[发明专利]一种具有防脱落功能的炉衬

说明书

技术领域

本发明涉及一种炉衬结构，特别是关于一种可以用于固定床熔渣气化炉且能够防止耐火材料脱落的炉衬。

背景技术

传统熔渣气化炉炉体内的炉衬主要采用高耐火度的耐火砖加捣打料或浇注料结构，即内表面砌筑耐火砖，耐火砖与夹套之间采用捣打料或浇注料。这种炉衬由于在高温区域没有强化冷却结构，耐火砖、夹套烧损严重，导致耐火砖的抗渣侵蚀能力变差，并且极易脱落。随着传统熔渣气化炉运行过程中问题的出现，目前也有对炉衬进行改进，采用复合结构的炉衬，并借鉴高炉运行经验，在高温区增加水冷壁结构。这种复合炉衬的具体结构分为上中下三部分区域：上部区域为二层结构，外层为夹套，内层为碳化硅浇注料；中部区域为三层结构，外层为夹套，中间层为捣打料层，内层为耐火砖层；下部区域为四层结构，外层为夹套，向内依次为捣打料层、水冷壁及耐火砖层。该复合炉衬虽然在高温区域增加了强化冷却的水冷壁，并在水冷壁表面砌筑了耐火砖，但由于水冷壁表面光滑，且水冷壁与耐火砖之间没有牢固连接，耐火砖一旦有裂纹容易传播并导致整体脱落。

目前，在高炉应用上也有采用镶砖结构的水冷壁，即水冷壁上有凹凸槽，耐火砖镶嵌于水冷壁的凹凸槽内。但由于耐火砖一般为脆性材料，凹凸槽处的巨大剪切力很容易造成镶砖的根部断裂，从而造成耐火材料保护层的脱落甚至整体垮塌，效果不理想。此外，目前所应用水冷壁的冷却水管多采用下进上出式，在安装于炉体后，会导致炉体上穿孔过多，影响炉体的密封及安全操作。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种可以用于固定床熔渣气化炉且能够防止耐火材料脱落的炉衬。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种具有防脱落功能的炉衬，其特征在于：所述炉衬分为上下两部分，上部区域为二层结构，外层为夹套，内层为耐火砖层；下部区域为四层结构，外层为与上部区域一体的所述夹套，向内依次为捣打料层、水冷壁和耐火材料层；所述水冷壁采用分块式组装结构，所述耐火材料层通过若干锚固件固定于所述水冷壁上。

所述锚固件采用金属材料制成，所述锚固件的一端埋于所述水冷壁中，另一端为一弯头并埋于所述耐火材料层中；相邻两所述锚固件的间距为50～90mm，所述锚固件的弯头距离所述耐火材料层内表面10～30mm。

所述水冷壁内的冷却水管为蛇形结构，所述冷却水管采用激冷室下进、下出式，且每一所述水冷壁之间的冷却水管采用并联方式；所述冷却水管内的水流速度控制在0.5～3.5m/s；所述冷却水管材质为纯铜、钢或球墨铸铁。

所述水冷壁材质满足电导率≥85％IACS、抗拉强度≥170N/mm²、延伸率≥30％，具体为纯铜、钢或球墨铸铁。

所述耐火砖层的厚度为200～250mm，且所述耐火砖层满足耐压强度≥60MPa、荷重软化开始温度≥1430℃、显气孔率≤16％、加热永久线变化(1400℃×2h)/％：-0.2～+0.1，所述耐火砖层具体为粘土砖或高铝砖。

所述耐火材料层为含钢纤维耐火材料，厚度为70～200mm，并且其满足耐压强度≥55MPa、荷重软化开始温度≥1700℃、抗铁水溶蚀指数≤1％、抗炉渣侵蚀性≤10％、抗碱性≤10％、显气孔率≤16％、透气度≤1.0mDa、平均孔径≤1.0μm、小于1μm孔容积率≥70％，所述耐火材料层由耐火骨料、耐火粉料、结合剂及钢纤维组成，配料重量份数如下：

耐火骨料80～95份数，耐火粉料5～20份数，结合剂2～10份数，钢纤维2～30份数。其中，耐火骨料为刚玉、高铝骨料或碳化硅中的一种或几种的组合；耐火粉料为耐火骨料加工的细粉料或氧化铝微粉中的一种或几种的组合；结合剂为铝酸盐水泥、低钙铝酸盐水泥、钙镁铝酸盐水泥、磷酸二氢铝或硫酸铝中的一种或几种的组合；耐热钢纤维为310、446、430或NAs430A中的一种或几种的组合；钢纤维采用长度为5～30mm，直径为0.2～1mm；所述耐火材料层具体为刚玉、高铬、碳化硅或氮化硅结合碳化硅。

所述捣打料层采用的材料为具有绝热性能的耐火材料，满足导热系数(350±25)℃/[w/(m·k)]≤0.80，具体为粘土质、高铝质、硅藻土、硅酸钙或硅质。

所述夹套采用内外两层结构，中间走循环冷却水，传热方式为自然水循环传热。