)層。保護(hù)層的存在是形成永久型爐底爐缸結(jié)構(gòu)的重要條件；構(gòu)的重要條件；-爐底是滿鋪結(jié)構(gòu)，沒(méi)有了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中陶瓷墊與炭磚間的夾層，消除了爐底是滿鋪

9、結(jié)構(gòu)，沒(méi)有了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中陶瓷墊與炭磚間的夾層，消除了一個(gè)爐底漂浮的危險(xiǎn)因素。一個(gè)爐底漂浮的危險(xiǎn)因素。 - - 碳復(fù)合磚的導(dǎo)熱系數(shù)從冷面到熱面呈降低的碳復(fù)合磚的導(dǎo)熱系數(shù)從冷面到熱面呈降低的趨勢(shì)，這一趨勢(shì)符合爐底爐缸設(shè)計(jì)原則；趨勢(shì)，這一趨勢(shì)符合爐底爐缸設(shè)計(jì)原則；- - 碳復(fù)合磚熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)比陶瓷杯材料低，可碳復(fù)合磚熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)比陶瓷杯材料低，可以避免風(fēng)口上翹、爐殼開(kāi)裂的現(xiàn)象；以避免風(fēng)口上翹、爐殼開(kāi)裂的現(xiàn)象； 3 3 安全長(zhǎng)壽爐底爐缸技術(shù)方案安全長(zhǎng)壽爐底爐缸技術(shù)方案微孔模壓 炭磚微孔模壓 炭磚微孔模壓 炭磚微孔模壓 炭磚渣口中心線8250鐵 口中心線7000鐵口中心 線爐皮拐點(diǎn)6220微孔模 壓炭磚上

10、面標(biāo)高微孔模 壓炭磚下面標(biāo)高524436409250997510000爐 皮拐點(diǎn)碳復(fù)合磚爐 底碳 復(fù)合磚爐底碳復(fù)合磚上 面標(biāo)高3 7 8 0685炭素?fù)v打料81007600100301201 6 0 46 9 22 7 6 85 4 67 2 5碳 復(fù)合風(fēng)口組合磚54003 0 0 0碳復(fù)合磚1 0 64碳復(fù)合鐵口 組合磚5 4 64 5 44 9 7 . 5碳 復(fù)合渣口組合磚4 9 34 5 8 . 58通才通才2BF 410m2BF 410m3 3高爐下部設(shè)計(jì)方案高爐下部設(shè)計(jì)方案4 4 安全長(zhǎng)壽爐底爐缸應(yīng)用實(shí)例安全長(zhǎng)壽爐底爐缸應(yīng)用實(shí)例4 4 安全長(zhǎng)壽爐底爐缸應(yīng)用實(shí)例安全長(zhǎng)壽爐底爐缸應(yīng)用實(shí)例

11、通才通才2#2#爐爐5 5年多年多碳復(fù)合爐底爐缸結(jié)構(gòu)碳復(fù)合爐底爐缸結(jié)構(gòu)通才同級(jí)別高爐通才同級(jí)別高爐2 2年半年半 炭磚炭磚+ +復(fù)合棕剛玉陶瓷杯結(jié)構(gòu)復(fù)合棕剛玉陶瓷杯結(jié)構(gòu)4 4 安全長(zhǎng)壽爐底爐缸應(yīng)用實(shí)例安全長(zhǎng)壽爐底爐缸應(yīng)用實(shí)例通才通才2#2#爐爐5 5年多年多碳復(fù)合爐底爐缸結(jié)構(gòu)碳復(fù)合爐底爐缸結(jié)構(gòu)通才同級(jí)別高爐通才同級(jí)別高爐2 2年半年半炭磚炭磚+ +復(fù)合棕剛玉陶瓷杯結(jié)構(gòu)復(fù)合棕剛玉陶瓷杯結(jié)構(gòu)4 4 安全長(zhǎng)壽爐底爐缸應(yīng)用實(shí)例安全長(zhǎng)壽爐底爐缸應(yīng)用實(shí)例4 4 安全長(zhǎng)壽爐底爐缸應(yīng)用實(shí)例安全長(zhǎng)壽爐底爐缸應(yīng)用實(shí)例-高爐爐底爐缸材料應(yīng)提倡微孔化結(jié)構(gòu)，材料的微孔化有利于抵抗渣、高爐爐底爐缸材料應(yīng)提倡微孔化結(jié)構(gòu)，材料的微孔化有利于抵抗渣、鐵、堿蒸汽的滲透侵蝕。鐵、堿蒸汽的滲透侵蝕。-采用碳復(fù)合磚作為爐底爐缸材料代替炭磚，徹底解決了炭磚的抗鐵采用碳復(fù)合磚作為爐底爐缸材料代替炭磚，徹底解決了炭磚的抗鐵溶蝕性差、抗氧化性差和不耐沖刷的問(wèn)題，可以在相同條件下大大溶蝕性差、抗氧化性差和不耐沖刷的問(wèn)題，可以在相同條件下大大提高爐底爐缸的安全性，減小或消除象腳狀侵蝕現(xiàn)象，顯著延長(zhǎng)高提高爐底爐缸的安全性，減小或消除象腳狀侵蝕現(xiàn)象，顯著延長(zhǎng)高爐壽命。爐壽命。-新的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)消除了傳統(tǒng)方案中夾層的問(wèn)題，使?fàn)t缸形成一個(gè)整體，新的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)消除了傳統(tǒng)方案中夾層的問(wèn)題，使?fàn)t缸形成一個(gè)整體，有利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，爐底滿鋪有利于防