第3章-高炉本体设计(2)资料.ppt

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1、第3章-高炉本体设计(2)3.2.1 炉衬破损机理炉衬破损机理（1）高温渣铁的渗透和浸蚀；）高温渣铁的渗透和浸蚀；（2）高温和热震；）高温和热震；（3）炉炉料料和和煤煤气气流流的的摩摩擦擦冲冲涮涮及及煤煤气气碳碳素素沉积的破坏作用；沉积的破坏作用；（4）碱金属及其他有害元素的破坏作用。）碱金属及其他有害元素的破坏作用。炉底破损分两个阶段，初期是铁水渗入将砖炉底破损分两个阶段，初期是铁水渗入将砖漂浮而形成锅底形深坑；漂浮而形成锅底形深坑；铁水渗入的条件：铁水渗入的条件：（1）炉底砌砖承受着液体渣铁、煤气压力、）炉底砌砖承受着液体渣铁、煤气压力、料柱重量的料柱重量的1012；（2）砌砖存在砖缝和裂

2、缝。）砌砖存在砖缝和裂缝。开炉初期，铁水在高压下深入砖缝，开炉初期，铁水在高压下深入砖缝，1150时凝固，凝固过程析出石墨，体积膨胀，如此相时凝固，凝固过程析出石墨，体积膨胀，如此相互作用，形成互作用，形成“锅底锅底”。1.炉底：高温高压环境，机械冲涮与化学侵蚀炉底：高温高压环境，机械冲涮与化学侵蚀第二阶段是熔结层形成后的化学侵蚀。第二阶段是熔结层形成后的化学侵蚀。锅底坑下的砖衬在长期的高温高压下，部分锅底坑下的砖衬在长期的高温高压下，部分软化重新结晶，形成熔结层。气孔率显著降低，体软化重新结晶，形成熔结层。气孔率显著降低，体积密度显著提高，熔结层中砖与砖已烧结成一个整积密度显著提高，熔结层中

3、砖与砖已烧结成一个整体，能抵抗铁水的渗人。此时化学侵蚀成为破损主体，能抵抗铁水的渗人。此时化学侵蚀成为破损主因。因。SiO2+2C+Fe=FeSi+2CO（1）中心死料柱透气性和透液性差，铁水环流发展；）中心死料柱透气性和透液性差，铁水环流发展；（2）铁水渗入和碳熔损。）铁水渗入和碳熔损。象脚形侵蚀象脚形侵蚀：(1)中心死料堆的透气性和透液性差炉缸内铁水环中心死料堆的透气性和透液性差炉缸内铁水环流发展。流发展。(2)死料堆坐落在炉底中心，使炉底铁水流动停滞，死料堆坐落在炉底中心，使炉底铁水流动停滞，温度下降。温度下降。(3)铁水渗入和碳熔损。铁水渗入和碳熔损。(4)炭砖导热性能好、尺寸大，因此

4、其承受的热应力炭砖导热性能好、尺寸大，因此其承受的热应力相应增大，有产生环裂缝的风险。环裂缝会造成的相应增大，有产生环裂缝的风险。环裂缝会造成的气体间隙或渣铁裂缝，热阻增大导致炭砖热端的化气体间隙或渣铁裂缝，热阻增大导致炭砖热端的化学侵蚀加剧，如果侵蚀深入环缝炉缸就存在烧穿的学侵蚀加剧，如果侵蚀深入环缝炉缸就存在烧穿的危险。危险。（1）是承受的高压；）是承受的高压；（2）是高温；）是高温；（3）是铁水和渣水在出铁时的流动对炉底）是铁水和渣水在出铁时的流动对炉底的冲刷；的冲刷；（4）砖衬在加热过程中产生温度应力引起）砖衬在加热过程中产生温度应力引起砖层开裂；砖层开裂；（5）在高温下渣铁对砖衬的化

5、学侵蚀，特）在高温下渣铁对砖衬的化学侵蚀，特别是渣液的侵蚀更为严重。别是渣液的侵蚀更为严重。影响炉底寿命的因素：影响炉底寿命的因素：（1）渣铁的流动、炉内渣铁液面的升降，）渣铁的流动、炉内渣铁液面的升降，大量的煤气流等高温流体对炉衬的冲刷是主大量的煤气流等高温流体对炉衬的冲刷是主要的破坏因素；要的破坏因素；（2）还原剂对砖衬）还原剂对砖衬Fe2O3、SiO2的还原作用的还原作用化学侵蚀；化学侵蚀；（3）风口带为最高温度区，鼓风中）风口带为最高温度区，鼓风中O2、H2O、CO2的氧化作用。的氧化作用。2.炉缸：贮存渣铁和燃烧焦炭的地方炉缸：贮存渣铁和燃烧焦炭的地方（1）高温热应力作用很大；）高温

6、热应力作用很大；（2）由于炉腹倾斜故受着料柱压力和）由于炉腹倾斜故受着料柱压力和崩料、坐料时冲击力的影响；崩料、坐料时冲击力的影响；（3）承受初渣（）承受初渣（FeO、MnO、CaO）的化学侵蚀及机械冲涮。的化学侵蚀及机械冲涮。（4）煤气流和固态炉料的冲刷作用。）煤气流和固态炉料的冲刷作用。3.炉腹：炉腹：实际靠渣皮工作。实际靠渣皮工作。（1）初渣的化学侵蚀；）初渣的化学侵蚀；（2）上、下折角处高温煤气流的冲刷）上、下折角处高温煤气流的冲刷磨损。磨损。（3）高温热应力的影响；）高温热应力的影响；4.炉腰炉腰炉身中下部：炉身中下部：（1）炉料和煤气流的摩擦、冲刷；）炉料和煤气流的摩擦、冲刷；（2

7、）受到初渣的化学侵蚀；）受到初渣的化学侵蚀；（3）碱金属和）碱金属和Zn的化学侵蚀。的化学侵蚀。在炉身上部：在炉身上部：（1）下降炉料的磨损；）下降炉料的磨损；（2）夹带着大量炉尘的高速煤气流的冲刷。）夹带着大量炉尘的高速煤气流的冲刷。5.炉身：炉身：（1）炉料的冲击；）炉料的冲击；（2）高速粉尘煤气流的冲涮；）高速粉尘煤气流的冲涮；（3）热震。）热震。为为保保持持完完整整形形状状，控控制制炉炉料料和和煤煤气气流流合合理理分分布布。用用金金属属保保护护板板加加以以保保护护，又称炉喉钢砖。又称炉喉钢砖。6.炉喉：炉喉：（l）炉衬质量，是关键因素。）炉衬质量，是关键因素。（2）砌筑质量。）砌筑质量

8、。（3）操作因素。）操作因素。（4）炉型结构尺寸是否合理。）炉型结构尺寸是否合理。（5）冷却设备及炉壳的保护作用。）冷却设备及炉壳的保护作用。7.决定炉衬寿命的因素：决定炉衬寿命的因素：3.2.2 高炉用耐火材料高炉用耐火材料（l）耐耐火火度度要要高高、荷荷重重软软化化温温度度要要高高、高高温温体体积积稳定性要好。稳定性要好。耐火度是指耐火材料开始软化的温度。耐火度是指耐火材料开始软化的温度。荷荷重重软软化化点点是是指指将将直直径径36mm，高高50mm的的试试样样在在0.2Mpa荷荷载载下下升升温温，当当温温度度达达到到某某一一值值时时，试样高度突然降低，这个温度就是荷重软化点。试样高度突然

9、降低，这个温度就是荷重软化点。热稳定性：对及冷及热温度波动的抵抗能力。热稳定性：对及冷及热温度波动的抵抗能力。一一.对耐火材料的要求：对耐火材料的要求：（2）组织致密、体积密度大、）组织致密、体积密度大、气孔率要低气孔率要低；（3）Fe2O3含含量量要要低低。（与与SiO2反反应应和和加加速速碳素沉积）碳素沉积）（4）良良好好的的化化学学稳稳定定性性，提提高高抵抵抗抗化化学学侵侵蚀蚀能力；能力；（5）重烧收缩要小。）重烧收缩要小。重重烧烧收收缩缩也也称称残残余余收收缩缩，是是表表示示耐耐火火材材料料升至高温后产生裂纹可能性大小的一种尺度。升至高温后产生裂纹可能性大小的一种尺度。（6）机械强度要

10、高，外形质量要好。）机械强度要高，外形质量要好。粘土砖、高铝砖、刚玉砖和粘土砖、高铝砖、刚玉砖和不定型耐火材料等；不定型耐火材料等；陶瓷质材料：陶瓷质材料：碳砖、石墨碳砖、石墨碳化硅碳砖、石墨碳砖、石墨碳化硅砖、氮结合碳化硅砖等。砖、氮结合碳化硅砖等。碳质材料碳质材料：二二.高炉常用耐火材料高炉常用耐火材料基本特性：基本特性：（1）良好的物理机械性能；）良好的物理机械性能；（2）抗渣性好；）抗渣性好；（3）成本较低。）成本较低。1.粘土砖和磷酸浸渍粘土砖粘土砖和磷酸浸渍粘土砖 高高炉炉用用粘粘土土砖砖比比一一般般粘粘土土砖砖具具有有优优良良性性能能。主主要要用用于于高高炉炉炉炉身身，要要求求常

11、常温温耐耐压压强强度度高高，能能够够抵抵抗抗炉炉料料长长期期作作业业磨磨损损；在在高高温温长长期期作作业业下下体体积积收收缩缩小小，有有利利于于炉炉衬衬保保持持整整体体性性；显显气气孔孔率率低低和和Fe203低低，减减少少碳碳在在气气孔孔中中沉沉积积，避避免免砖砖在在使使用用过过程程中中膨膨胀胀疏疏松松而损坏；低熔点物形成少。而损坏；低熔点物形成少。AL2O3含量大于含量大于48%的耐火制品。的耐火制品。基本特性：基本特性：（1）比粘土砖有更高的耐火度和荷重软）比粘土砖有更高的耐火度和荷重软化点；化点；（2）由于）由于AL2O3为中性，故抗渣性较好；为中性，故抗渣性较好；（3）耐磨性好，加工困

12、难，成本较高。）耐磨性好，加工困难，成本较高。（4）不足是热稳定性差。）不足是热稳定性差。2.高铝砖：高铝砖：粘土砖和高铝砖的外形质量也非常重粘土砖和高铝砖的外形质量也非常重要，对于制品的尺寸允许偏差及外形分级要，对于制品的尺寸允许偏差及外形分级规定见下表。规定见下表。粘土砖和高铝砖尺寸允许偏差及外形分级粘土砖和高铝砖尺寸允许偏差及外形分级 主要特点：主要特点：（1）耐耐火火度度高高，极极高高的的荷荷重重软软化化温温度度；（2）抗渣性能好；）抗渣性能好；（3）良好导热性和导电性；）良好导热性和导电性；（4）热膨胀系数小，体积稳定性好；）热膨胀系数小，体积稳定性好；（5）致命弱点是易氧化，对氧化

13、性气氛抵抗）致命弱点是易氧化，对氧化性气氛抵抗能力差。（能力差。（O2、水蒸汽、水蒸汽、CO2、FeO）3.碳质耐火材料：碳质耐火材料：（1）高炉炭块（2）半石墨炭砖）半石墨炭砖 半半石石墨墨炭炭砖砖是是采采用用高高温温燃燃烧烧无无烟烟煤煤、石石墨墨、添添加加剂剂为为主主要要原原料料而而制制成成的的耐耐火火制制品品。石石墨墨质质炭炭砖砖配配方方中中一一般般不不使使用用冶冶金金焦焦为为粉粉料料，而而使使用用磨磨碎碎的的石石墨墨为为粉粉料料半半石石墨墨炭炭砖砖的的导导热热性性能能非非常常好好，而而且且抗抗碱碱金金属属盐盐类类腐腐蚀蚀的的能能力力也比普通炭砖好。也比普通炭砖好。（3）碳化硅砖）碳化硅

14、砖 碳碳化化硅硅砖砖的的主主要要特特征征是是SiC为为共共价价结结合合，不不存存在在通通常常的的烧烧结结性性，依依靠靠化化学学反反应应生生成成新新相相达达到到烧结。烧结。A、SI3N4结合碳化硅砖结合碳化硅砖 Si3N4结结合合碳碳化化硅硅砖砖是是用用SiC和和Si粉粉为为原原料料，经经氮氮化化烧烧成成的的耐耐火火制制品品。在在多多级级配配的的sic颗颗粒粒和和细细粉粉中中，加加人人磨磨细细的的工工业业硅硅粉粉，Si与与N2在在高高温温下下进进行行2N2+3Si Si3N4 反反应应烧烧结结。反反应应时时生生成成的的Si3N4与与SiC颗颗粒粒紧紧密密结结合合而而形形成成以以Si3N4为为结结

15、合合相的碳化硅制品。相的碳化硅制品。B、Sialon结合SiC砖n在在氮氮化化硅硅结结合合碳碳化化硅硅制制品品的的生生产产过过程程中中，加加入入适适量量加加入入物物，使使氧氧进进入入Si3N4晶晶格格，生生成成一一定定数数量量的的Sialon固熔体相，制出固熔体相，制出Sialon结合结合SiC砖。砖。C、自结合、自结合SiC砖砖 在在工工业业SiC原原料料中中加加人人工工业业硅硅和和碳碳，在在高高温温还还原原气气氛氛下下发发生生Si(s)+C=SiC(s)的的反反应应生生成成SiC，与与原原生生高高温温型型SiC颗颗粒粒结结合合，制制出出自自结结合合SiC材料，使制品具有良好的性能。材料，使

16、制品具有良好的性能。我我国国生生产产的的SiC质质耐耐火火制制品品各各方方面面指指标标均均达达到了国外同类产品的水平。到了国外同类产品的水平。（4）铝炭砖）铝炭砖n高炉铝炭砖采用特级高铝矾土熟料、鳞片状石墨及高炉铝炭砖采用特级高铝矾土熟料、鳞片状石墨及SiC为主要原料。一般大型高炉使用烧成为主要原料。一般大型高炉使用烧成(烧成温度不高于烧成温度不高于1450)铝炭砖。铝炭砖。n高炉铝炭砖具有气孔率低、透气度低、耐压强度高、热高炉铝炭砖具有气孔率低、透气度低、耐压强度高、热导率高、抗渣、抗碱、抗铁水溶蚀及抗热震性好等各种导率高、抗渣、抗碱、抗铁水溶蚀及抗热震性好等各种优良性能，且价格便宜。优良性

17、能，且价格便宜。n烧成微孔铝炭砖。烧成微孔铝炭砖是指平均孔径不大于烧成微孔铝炭砖。烧成微孔铝炭砖是指平均孔径不大于1m的孔容积占开口气孔总容积的比例的孔容积占开口气孔总容积的比例()不小于不小于70的烧成铝炭砖。烧成微孔铝炭砖，按的烧成铝炭砖。烧成微孔铝炭砖，按YBT1131997理化指标分为理化指标分为WLT1、WLT2和和WLT3三个等级。三个等级。（5）国外炭砖）国外炭砖n美美国国UCAR公公司司生生产产的的热热压压小小块块炭炭砖砖，采采用用热热压压制制砖砖法法BP工工艺艺(即即热热模模压压)成成型型。把把配配好好的的料料经经过过加加热热混混炼炼，与与定定量量的的糊糊料料一一起起放放到到

18、模模具具内内进进行行模模压压，通通电电加加热热。脱脱模模以以后后，焙焙烧烧结结束束。这这种种热热压压小小块块炭炭砖砖具具省省下下列列特特点点：优优良良的的高高温温性性能能；热热导导率率高高，导导电电性性好好；良良好好的的抗抗碱碱侵侵蚀蚀性性能能：抗抗热热震震性性、热热冲冲击击性性好好；低低渗渗透透性性，孔孔陈陈皮皮小小，气气孔孔封封闭闭，吸水性能极弱；炭砖尺寸小，单块炭砖的温差小。吸水性能极弱；炭砖尺寸小，单块炭砖的温差小。n日日本本以以电电燃燃烧烧元元烟烟煤煤、人人造造石石墨墨为为主主要要原原料料生生产产的的炭炭块块也也具有良好的抗碱侵蚀性能以及优良的高温性能和导热性能。具有良好的抗碱侵蚀性

19、能以及优良的高温性能和导热性能。n法法国国生生产产的的AMI01、AMl02型型炭炭砖砖，热热导导率率向向，抗抗碱碱侵侵蚀蚀性能好。性能好。目前回产炭砖的性能与国外产品相比存在一定差距，因目前回产炭砖的性能与国外产品相比存在一定差距，因此在大型高炉厂使用国产炭砖较少。此在大型高炉厂使用国产炭砖较少。（6）石墨砖）石墨砖n高高炉炉用用石石墨墨砖砖的的主主要要原原料料是是石石油油焦焦、沥沥青青焦焦和和煤煤沥沥青青等等。高高炉炉用用石石墨墨砖砖除除具具右右高高炉炉炭炭块块的的一一般特性外，还具有较高的热导率。般特性外，还具有较高的热导率。捣打料：用于炉底炭砖与水冷管之间、风捣打料：用于炉底炭砖与水冷

20、管之间、风 口、铁口、渣口周围及铁沟。口、铁口、渣口周围及铁沟。喷涂料：炉壳。喷涂料：炉壳。泥浆：把耐火砖粘结成为致密的整体炉衬。泥浆：把耐火砖粘结成为致密的整体炉衬。要求泥浆的化学成分与耐火砖的相近。要求泥浆的化学成分与耐火砖的相近。填料填料：用来填充炉壳与冷却壁、冷却壁与砌砖：用来填充炉壳与冷却壁、冷却壁与砌砖 之间的间隙，起密封和补偿收缩作用。之间的间隙，起密封和补偿收缩作用。4.不定形耐火材料：不定形耐火材料：优点：优点：成形成形工艺简单、能耗低、整体性好、抗热工艺简单、能耗低、整体性好、抗热震性强、耐剥落，可以减小炉衬厚度。震性强、耐剥落，可以减小炉衬厚度。n铜冷却壁热面主要是形成渣

21、皮保护，不必衬砌铜冷却壁热面主要是形成渣皮保护，不必衬砌耐火砖。在开炉时，在冷却壁热面采用喷涂不耐火砖。在开炉时，在冷却壁热面采用喷涂不定形耐火材料。定形耐火材料。3.2.3 高炉炉衬的设计与砌筑高炉炉衬的设计与砌筑（1）高炉各部位的工作条件及其破损机理；）高炉各部位的工作条件及其破损机理；（2）冷却设备形式及对砖衬所起的作用；）冷却设备形式及对砖衬所起的作用；（3）要预测侵蚀后的炉型是否合理。）要预测侵蚀后的炉型是否合理。一一.炉衬设计要考虑的因素：炉衬设计要考虑的因素：1.砖型：砖型：2.直形砖和楔形砖两种。直形砖和楔形砖两种。砖的厚度一致，砖的厚度一致，75mm；长度有长度有230mm和

22、和345mm两种，使错两种，使错缝方便。缝方便。我国高炉用粘土砖和高铝砖形状及尺寸见下表我国高炉用粘土砖和高铝砖形状及尺寸见下表 二二.砖型与砖数砖型与砖数高炉用粘土砖和高铝砖形状及尺寸高炉用粘土砖和高铝砖形状及尺寸（1）炉底：）炉底：炉底砖数：砌砖总容积除以每块砖的容积。炉底砖数：砌砖总容积除以每块砖的容积。每层砖数：用炉底砌砖水平截面积除以每每层砖数：用炉底砌砖水平截面积除以每 块砖的相应表面积来计算。块砖的相应表面积来计算。砖的重量：用每块砖的重量乘以砖数。砖的重量：用每块砖的重量乘以砖数。考虑考虑25的损耗。的损耗。2.砖数计算：砖数计算：都是环形圆柱体或圆锥体都是环形圆柱体或圆锥体，

23、需要楔，需要楔形砖和直形砖配合使用。形砖和直形砖配合使用。一般以一般以G1直形砖与直形砖与G3或或G5楔楔形砖配合；形砖配合；G2直形砖与直形砖与G4或或G6楔楔形砖相配合。形砖相配合。（2）高炉其它部位：）高炉其它部位：楔形砖和直形砖配合砖数计算：楔形砖和直形砖配合砖数计算：总砖数：总砖数：式中：式中：n总砖数；总砖数；b砖大头宽度，砖大头宽度，mm；D环圈外径，环圈外径，mm。楔形砖数：楔形砖数：式中：式中：ns楔形砖数，砖型确定后，是一常数；楔形砖数，砖型确定后，是一常数；a砖长度，砖长度，mm；b楔形砖大头宽度，楔形砖大头宽度，mm；b1楔形砖小头宽度，楔形砖小头宽度，mm；每个环圈使

24、用的楔形砖数每个环圈使用的楔形砖数ns只与楔形砖两头只与楔形砖两头宽度和砖长度有关，而与环圈直径无关。宽度和砖长度有关，而与环圈直径无关。用用G3砌环圈需要砖数砌环圈需要砖数用用G4砌环圈需要砖数砌环圈需要砖数 用用G5砌环圈需要砖数砌环圈需要砖数 用用G6砌环圈需要砖数砌环圈需要砖数 单独用上述四种楔形砖所砌环圈的内径依次单独用上述四种楔形砖所砌环圈的内径依次是是4150mm、3450mm、1840mm、1897mm。式中：式中：nz直形砖数；直形砖数；ns楔形砖数；楔形砖数；n总砖数；总砖数；直形砖数：直形砖数：试试用用G3与与G1砖砖砌砌筑筑内内径径为为7.2m的的圆环，求所需楔形砖数及

25、直形砖数。圆环，求所需楔形砖数及直形砖数。计算例题：计算例题：解：楔形砖数：解：楔形砖数：总砖数：总砖数：直形砖数：直形砖数：1.炉底炉底2.1）结构形式：）结构形式：（1）粘土砖或高铝砖炉底）粘土砖或高铝砖炉底小高炉小高炉炉底厚度大于炉缸直径的炉底厚度大于炉缸直径的0.6倍倍。三三.高炉各部位炉衬设计与砌筑高炉各部位炉衬设计与砌筑 综合炉底是在风冷管碳捣层上满铺几综合炉底是在风冷管碳捣层上满铺几层层400mm碳砖，上面环形碳砖砌至风口中碳砖，上面环形碳砖砌至风口中心线，中心部位砌数层心线，中心部位砌数层400mm高铝砖，环高铝砖，环砌碳砖与中心部位高铝砖相互错台咬合。砌碳砖与中心部位高铝砖相

26、互错台咬合。综合炉底的厚度为炉缸直径的综合炉底的厚度为炉缸直径的0.3倍。倍。结构见下图：结构见下图：（2）综合炉底）综合炉底 综合炉底结构示意图综合炉底结构示意图1冷却壁；冷却壁；2碳砖；碳砖；3碳素填料；碳素填料；4水冷管；水冷管；5粘土砖；粘土砖；6保护砖；保护砖；7高铝砖；高铝砖；8耐热混凝土耐热混凝土大型高炉普遍采用。大型高炉普遍采用。全碳砖水冷炉底厚度可以进一步减薄。全碳砖水冷炉底厚度可以进一步减薄。（3）全碳砖炉底或复合碳砖炉底结构：）全碳砖炉底或复合碳砖炉底结构：（1）粘土砖和高铝砖炉底的砌筑：）粘土砖和高铝砖炉底的砌筑：均采用立砌，层高均采用立砌，层高345mm；砌筑由中心开

27、始，成十字形，结构如图。砌筑由中心开始，成十字形，结构如图。上下两层的十字中心线成上下两层的十字中心线成22.545；上下两层中心点应错开半块砖。上下两层中心点应错开半块砖。最上层砖缝与铁口中心线成最上层砖缝与铁口中心线成 22.545。2）炉底砌筑）炉底砌筑十字形砌砖十字形砌砖 砌砖中心线砌砖中心线（2）满铺碳砖炉底砌筑）满铺碳砖炉底砌筑 有厚缝和薄缝两种连接形式：有厚缝和薄缝两种连接形式：一般是碳砖两端的短缝用薄缝，而一般是碳砖两端的短缝用薄缝，而两侧的长缝用厚缝。两侧的长缝用厚缝。满铺碳砖炉底的结构见下图满铺碳砖炉底的结构见下图：满铺碳砖炉底砌筑满铺碳砖炉底砌筑a薄缝；薄缝；b厚缝；厚缝

28、；c炉壳；炉壳；d冷却壁；冷却壁；e碳砖与冷却壁间填料缝碳砖与冷却壁间填料缝 相邻两行碳砖必须错缝，一般在相邻两行碳砖必须错缝，一般在 200mm以上；以上；上下两层碳砖砖缝成上下两层碳砖砖缝成90；最上层碳砖砖缝与铁口中心线成最上层碳砖砖缝与铁口中心线成90。碳砖砌筑的原则：碳砖砌筑的原则：（3）综合炉底砌筑）综合炉底砌筑 炉炉底底中中心心部部位位的的高高铝铝砖砖砌砌筑筑高高度度必必须须与与周围环形碳砖高度一致，为周围环形碳砖高度一致，为400mm；高高铝铝砖砖与与环环砌砌碳碳砖砖间间的的连连接接为为厚厚缝缝，环环砌碳砖为薄缝连接；砌碳砖为薄缝连接；炉炉底底满满铺铺碳碳砖砖侧侧缝缝为为厚厚缝

29、缝连连接接，端端缝缝为为薄缝连接。薄缝连接。环砌碳砖为楔形碳砖。环砌碳砖为楔形碳砖。综合炉底综合炉底1-冷却壁；冷却壁；2-炭砖；炭砖；3-碳素填料；碳素填料；4-冷却风管；冷却风管；5-粘土砖；粘土砖；6-保护砖；保护砖；7-高铝砖；高铝砖；8-耐火混凝土耐火混凝土高炉综合炉底高炉综合炉底A-A 与与D-D为满铺炭转炉底为满铺炭转炉底剖面剖面B-B与与C-C为混合炉底的剖为混合炉底的剖面面1-满铺炭砖；满铺炭砖；2-薄缝；薄缝；3-厚缝；厚缝；4-环形炭砖；环形炭砖；5-高铝砖；高铝砖；6-内环缝；内环缝；7-外环胀缝；外环胀缝；8-炭捣层；炭捣层；9-冷却管冷却管1）结构形式：）结构形式：

30、（1）粘土砖或高铝砖炉底）粘土砖或高铝砖炉底小高炉小高炉（2）碳砖炉缸）碳砖炉缸大中型高炉大中型高炉2.炉缸炉缸2）炉缸砌筑：）炉缸砌筑：（1）粘土砖或高铝砖炉缸的砌筑：）粘土砖或高铝砖炉缸的砌筑：炉缸各层皆平砌；炉缸各层皆平砌；同层相邻砖环的放射缝应错开；同层相邻砖环的放射缝应错开；上下相邻砖层的垂直缝与环缝应错开；上下相邻砖层的垂直缝与环缝应错开；炉缸砌砖炉缸砌砖1砖环；砖环；2炭素填料；炭素填料；3冷却壁冷却壁（2）碳砖炉缸砌筑）碳砖炉缸砌筑 每层厚每层厚400mm;每层块数为整数；每层块数为整数；同层相邻砖环的放射缝应错开；同层相邻砖环的放射缝应错开；上下相邻砖层的垂直缝与环缝应错开；

31、上下相邻砖层的垂直缝与环缝应错开；在碳砖炉缸的内表面设有保护层。过在碳砖炉缸的内表面设有保护层。过 去去砌一层高铝砖，近来用涂料代替高铝砌一层高铝砖，近来用涂料代替高铝 砖，砖，涂料层厚涂料层厚58mm。一般规定铁口水平面处的厚度为一般规定铁口水平面处的厚度为小高炉：小高炉：575mm（230345）；）；中型高炉：中型高炉：920mm（2303452）；）；大型高炉：大型高炉：1150mm（2302+3452）或更厚些。或更厚些。炉缸厚度：炉缸厚度：（3）美国）美国UCAR热压小碳砖炉缸热压小碳砖炉缸散热型散热型 常规大碳砖与热压小碳砖的主要性能比较见下表常规大碳砖与热压小碳砖的主要性能比较

32、见下表 理念：强化冷却形成凝结层理论，其基本原理念：强化冷却形成凝结层理论，其基本原理是炉缸侧壁使用具有高导热的耐材系统，将炉理是炉缸侧壁使用具有高导热的耐材系统，将炉缸的热量迅速传递给冷却系统带出炉外降低了缸的热量迅速传递给冷却系统带出炉外降低了炉缸壁的温度梯度，从而在炉缸侧壁炉衬耐材的炉缸壁的温度梯度，从而在炉缸侧壁炉衬耐材的热面形成热面形成层稳定的凝结保护层，抵抗炉缸侧壁层稳定的凝结保护层，抵抗炉缸侧壁的的“象脚形象脚形”侵蚀，使炉缸获得长寿。侵蚀，使炉缸获得长寿。常规大碳砖与热压小碳砖的主要性能比较常规大碳砖与热压小碳砖的主要性能比较透气率：为常规大碳砖的透气率：为常规大碳砖的1%左右

33、；左右；导热率：比常规大碳砖几乎高一倍导热率：比常规大碳砖几乎高一倍 美国美国UCAR热压小碳砖炉缸结构热压小碳砖炉缸结构1高铝质耐火砖；高铝质耐火砖；2大碳砖；大碳砖；3混凝土；混凝土；4热压小碳砖热压小碳砖 特点：特点：提高炉衬的导热性能，又称导热炉衬。提高炉衬的导热性能，又称导热炉衬。缺点：缺点：增大了炉缸的热损失。增大了炉缸的热损失。（4）法国）法国“陶瓷杯陶瓷杯”隔热保温型隔热保温型 概念：概念：所所谓谓“陶陶瓷瓷杯杯”是是指指炉炉底底砌砌砖砖的的下下部部为为垂垂直直或或水水平平砌砌筑筑的的碳碳砖砖，碳碳砖砖上上部部为为12层层刚刚玉玉莫莫莱莱石石砖砖。炉炉缸缸壁壁是是由由通通过过一

34、一厚厚度度灰灰缝缝（60mm）分分隔隔的的两两个个独独立立的的圆圆环环组组成成，外外环环为为碳碳砖砖，内内环环是是刚刚玉玉质质预预制制块块。炉炉底底采用水冷、油冷或空气冷却系统采用水冷、油冷或空气冷却系统 耐火材料隔热保护炭砖理论耐火材料隔热保护炭砖理论n即即在在炉炉缸缸炭炭砖砖热热面面附附加加一一层层抗抗铁铁水水侵侵蚀蚀能能力力强强、低低导导热热的的优优质质莫莫来来石石或或SIALON刚刚玉玉等等耐耐火火陶陶瓷瓷杯杯，它它既既可可在在几几年年内内保保护护炭炭砖砖免免遭遭值值铁铁的的直直接接侵侵蚀蚀，又又降降低低了了炭炭砖砖的的工工作作温温度度，将将1150铁铁水水凝凝固固线线控控制制在在陶陶

35、瓷瓷杯杯以以内内，防防止止铁铁水水的的侵侵蚀。蚀。陶瓷杯结构及理论等温线分布图陶瓷杯结构及理论等温线分布图 碳砖的高导热性可以将陶瓷杯输入碳砖的高导热性可以将陶瓷杯输入的热量，很快传导出去的热量，很快传导出去。陶瓷杯炉底炉缸结构的优越性陶瓷杯炉底炉缸结构的优越性：提高铁水温度；提高铁水温度；易于复风操作易于复风操作；防止铁水渗漏。防止铁水渗漏。陶瓷杯作用：保温和保护碳砖。陶瓷杯作用：保温和保护碳砖。（5）热压小碳砖）热压小碳砖陶瓷杯技术陶瓷杯技术 1994年首钢年首钢1号高炉（号高炉（2536m3）引进）引进美国美国UCAR公司的热压碳砖和法国公司的热压碳砖和法国Savie公公司的陶瓷杯技术司

36、的陶瓷杯技术。炉缸结构如图。炉缸结构如图：首钢首钢1号高炉炉底、炉缸结构号高炉炉底、炉缸结构 陶瓷杯结构（陶瓷杯结构（P99）1-刚玉莫来石砖；刚玉莫来石砖；2-黄刚玉砖；黄刚玉砖；3-烧成铝碳砖；烧成铝碳砖；4-半石墨化自焙炭砖；半石墨化自焙炭砖；5-保护砖；保护砖；6-炉壳封板；炉壳封板；7-水冷管；水冷管；8-测温电偶；测温电偶；9-铁口中心线；铁口中心线；10，11-东西渣口中心线；东西渣口中心线；12-炉壳拐点炉壳拐点3.炉腹、炉腰和炉身下部炉腹、炉腰和炉身下部（1）炉腹：）炉腹：一般砌一层高铝砖或粘土砖，一般砌一层高铝砖或粘土砖，厚度为厚度为345mm。（2）炉腰）炉腰炉腰有三种结

37、构形式：炉腰有三种结构形式：厚壁炉腰、薄壁炉腰和过渡式炉腰。厚壁炉腰、薄壁炉腰和过渡式炉腰。炉腰结构形式炉腰结构形式 a薄壁；薄壁；b厚壁；厚壁；c过渡式过渡式 n厚壁炉腰结构：厚壁炉腰结构：优点是热损失少，但侵优点是热损失少，但侵蚀后操作炉型与设计炉型变化大。蚀后操作炉型与设计炉型变化大。n薄壁炉腰结构：热损失大些，但操作炉薄壁炉腰结构：热损失大些，但操作炉型与设计炉型近似。型与设计炉型近似。n过渡式炉腰结构：处于两者之间。过渡式炉腰结构：处于两者之间。（3）炉身下部）炉身下部 炉身下部砌砖厚度为炉身下部砌砖厚度为690805mm，目，目前趋于向薄的方向发展，有的炉衬厚度采前趋于向薄的方向发

38、展，有的炉衬厚度采用用575mm或或345mm。倾斜部分按三层砖错台一次砌筑。倾斜部分按三层砖错台一次砌筑。炉身上部：炉身上部：一般采用高铝砖或粘土砖砌筑。一般采用高铝砖或粘土砖砌筑。砌砖与炉壳间隙为砌砖与炉壳间隙为100150mm，填以水渣填以水渣石棉隔热材料。为防止填石棉隔热材料。为防止填料下沉，每隔料下沉，每隔1520层砖，砌二层带砖层砖，砌二层带砖即砖紧靠炉壳砌筑，带砖与炉壳间隙为即砖紧靠炉壳砌筑，带砖与炉壳间隙为1015mm。4.炉身上部和炉喉炉身上部和炉喉：炉喉：炉喉：炉喉钢砖或条状保护板：为铸铁或铸钢件。炉喉钢砖或条状保护板：为铸铁或铸钢件。炉喉圆周有几十块保护板，板之间留炉喉圆周有几十块保护板，板之间留2040mm膨胀缝。炉喉高度方向只有一块。膨胀缝。炉喉高度方向只有一块。炉喉钢砖炉喉钢砖1炉喉钢砖；炉喉钢砖；2钢轨形吊挂；钢轨形吊挂；3炉壳炉壳 此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢