[发明专利]一种延长高炉主沟使用寿命的方法

说明书

本发明提供了一种延长高炉主沟使用寿命的方法，步骤包括：在所述高炉主沟钢槽内部由内(热面)向外(冷面)依次设置内衬、微孔碳砖层、冷却壁，所述内衬为微孔刚玉砖层。本发明采用的内衬耐材自身不易被渣铁熔蚀、耐机械冲刷，通过冷却壁降低内衬耐材表面的温度，使内衬耐材表面结一层渣铁保护层，从而使内衬形成自我保护，使主沟表面的耐材侵蚀减缓或免受侵蚀，从而延长高炉主沟的寿命。

技术领域

本发明属于高炉主沟设计技术领域，具体涉及一种延长高炉主沟使用寿命的方法，可运用到大修或新建高炉的主沟设计、投入运营的高炉主沟大修改建。

背景技术

在高炉炼铁生产工艺中，高炉主沟是渣、铁液流经并分离的通道。在主沟内，渣、铁液因比重不同，铁水渣铁自行分离，铁水经砂口进入铁水装载工具，运送到炼钢或铸铁工序，渣液被撇渣器挡住进入渣处理系统，因此高炉主沟是高炉炼铁的必要设备，高炉主沟的使用寿命和维护维修事关炼铁的效益和效率。

大型高炉一般采用四条主沟，两条出铁使用，两条作为备用，当出铁主沟侵蚀到一定程度就倒用备用铁口，对原出铁主沟进行检修、浇注、烘烤作为备用。中、小型高炉采用两条主沟设计，一用一备，或者两用，哪条主沟需要检修时，另一条主沟连续使用，由于传统主沟检修时间长，对出铁组织和炉况产生一定影响。

高温的渣铁液在主沟里快速流动，对主沟内的耐材产生冲刷作用；渣铁液里的部分成分与耐材发生反应；耐材内部温差大，产生裂纹，剥落。这些因素导致主沟的耐火材料侵蚀，即使用较好的耐火材料，通铁量20万吨/次左右，大型高炉的使用周期在40天左右，高炉就要倒用备用铁口，对原主沟重新浇注。在浇注之前，清理主沟内表面的残剩的耐材，约30吨左右，再下沟模，重新浇注主沟，小型的检修(主沟长度按10m长度计算)需要浇注料60吨左右，而大修则需要耐火材料140吨左右。耐火材料定型后，起出沟模，用焦炉煤气火烘烤。主沟清理、浇注、起模用时10天，煤气烘烤30天。浪费大量的耐火材料和煤气，增加了固废；同时也需要增加相应的开口机、泥炮、防尘、摆动流嘴或延长渣铁沟等设备投资。

传统主沟由于材料本身的成分、制作工艺以及保护措施不到位，传统主沟寿命较短。传统主沟的工作层耐材中含有SiC、SiO₂，SiC容易氧化，SiO₂容易被CaO熔蚀。无水冷却，耐材温度高，耐材表面不能形成保护层，导致主沟耐材容易被高温侵蚀，即使采用水冷，因整体导热差，会在耐材内部形成裂纹，使前端耐材更容易侵蚀，达不到水冷应有的效果。同时其制作工艺是将耐火材料和结合剂混合搅拌后自流浇注而成，导致主沟耐材体积密度低，内部空隙度大，抗扎铁水机械冲刷能力差。

发明内容

有鉴于此，针对现有技术的不足，本发明提供了一种延长高炉主沟使用寿命的方法，该方法使主沟表面的耐材侵蚀减缓或免受侵蚀，从而延长高炉主沟的寿命。

本发明第一方面提供了一种延长高炉主沟使用寿命的方法，步骤包括：在所述高炉主沟大梁的钢槽内部由内(热面)向外(冷面)依次设置内衬、微孔碳砖层、冷却壁，所述内衬为微孔刚玉砖层。

本发明采用微孔刚玉作为主沟内衬，该内衬耐材自身不会被渣铁熔蚀、耐机械冲刷。所述内衬耐材能够形成自我保护，通过冷却壁降低内衬耐材表面的温度，使内衬耐材表面结一层渣铁保护层，隔绝渣铁液避免直接与内衬耐材直接接触，既降低其表面温度，同时又可避免机械冲刷。整个系统传热通畅，避免了内衬耐材内部产生裂纹而影响寿命。

优选的，以质量百分比计，所述微孔刚玉砖中Al₂O₃含量在83％以上，SiO₂含量在7％以下，与渣铁直接接触不会与渣、铁发生化学反应，本身不会熔损。