[发明专利]一种炉缸结构及其设计方法

权利要求书

1.一种炉缸结构，其特征在于：包括炉壳，设置在炉缸上的铁口，铺设于铁口下方的一环碳砖层，所述一环碳砖层沿朝向炉内的方向依次铺设有一定厚度的陶瓷砖层、一环粘土砖层；所述一环碳砖层两侧分别铺设有捣料，所述一环陶瓷砖层与一环碳砖层的交界缝为竖直缝。

2.如权利要求1中所述的炉缸结构，其特征在于：铁口中心线与炉底陶瓷垫顶面的距离为死铁层深度h0，炉缸直径为d，当0.285*d＞2.5m时，h0＝2.5m；当0.285*d≤2.5m时，h0≤0.285*d。

3.如权利要求1中所述的炉缸结构，其特征在于：所述陶瓷砖位置低于铁口标高且铺设至炉底第二层陶瓷砖层。

4.如权利要求1中所述的炉缸结构，其特征在于：所述一环碳砖层设有若干层，其厚度L的数学表达为：

q＝hm*(Tm-T)；

其中，q为炉缸侧壁传出的热流密度，hm为铁水与凝铁层或炭砖的换热系数，T为碳砖热面温度，Tm为铁水温度；Tw为冷却水温度；hw为冷却壁本体与冷却水间综合换热系数；a为比表面积；L1为冷却壁水管中心线距冷却壁热面距离；K1为冷却壁导热系数；L2为碳捣料的厚度；K2为碳捣料的导热系数；L为碳砖层的厚度；K为碳砖的导热系数。

5.一种炉缸的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：确定死铁层深度、确定铁口下一定范围内耐材为碳砖与陶瓷砖，非铁口区耐材为碳砖，确定陶瓷砖与碳砖交界缝为竖直缝，计算确定交界缝宽度，计算确定碳砖厚度。

6.如权利要求5中所述的炉缸的设计方法，其特征在于，死铁层深度为h0，炉缸直径为d，当0.285*d＞2.5m时，h0＝2.5m；当0.285*d≤2.5m时，h0≤0.285*d。

7.如权利要求5中所述的炉缸的设计方法，其特征在于，交界缝的宽度为H，H的数学表达为：

H＝m*α_陶*t_陶/γ，

其中，m为碳砖厚度；α_陶为陶瓷砖的热膨胀系数；t_陶为陶瓷砖的最高温度，可以取铁水温度；γ_捣为碳捣料的可压缩比。

8.如权利要求5中所述的炉缸的设计方法，其特征在于，碳砖厚度L的数学表达为：

q＝hm*(Tm-T)；

其中，q为炉缸侧壁传出的热流密度，hm为铁水与凝铁层或炭砖的换热系数，T为碳砖热面温度，Tm为铁水温度；Tw为冷却水温度；hw为冷却壁本体与冷却水间综合换热系数；a为比表面积；L1为冷却壁水管中心线距冷却壁热面距离；K1为冷却壁导热系数；L2为碳捣料的厚度；K2为碳捣料的导热系数；L为碳砖的厚度；K为碳砖的导热系数。

9.如权利要求5中所述的炉缸的设计方法，其特征在于，本方法应用于如权利要求1～4任一项中所述的炉缸结构。