[其他]陶瓷结合冷却壁

说明书

一种陶瓷结合的冷却壁，属于高炉的冷却和内衬部件。

为了延长高炉的使用寿命，除了加强冷却延长冷却壁的使用寿命之外，还有一个重要的方面就是如何延长衬砖的寿命，衬砖的作用是保护冷却壁，使冷却壁不至于过早地暴露出来，受到高温煤气流及物料流的强烈冲刷。延长衬砖的寿命可以改变耐火材料，如采用碳化硅、刚玉等也可以改变衬砖的砌筑方式。但是，目前衬砖的使用寿命很短，一般都在1～2年，这是由于衬砖在使用过程中，开始是衬砖在气流物料的冲刷作用下，受到浸蚀，浸蚀到一定程度后，衬砖就会整个地脱落，尤其是在采用不带凸台的冷却壁时，更容易脱落。如果内衬不脱落，则可大大延长内衬的寿命。

日本在1984年1月28日公开了一项发明，（公开特许公报，昭59－16914）该发明从加大冷却效果和加强衬的支承结构入手，在冷却壁上加一冷却板，冷却板的周围用螺栓等固结不定形耐火材，用这样的方法来保护冷却壁上的衬砖。但是，这种方法在使用中却不方便，需要在冷却壁、冷却板安装之后，在炉膛内进行捣制，操作很不方便。

本实用新型的目的是提供一种使用寿命长，安装方便的冷却壁和内衬。

为此，发明了一种陶瓷结合冷却壁。这种冷却壁的特征在于冷却壁由金属体（1）和固结在其上的陶瓷体（2）所组成，把这种冷却壁安装在炉壳上之后，陶瓷体便形成了高炉的内衬。

本发明涉及的冷却壁，其金属部分的作用和主要结构与高炉通常采用的冷却壁是一样的可以带凸台，也可以不带凸台。其陶瓷部分，系由耐火材料烧结而成的。这种冷却壁在高炉上安装之后，陶瓷部分能形成了高炉的内衬，不需要再进行镶砖或捣制。形成内衬陶瓷层的材料根据冷却壁的安装部位有所不同。炉身中上部用粘土质，炉身下部、炉腰、炉腹采用碳化硅质，或镁碳质材料。在配制耐火材料时要加入1～2％的不锈钢纤维，不锈钢纤维的直径为0.5毫米，长20～25毫米。其作用是使耐火材料在陶瓷层内均匀地形成一个网络结构。同时，在配制耐火材料时，还要加入1～2％的金属硅，在烧结过程中，金属硅与氧和氮可以形成Si－O－N的细微网络。它与不锈钢纤维组成的网络共同作用的结果，可以将耐火材料固结在金属体上，提高陶瓷体的抗拉、抗弯强度。加金属硅还可以减小陶瓷体的气孔率及气孔直径，它可以减轻K、Na、Zn等金属蒸气的有害作用，并减轻初成渣对内衬的渗浸作用。

以下结合附图，对本发明的实施方案作详细地说明：

图1是本发明所述冷却壁的纵剖面。

图2是代凸台冷却壁的纵剖面。

图中（1）是冷却壁的金属体，（2）是冷却壁的陶瓷体，（3）是丫形锚固件，（4）是金属体的凸台部分，（5）是V形锚固件。

参照图1，在金属体（1）上首先安置若干丫形锚固件（3），如果金属体是铸钢材质，可以将锚固件焊接在金属体的热面上，如果金属体是铸铁材质，则可将锚固件做成螺栓形式，在铸铁金属体热面上钻孔、攻丝、两者以螺纹方式连接。锚固件用直径为φ5毫米的不锈钢棒材制成。不锈钢可以防止锚固件表面的氧化，使耐火材料与锚固定件的结合更加紧密。锚固在金属体的热面上要均匀布置，相互间的距离以200×200毫米为宜。

参考图2，金属体为具有凸台（4）的结构形式。在凸台的表面装有锚固件（5），这种锚固件为V形。

由于金属体的结构形式不同，则陶瓷层的厚度也不一样，凸台部位的陶瓷层厚度为100毫米，非凸台部位陶瓷体的厚度为270－300毫米。所以锚固件在金属体上突出的高度也各不相同，V形锚固件的高度为50毫米，丫形锚固件的高度应为150－250毫米。

这种冷却壁的制造过程如下，将各种耐火材料配成浇注料，在浇注料中加入1.5％的金属硅，以及1.5％的不锈钢纤维，充分混匀，用塑料袋装好待用。在装有锚固件的金属体外安好模板，放在成型振动机上。将浇注料加入模板内，振动成型，待略为干燥后脱模，这样制成的冷却壁放入焙烧炉内把耐火材料先进行生烧。生烧工艺视浇注料种类的不同而不同，但不论如何，要求生烧后耐火材料层的强度（常温下）为300～400公斤／平方厘米。经生烧的冷却壁安装在炉壳上，冷却壁之间的缝隙用碳化硅和石墨等配制的捣打料夯实，经过高炉的烘炉，特别是高炉开炉的初期高炉负荷较轻，炉膛边缘煤气流较为发展且温度较高，遂将生烧的耐火层煅烧成合格陶瓷体。

采用本发明的冷却壁最明显的好处是，由于高炉的内衬由冷却壁的陶瓷层形成，可以使高炉砌筑施工简化、缩短工期，同时采用本发明的炉衬为300毫米，而普通高炉的内衬厚度为600毫米以上。因此，不仅可以减少炉衬材料的用量，更重要的是可以做到设计炉型接近生产炉型。由于炉衬为整体结构，又因为内衬中有锚固件，金属纤维以及金属硅化合物等型成的各种网络，因此强度很高。不会出现象用耐火砖砌筑的内衬那样，一旦失去下部的支撑就会产生上部砖衬的脱落的能被逐步浸蚀所以能大大延长内衬的寿命，予计使用这种冷却壁后，高炉内衬的寿命可以超过三年，使高炉不中修的一代寿命有可能达到10年以上，与目前我国高炉的生产实际相比，可以减少1～2中修，若容积为2500立方米的高炉进行一次中修，其费用约为1亿元，因而具有很高的经济效益。