[实用新型]一种炉缸耐材导热系数梯度布砖结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及高炉炉缸耐材结构设计，特别涉及一种炉缸耐材导热系数梯度布砖结构。 

背景技术

众所周知，砌筑炉底、炉缸侧壁的炭质材料必须具有高导热、微孔化、低透气、高强度、高的抵抗碱金属和炉渣侵蚀性能的材料。但是很难做到面面俱到。 

高导热全碳砖炉缸和陶瓷杯复合炉缸是目前最流行的二种炉缸炉底结构。对于高导热法的全碳砖炉底，炉底每层耐火材料的导热系数都很高，热量传输很容易，但由于炉底靠近铁水的砖层的高导热性，铁水的热量过于容易地进入炉底碳砖，而且炉底冷却系统及填料的热阻，都使得冷却水从炉缸带走热量的能力在没有渣铁壳形成前小于铁水向碳砖传入热量的能力，炉缸炉底将会持续升温，即全碳砖炉底隔热不足，同时全碳砖炉底的温度梯度小，炉底接近冷却水的碳砖的温度高达200℃左右，使得冷却水和碳砖间的对流换热加大，造成炉底热量损失过多。因此，全碳砖炉底隔热不足，导热过大。对于陶瓷杯复合炉缸炉底，由于陶瓷杯的低导热系数，铁水的热量很难传入其中，也就是说铁水很难释放出足够的热量到陶瓷杯内，铁水温度无法降低到1150℃凝固线以下，即无法形成“自保护”的渣铁壳，虽然陶瓷杯耐热度很高，但长期直接面对高温铁水的冲刷，由于其它热力学、化学破坏等因素，也避免不了被侵蚀，即陶瓷杯复合炉缸炉底在靠近铁水端隔热过大，进而由于绝大部分的热量都被陶瓷杯隔开，炉缸的碳砖层的温度很低，尤其是接近冷却系统的碳砖温度只有8O℃左右，冷却水带走的热量很少，即使炉底陶瓷杯下方采用较高导热系数的碳砖，冷却水也处于基本作“无用功”的状态，陶瓷杯复合炉缸炉底以陶瓷杯的损耗为长寿的代价，即隔热过大，散热不足。 

高导热法的全碳砖炉底和隔热法的陶瓷杯复合炉缸炉底延长高炉寿 命的本质是一样的，都是保证在铁水和砖层间存在低导热系数的“保护壳”，但如何使“保护壳”能够“自生长”并长期存在，是二者都没有解决的问题，结果导致这两种方法炉缸耐材遭受高温渣铁侵蚀蚀过快，炉缸侧壁温度上升过快，严重威胁高炉长寿。 

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种炉缸耐材导热系数梯度布砖结构，采用碳砖导热系数由里及外越来越大的炉缸炉底设计，这种炉缸炉底结构设计有利于可再生的“自保护”渣铁壳的形成和长期稳定存在，有效保护不但可以延长炉缸炉底的寿命，还可以降低其成本及热量损失炉缸耐材设计布局更为合理，使用长寿更长。 

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是： 

一种炉缸耐材导热系数梯度布砖结构，其特征在于，炉缸侧壁径向由里到外依次设自焙烧碳砖、微孔碳砖、超微孔碳砖、高导热高致密高强度碳砖、石墨碳砖；炉底自上而下依次设自焙烧碳砖、微孔碳砖、超微孔碳砖、高导热高致密高强度碳砖、半石墨碳砖、石墨碳砖。 

所述的高导热高致密高强度碳砖的体积密度≥1.71g/m3，显气孔率≤17％，耐压强度≥63MPa，抗折强度≥14MPa，导热系数≥21w/m·k，平均孔径≤0.05微米。 

上述自焙烧碳砖、微孔碳砖、超微孔碳砖、高导热高致密高强度碳砖、半石墨碳砖、石墨碳砖等均为国家标准的产品。