CN112113430B - 一种熔融还原炉耐材砌筑方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种熔融还原炉耐材砌筑方法，包括熔融还原炉永久衬的浇筑、熔融还原炉炉底衬的砌筑、虹吸出铁炉的砌筑、炉底工作衬和侧墙的砌筑以及熔融还原炉熔渣区和煤气室的浇筑。本发明针对熔融还原炉开发了整体浇筑与分层砌筑成型结合的砌筑方法，采用永久衬整体浇筑成型，炉底衬、工作衬等分步多层砌筑，满足冶炼过程高温、高压的环境需求，最大限度减少熔渣对炉衬的侵蚀，保证了炉衬具有良好的抗侵蚀性和抗热震性能，适应高FeO熔渣对耐材的侵蚀，保持较高的机械性能和抗侵蚀性。另外，利用本方法砌筑完成的熔融还原炉体具有三级安全防护措施，大幅度提高了熔融还原炉在极端高强度冶炼环境下的安全性，保障人员与设备的安全。

Description

一种熔融还原炉耐材砌筑方法
技术领域
本发明涉及冶金炉技术领域，具体涉及一种熔融还原炉耐材砌筑方法。
背景技术
HIsmelt熔融还原冶金技术是国际冶金行业先进的非高炉冶金技术，其利用非焦煤煤粉及铁矿粉采取喷射冶金方式生产液态生铁，流程短，污染小，铁水质量好，是解决我国焦煤资源有限和环保问题的先进炼铁技术。
熔融还原冶金技术的核心是SRV熔融还原炉，SRV炉从下往上依次为铁浴区、熔渣区及煤气室，由于炉内长时间处于1400℃以上的高温环境中，且耐材的使用周期内面临停炉、启动等冷热环境变化，耐材的寿命和性质变化对熔融还原炉长时间连续运行至关重要，将直接影响生产安全操作和冶炼效率。
为了实现铁矿粉的还原和二次燃烧向熔池的高效供热，熔融还原冶金技术采用50％-60％的二次燃烧率，导致熔渣中具有较高的FeO含量(4％-6％)，炉渣会渗入到耐火砖孔或缝隙，发生温度骤变时由于耐火材料与炉渣膨胀和收缩速率不同，造成裂缝和剥落，高温熔态FeO对炉缸耐材具有极大的侵蚀(高炉渣中FeO含量小于1％)。原有熔融还原炉耐火砖采用镁铬砖(MgO>63％),需要保持熔渣中(MgO)>10％，不仅增加辅助熔剂消耗，增加了熔渣的生成，且渣中氧化镁含量过高(>8％),降低了生产效率。
发明内容
本发明提供了一种熔融还原炉耐材砌筑方法，以解决上述技术问题中的至少一个。
本发明所采用的技术方案为：
一种熔融还原炉耐材砌筑方法，所述熔融还原炉还设置有虹吸出铁炉，所述熔融还原炉耐材砌筑方法包括以下步骤，
a)熔融还原炉永久衬的浇筑：将锚固件安装于所述熔融还原炉的铁浴区炉壳，在铁浴区炉内侧安装浇筑模板，在所述模板内整体浇注YJ-1型耐火料，待其凝固后拆除所述模板；
b)熔融还原炉炉底衬的砌筑：在炉底用NJ-1型耐火料砌筑形成第一层衬体，在所述第一层衬体上方用FB-1型耐火料砌筑形成第二层衬体，在所述第二层衬体上方用FB-2型耐火料砌筑形成第三层衬体；
c)虹吸出铁炉的砌筑：先铺砌所述虹吸出铁炉底部的找平层，在所述找平层上砌筑所述虹吸出铁炉永久衬，然后对所述虹吸出铁炉的炉墙下部进行砌筑，安装所述虹吸出铁炉预制件，最后对所述虹吸出铁炉的炉墙上部进行砌筑；
d)炉底工作衬和侧墙的砌筑：在所述第三层衬体外侧采用砖块用NJ-1型耐火料逐层砌筑工作衬和侧墙；
e)熔融还原炉熔渣区和煤气室的浇筑：首先安装熔融还原炉渣区冷却器装置，在所述渣区冷却器装置靠炉壳一侧焊接熔融还原炉铜板，在所述铜板与所述渣区冷却器装置之间填充高低温膨胀耐材，在炉上部整个区域内使用自流性浇注料浇筑。
优选地，所述YJ-1型耐火料主要成分(按重量百分比计)：Al2O3≥85％；
所述NJ-1型耐火料主要成分(按重量百分比计)：Al2O3≥95％，SiO2≥4％；
所述FB-1型耐火料主要成分(按重量百分比计)：Al2O3≥65％，MgO≥30％；
所述FB-2型耐火料主要成分(按重量百分比计)：Al2O3≥75％，MgO≥20％。
优选地，在所述步骤b)中，所述各层衬体砌筑前需找平，且所述各层衬体层内耐火料砌筑采用错位方式砌筑；
所述第二层衬体找平时，需根据现场安装状况适当调整衬体砖形结构及配合尺寸与间隙，以满足所述第一层衬体和所述第三层衬体均衡及安装公差；
所述各层衬体砌筑前，需使用捣打料对衬体与边部圆周区域侧壁衬的环形缝进行填充。
优选地，在所述步骤b)中，所述第二层衬体从所述熔融还原炉的中心线向周边砌筑，砌筑层数为3-5层；所述第三层衬体砌筑层数为5-7层，且前3-5层在所述第二层的砌筑范围内铺满，剩下层从周边向中心线砌筑，砌筑过程采用物理方式紧密结合。
优选地，在所述步骤c)中，所述虹吸出铁炉到熔融还原炉出铁通道区域全部安装保温层和永久衬。
优选地，在所述步骤c)中，所述虹吸出铁炉永久衬由三层标准砖砌筑，砌筑方向按照从虹吸口向溢铁口逐步砌筑的方式，整体支撑结构按照从低往高的方向砌筑，虹吸出铁炉侧衬按照从炉壳向出铁通道方向砌筑。
优选地，所述熔融还原炉的侧壁设置有残铁口，所述残铁口通道安装高度与所述炉底衬高度相当，所述残铁口通道以0-15度角度由炉内向外倾斜，所述炉底的砌筑倾斜角度在8度以内，同时所述残铁口通道相较于炉底圆周低3-13cm。
优选地，所述残铁口远端圆周区域方向上砌筑异形砖，并在砌筑异形砖后放置预制件，所述预制件附近的设置有接合砖块。
优选地，所述熔融还原炉的侧壁还设置有排渣通道，所述排渣通道位于渣铁界面处，所述渣铁界面位于炉底中心水平高度向上2-3.5m，所述排渣通道随炉衬同步砌筑。
优选地，还包括对砌筑完成的熔融还原炉进行的热处理工艺，所述热处理工艺分为两个阶段：
第一阶段为高温氧化吹扫阶段，高温氧化气体从所述熔融还原炉炉顶部增压后进入，风量30000-60000Nm3/h，风压40kpa-160kpa，风温采用阶梯递加方式由初始的100-250℃逐步增加至1000-1300℃；
第二阶段为高温燃烧成型及冷却固结阶段，风量维持40000-60000Nm3/h，风温维持1000-1300℃，可燃气体流量由初始800-1000Nm3/h逐步增加至3500-5000Nm3/h，当熔融还原炉各部达到预定温度值时，停止可燃气体的配入，维持一定时间后，配入常温不可燃气体冷却固结。
由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：
本发明针对熔融还原炉开发了整体浇筑与分层砌筑成型的砌筑方法，采用永久衬整体浇筑成型，炉底衬、工作衬等分步多层砌筑，满足冶炼过程高温、高压的环境需求，最大限度减少熔渣对炉衬的侵蚀，保证了炉衬具有良好的抗侵蚀性和抗热震性能，适应高FeO熔渣对耐材的侵蚀，在熔渣的侵蚀和冲刷过程中，保持较高的机械性能和抗侵蚀性。
针对熔融还原炉特定的冶炼环境，开发了专用的耐火材料，在不同的位置选用不同的耐火材料，合理选择浇注料、耐火砖和部分预制件，最大限度满足炉内冶炼环境需要，延长了熔融还原炉耐材的使用寿命，降低了冶炼过程溶剂的消耗。
另外，利用本方法砌筑完成的熔融还原炉体具有三级安全防护措施，大幅度提高了熔融还原炉在极端高强度冶炼环境下的安全性，保障人员与设备的安全。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本申请提供的一种熔融还原炉的结构示意图。
图2为图1中熔融还原炉炉内A-A平面的剖视图。
图3为图2中熔融还原炉炉底耐材的结构示意图。
图4为图3中B-B平面的剖视图。
图5为图3中熔融还原炉内衬层处的结构示意图。
图6为图1中熔融还原炉底部部分结构示意图。
图7为图1中熔融还原炉底部部分另一视角的结构示意图。
其中：1-虹吸出铁炉，2-永久衬，3-炉底衬，4-锚固件，5-第一层衬体，6-第二层衬体，7-第三层衬体，8-工作衬，9-渣区冷却器装置，10-残铁通道，11-排渣通道、12-渣口。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
实施例1：
如图1至图7所示，本申请提供了一种熔融还原炉耐材砌筑方法，熔融还原炉其形成有铁浴区、熔渣区和煤气室，熔融还原炉还设置有虹吸出铁炉，熔融还原炉耐材砌筑方法包括以下步骤，
a)熔融还原炉永久衬的浇筑：将锚固件安装于所述熔融还原炉的铁浴区炉壳，在铁浴区炉内侧安装浇筑模板，在所述模板内整体浇注YJ-1型耐火料，待其凝固后拆除所述模板；
b)熔融还原炉炉底衬的砌筑：在炉底用NJ-1型耐火料砌筑形成第一层衬体，在所述第一层衬体上方用FB-1型耐火料砌筑形成第二层衬体，在所述第二层衬体上方用FB-2型耐火料砌筑形成第三层衬体；
c)虹吸出铁炉的砌筑：先铺砌所述虹吸出铁炉底部的找平层，在所述找平层上砌筑所述虹吸出铁炉永久衬，然后对所述虹吸出铁炉的炉墙下部进行砌筑，安装所述虹吸出铁炉预制件，最后对所述虹吸出铁炉的炉墙上部进行砌筑；
d)炉底工作衬和侧墙的砌筑：在所述第三层衬体外侧采用砖块用NJ-1型耐火料逐层砌筑工作衬和侧墙；
e)熔融还原炉熔渣区和煤气室的浇筑：安装渣区冷却器装置，在所述渣区冷却器装置靠炉壳一侧焊接铜板，在所述铜板与所述渣区冷却器装置之间填充耐材，在炉上部整个区域内使用自流性浇注料浇筑。
本发明提供一种熔融还原炉耐材砌筑方法，根据炉衬位置选择性质不同的耐火材料，采用分层砌筑成型，具有良好的抗热震性、抗侵蚀性，极大的延长了炉衬的使用寿命。
具体地，对于永久衬的浇筑成型，将锚固件安装在SRV炉炉壳上。从第一排的每个模板开始安装支撑模具，浇注YJ-1型浇筑耐火料，待其凝固24h后拆除模板。永久衬采用整体浇筑成型，保证了永久衬与炉壳具有良好的接触，整体浇筑避免砌筑过程存在的缝隙，最大程度上保证了炉壳的安全性。
如图2及图3所示，对于炉底衬的砌筑，在清理平整的炉底上用泥浆NJ-1找水平面；安装前先确定0°的轴线，并将其标在组装完成的炉底第一层衬体。用FB-1型耐火砖从中心线开始砌筑第二层衬体，周边与浇筑永久衬层留出50-80mm缝，一共砌筑3-5层。在相同的范围内砌筑材质为FB-2型耐火砖的第三层衬体，一共砌筑5-7层，前3-5层在相应范围内铺满，第5-6层从周边开始向内砌筑，砌筑范围按熔融还原炉内径要求。耐火砖砌筑炉底衬总高度在900-1800mm。每层间砖错开砌,砌筑层数与选用的耐火砖的规格相匹配，层与层之间泥浆缝使用NJ-1型泥浆摸缝，膨胀缝不超过5mm。第二层衬体的砌筑，用NJ-2型捣打料将底部第一层和永久衬侧壁之间的环形缝隙填满，逐层填充泥浆。底部第一层和第三层之间100～300mm，用捣打料NJ-2型找水平面，用来均衡两层砖之间和安装的公差。再根据图纸在相应位置安装热电偶。捣打划分区域尺寸大小约为800*800mm。捣打时需要采用稳定的150mm高的矩形模板，将搅拌好的混合料填充到已固定模板的各区域内，并用振动板振实。对模板顶部的层厚检查，捣打施工时特殊区段可留一定空间。
第三层衬体的砌筑砌筑，确定0°和90°轴线并在底部第2层上表面标记之，残铁口在0°轴线上。处理孔口并按照以下进行：用NJ-2捣打料打孔口底层和永久衬，使孔口与底部第一层标高一致。用湿泥浆NJ-3砌筑出铁口砖。出铁口砖需要严格放置于轴线上。出铁口内部砖安装内表面应距离永久衬1200～1600mm，然后干砌异型砖。现场加工使与出铁口接触的准向出铁口末端倾斜。之后沿0°中心线安装异型砖，并在边缘区域沿着90°方向一层层砌筑。仅当需要时用NJ-3湿泥浆补偿砖块公差。用干泥浆平整第三层。在垂直缝之间以及与预制件的缝使用湿泥浆。中间砖与边缘砖的过度部分再第一块边缘砖的下方需要使用捣打料NJ-2型填实。在远离残铁口侧，圆周区域方向上安装一排异形砖后，在异形砖之间使用湿泥浆NJ-3型砌筑。底部圆周区域的砖须现场加工使底层整个圆周和永久衬之间有30-100mm的缝隙。最后使用NJ-2型捣打料填充圆周缝隙。捣打时填充层压缩率为10～30％。各层衬体砌筑前均需使用捣打料对衬体与边部圆周区域侧壁衬的环形缝进行填充，保证各缝体之间无空隙且密度达到自然堆积捣打料密度之上。
对于虹吸出铁炉的砌筑，虹吸出铁炉永久衬由三层标准砖砌筑，砌筑方向按照从虹吸口向溢铁口逐步砌筑的方式，整体支撑结构按照从低往高的方向砌筑，虹吸出铁炉侧衬按照从炉壳向出铁通道逐渐砌筑的方向砌筑。
虹吸出铁炉炉底的第一层砌筑，在清理平整的炉底板上用泥浆NJ-1找水平面。虹吸出铁炉使用以下泥浆安装虹吸出铁炉耐火材料：GR-1隔热砖、NJ-1泥浆、NJ-3泥浆、NJ-4泥浆、FB-1砖、K-1砖和预制件。FB-1砖和K-1砖之间的泥浆缝应为2mm到5mm。活动缝按如下要求：底部永久衬和工作衬之间用干泥浆NJ-3，泥浆缝<3mm。
虹吸出铁炉底部找平层，先在底部钢壳上铺设0～100mm厚的找平层YJ-1。在安装前确认底部第三层顶部和找平层顶部高度差是否与图纸一致，根据要求调整找平层厚度并满足找平层厚度偏差。清洁炉底板，将YJ-1浇筑在凹形炉壳内，将YJ-1浇注料混在区域模板内并用抹子抹平，采用校准板对模板顶部表面找平。
虹吸出铁炉底部永久衬，用NJ-1泥浆将三层标准砖砌筑在找平层上。按照图纸上的说明布置膨胀缝，用YJ-1填充与炉壳的缝隙。安装时检查与SRV炉底部第三层砖的高度差。如果有必要调整层支架泥浆缝(1～3mm)。顶层砖必须精准的水平放置，否则安放预制件时可能发生问题。
虹吸出铁炉炉墙下部，侧墙前三层砖使用FB-1型耐火砖，用浇筑YJ-1型料填充与壳体间的缝隙。按照膨胀缝的布置，从第四层起使用泥浆NJ-4将隔热砖咬砌砌筑在壳体上。然后开始逐层砌筑永久衬并使用捣打料NJ-2型填充永久衬和隔热砖之间30～100mm膨胀缝，之后砌筑虹吸出铁炉两侧墙之间的隔热层、捣打层和永久衬，直到虹吸出铁炉底部预制件位置为止。在虹吸出铁炉出铁口区域留出一个孔口大小的缝隙。完成预制件安装后才能封闭的区域。
从熔融还原炉到虹吸出铁炉的通道区域安装保温层和永久衬。当用砖布置拱顶时，降低拱形模具以使拱顶最高点的隔热层和砖之间形成4mm的缝隙，保证必要的膨胀空间。
虹吸出铁炉预制件，安装完从SRV炉到虹吸出铁炉通道区域的永久衬和虹吸出铁炉内预制件顶部的永久衬后，开始安装预制件。沿着SRV炉和虹吸出铁炉的方向从中间开始安装预制件。所有预制件之间的泥浆缝用泥浆NJ-3。安装重量大的预制件(230-1750kg)的需要使用提升设备。
所有预制件都需配有锚固螺栓并在安装完成后将其移除。锚固螺栓的开口使用YJ-2型浇注料浇注。在安放好所有的预制件后，用捣打料NJ-2填充预制件和永久衬之间60-100mm宽的膨胀缝。捣打时压缩松散的混合料至15％。将干泥浆NJ-3滑动缝设置在预制件层并按照如下安装其他预制件：伸入虹吸出铁炉的长度必须距离虹吸出铁炉壳体500mm以上。然后完成孔口的砌筑施工并用捣打料NJ-2型填充永久衬和预制件之间的缝隙。
继续安放预制件，安装SRV炉与虹吸出铁炉连通位置上部预制件，用捣打料NJ-2型从SRV炉端到虹吸出铁炉端填充永久衬和预制件之间的缝隙。
虹吸出铁炉炉墙上部，先用YJ-2型浇注预制件内的凹槽。然后砌筑隔热砖，之后是永久衬FB-3和工作衬SP-1，请注意所有砖砌筑时需有0-3mm厚的泥浆缝。
使用NJ-2型捣打料轻轻捣打隔热砖和永久衬之间50mm膨胀缝。使用NJ-2型捣打填充SRV炉侧虹吸出铁炉的30～100mm宽的膨胀缝。永久衬纵向膨胀缝须按照图纸说明布置，缝内用可燃沥青毡塞入。膨胀缝内不得有任何残余泥浆杂物。
预制件上方的拱顶布置在永久衬和内衬中。拱顶(堵头层)必须终止于特定标高。因此需要现场加工合门砖。
对于炉底工作衬和侧墙的砌筑，先安装完属于虹吸出铁炉的预制件后，则可开始安装SRV炉底衬。从预制件开始安装工作，分别从标准砖加工处预制件的连接通道。在垂直方向上加工过的砖块用泥浆NJ-1型砌筑。炉体侧墙厚度在1000-2500mm。
水平缝以及与预制件连接通道的缝隙不得使用泥浆。炉缸内衬原著部分包括一个400～700mm厚的内衬和一个400～700mm后的外衬。打磨过的SP-1砖逐层砌筑。外衬和永久衬之间的缝隙必须为30～100mm。依据图纸在相应位置安装热电偶。图纸上的材料表给出各层的安装砖型、砖量和膨胀填充物(沥青毡)。
用干泥浆NJ-1型找齐砖块高度方向上的误差。完成外环每层砖的砌筑后使用捣打料NJ-2型捣打外环砖和永久衬之间30～100mm后的缝隙。压缩混合料15％是指填充H＝100mm混合料并压缩到H＝85mm。
每层的合门砖需要现场加工，并用湿泥浆NJ-1砌筑，安装炉缸内衬时一个检修孔应已封闭。用标准砖FB-3砌筑人孔隔墙。从开始层到结束层，用1400℃陶瓷纤维毡填充砖块和壳体之间的区域并关闭人孔盖。用干泥浆NJ-3型平整隔墙中砖层表面。保持打开第二人孔以保证安装炉缸内衬时运输材料。因此，需断开人孔区域外层安装工作。逐层交替铺砖形成一个V型的向上自由开口。
如图3、图6及图7所示，熔融还原炉的侧壁设置有残铁口，残铁口通道安装高度与所述炉底衬高度相当，残铁口通道以0-15°角度由炉内向外倾斜，且残铁口通道相较于炉底圆周低3-13cm。残铁口远端圆周区域方向上砌筑异形砖，并在砌筑异形砖后放置预制件，预制件附近的设置有接合砖块，底部圆周区域的砖块须使底层整个圆周和永久衬之间有30-100mm的缝隙，缝隙的填充使用捣打料，捣打填充层压缩率为10％-30％。熔融还原炉的侧壁还设置有排渣通道，排渣通道位于渣铁界面处，渣铁界面位于炉底中心水平高度向上2-3.5m，排渣通道随炉衬同步砌筑，向相同高度的砌筑中予以优先砌筑。渣口，使用渣口预制件及其他需要现场加工。加工时应依据预制件的形状来加工砖。渣口和底层永久衬的开口需要使用YJ-1型捣打达到基础水平。用泥浆NJ-5安装预制件。
孔口和永久衬区域的预制件须使用YJ-1型四周捣打缝隙。现场加工两侧砖使其尺寸适合预制件。
对于熔融还原炉熔渣区和煤气室的砌筑，渣区冷却器装置安装完成后，先在冷却壁靠炉壳一侧焊接铜板，然后在冷却板与渣区冷却器装置之间的60-80mm高缝隙内填充TC-1型粉状耐材。
为防止物料掉入冷却板之间的缝隙内，在相邻两块冷却板之间的10-20mm缝隙中塞入泡沫板，然后进行涂抹施工，在涂抹未形成强度时将泡沫板拔出。在炉上部整个区域内计划使用TC-1自流性浇注料并用作单层衬。
浇注混合料分区域施工。混合料的流动性、凝结性和硬化性可在实验室制作模板进行试验，以合适的流动性、凝结时间和良好的外观性能为验收标准。区域尺寸取决于冷却壁大小，区域之间缝隙为施工缝(非膨胀缝)，采用错位砌筑，完成内衬砌筑工作后至少凝结硬化48h后方可启动烘炉程序。
上述方案中，对于各种耐火材料种类及性质要求：
Figure GDA0003393019190000111
Figure GDA0003393019190000121
实施例2：
本申请提供的一种熔融还原炉耐材砌筑方法，还包括对砌筑完成的熔融还原炉进行的热处理工艺，热处理工艺分为两个阶段：
具体地，SRV炉烘炉启动前，烘炉程序开始后，按照耐材升温蓄热工艺需要，分两个阶段进行：
第一阶段为高温氧化吹扫阶段，单一的高温氧化气体从熔融还原炉炉顶部增压后进入，风量30000-60000Nm3/h，风压40kpa-160kpa，风温采用阶梯递加方式由初始的100-250℃逐步增加至1000-1300℃。热风从SRV炉顶部热风喷枪进入SRV炉，风量30000-60000Nm3/h，风温采用阶梯递加方式由初始的150-250℃逐步增加至1000-1100℃，本阶段选取物料喷枪3(南、北煤枪)位置两个临时热电偶平均值作为烘炉曲线参考调整温度点。
第二阶段为高温燃烧成型及冷却固结阶段，风量维持40000-60000Nm3/h，风温维持1000-1300℃，可燃气体流量由初始800-1000Nm3/h逐步增加至3500-5000Nm3/h，当熔融还原炉各部达到预定温度值时，停止可燃气体的配入，维持一定时间后，配入常温不可燃气体冷却固结。
具体地，当SRV炉底部下层耐材温度中值达到200度以上，底部中区耐材温度中值达到430度以上，底部上区耐材温度达到560度以上时，提高可燃烧气体量以天然气热值计算达到4500立方米每小时以上并保持12小时，之后停止热风及可燃气体配入，维持2小时左右，并配入常温不可燃气体冷却固结。
风量维持40000-6000Nm3/h，具体可根据配加天然气量以及烟气氧含量调整，风温维持1000-1300℃，设置天然气流量调节阀开度为0％，氮气流量调节阀设置为25％-30％，打开氮气切断阀，通过氮气流量调节阀调整至氮气流量800-1400Nm3/h，对管路吹扫30s后，天然气流量调节阀开度设置20％，依次打开天然气切断阀，关闭放散阀，关闭氮气切断阀，设置氮气流量调节阀开度为0％，确定天然气喷枪点燃后，通过调整天然气流量调节阀开度，天然气流量由初始800-1000Nm3/h逐步增加至3500-500Nm3/h。
进一步的第一阶段包括：
1)平均温度100-150±10℃，升温速度50℃/h，3h升至250-300℃，维持时间15-20h；
2)平均温度250-300±10℃，升温速度25℃/h，4h升至350-400℃，维持时间20-25h；
3)平均温度350-400±10℃，升温速度25℃/h，8h升至550-600℃，维持时间20-30h。
此过程通过合理的温度选择、升温幅度以及保温时长控制，使0-3层热电偶1、2、3、4，虹吸出铁炉热电偶5温度平稳升高，通过耐材内部预埋以及临时烘炉热电偶等多个测点综合评估严格调控耐材升温速度，能够确保耐材中的游离水及结晶水缓慢、充分的排除，避免造成耐材升温过程中的开裂或剥落现象发生。
进一步的第二阶段包括：
1)天然气流量800-1000Nm3/h，维持时间20-25h；
2)天然气流量800-1000Nm3/h，每小时增加100Nm3/h，5h升至1300-1500Nm3/h，维持时间10-15h；
3)天然气流量1300-1500Nm3/h，每小时增加100Nm3/h，5h升至1800-2000Nm3/h，维持时间10-15h；
4)天然气流量1800-2000Nm3/h，每小时增加100Nm3/h，5h升至2300-2500Nm3/h，维持时间10-15h；
5)天然气流量2300-2500Nm3/h，每小时增加100Nm3/h，5h升至2800-3000Nm3/h，维持时间10-15h；
6)天然气流量2800-3000Nm3/h，每小时增加100Nm3/h，5h升至3300-3500Nm3/h，维持时间10-15h；
7)天然气流量3300-3500Nm3/h，每小时增加100Nm3/h，5h升至3800-4000Nm3/h，维持时间10-15h；
8)天然气流量3800-5000Nm3/h，每小时增加100Nm3/h，5h升至4300-4500Nm3/h，维持时间50-60h。
本阶段为耐材的升温蓄热阶段，通过天然气用量的调整控制0-3层热电偶1、2、3、4，虹吸出铁炉热电偶5按照既定的升温曲线均匀升温，烘炉时间以实际耐材升温幅度为依据进行调整，满足熔融还原生产工艺耐材蓄热要求的判断依据为虹吸出铁炉热电偶5温度达到650-750℃以上且第一层热电偶2温度达到620-680±30℃。
本发明中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种熔融还原炉耐材砌筑方法，所述熔融还原炉还设置有虹吸出铁炉，其特征在于，所述熔融还原炉耐材砌筑方法包括以下步骤，
a)熔融还原炉永久衬的浇筑：将锚固件安装于所述熔融还原炉的铁浴区炉壳，在铁浴区炉内侧安装浇筑模板，在所述模板内整体浇注YJ-1型耐火料，待其凝固后拆除所述模板，其中，所述YJ-1型耐火料主要成分(按重量百分比计)：Al2O3≥85％；
b)熔融还原炉炉底衬的砌筑：在炉底用NJ-1型耐火料砌筑形成第一层衬体，在所述第一层衬体上方用FB-1型耐火料砌筑形成第二层衬体，在所述第二层衬体上方用FB-2型耐火料砌筑形成第三层衬体，其中，所述NJ-1型耐火料主要成分(按重量百分比计)：Al2O3≥95％，SiO2≥4％，所述FB-1型耐火料主要成分(按重量百分比计)：Al2O3≥65％，MgO≥30％，所述FB-2型耐火料主要成分(按重量百分比计)：Al2O3≥75％，MgO≥20％；
c)虹吸出铁炉的砌筑：先铺砌所述虹吸出铁炉底部的找平层，在所述找平层上砌筑所述虹吸出铁炉永久衬，然后对所述虹吸出铁炉的炉墙下部进行砌筑，安装所述虹吸出铁炉预制件，最后对所述虹吸出铁炉的炉墙上部进行砌筑；
d)炉底工作衬和侧墙的砌筑：在所述第三层衬体外侧采用砖块用NJ-1型耐火料逐层砌筑工作衬和侧墙；
e)熔融还原炉熔渣区和煤气室的浇筑：首先安装熔融还原炉渣区冷却器装置，在所述渣区冷却器装置靠炉壳一侧焊接熔融还原炉铜板，在所述铜板与所述渣区冷却器装置之间填充膨胀耐材，在炉上部整个区域内使用自流性浇注料浇筑；
f)对砌筑完成的熔融还原炉进行的热处理工艺，所述热处理工艺分为两个阶段：第一阶段为高温氧化吹扫阶段，高温氧化气体从所述熔融还原炉炉顶部增压后进入，风温采用阶梯递加方式由初始的100-250℃逐步增加至1000-1300℃；第二阶段为高温燃烧成型及冷却固结阶段，风温维持1000-1300℃，当熔融还原炉各部达到预定温度值时，维持一定时间后，配入常温不可燃气体冷却固结。
2.根据权利要求1所述的一种熔融还原炉耐材砌筑方法，其特征在于，在所述步骤b)中，所述各层衬体砌筑前需找平，且所述各层衬体层内耐火料砌筑采用错位方式砌筑；
所述第二层衬体找平时，需根据现场安装状况适当调整衬体砖形结构及配合尺寸与间隙，以满足所述第一层衬体和所述第三层衬体均衡及安装公差；
所述各层衬体砌筑前，需使用捣打料对衬体与边部圆周区域侧壁衬的环形缝进行填充。
3.根据权利要求2所述的一种熔融还原炉耐材砌筑方法，其特征在于，在所述步骤b)中，所述第二层衬体从所述熔融还原炉的中心线向周边砌筑，砌筑层数为3-5层；所述第三层衬体砌筑层数为5-7层，且前3-5层在所述第二层的砌筑范围内铺满，剩下层从周边向中心线砌筑，砌筑过程采用物理结构紧密结合。
4.根据权利要求1所述的一种熔融还原炉耐材砌筑方法，其特征在于，在步骤c)中，所述虹吸出铁炉到熔融还原炉出铁通道区域全部安装保温层和永久衬。
5.根据权利要求1所述的一种熔融还原炉耐材砌筑方法，其特征在于，在所述步骤c)中，所述虹吸出铁炉永久衬由三层标准砖砌筑，砌筑方向按照从虹吸口向溢铁口逐步砌筑的方式，整体支撑结构按照从低往高的方向砌筑，虹吸出铁炉侧衬按照从炉壳向出铁通道方向砌筑。
6.根据权利要求1所述的一种熔融还原炉耐材砌筑方法，其特征在于，所述熔融还原炉的侧壁设置有残铁口，所述残铁口通道安装高度与所述炉底衬高度相当，所述残铁口通道以0-15°角度由炉内向外倾斜，且所述残铁口通道相较于炉底圆周低3-13cm。
7.根据权利要求6所述的一种熔融还原炉耐材砌筑方法，其特征在于，所述残铁口远端圆周区域方向上砌筑异形砖，并在砌筑异形砖后放置预制件，所述预制件附近设置有接合砖块。
8.根据权利要求5所述的一种熔融还原炉耐材砌筑方法，其特征在于，所述熔融还原炉的侧壁还设置有排渣通道，所述排渣通道位于渣铁界面处，所述渣铁界面位于炉底中心水平高度向上2-3.5m，所述排渣通道随炉衬同步砌筑。
9.根据权利要求1所述的一种熔融还原炉耐材砌筑方法，其特征在于，所述高温氧化吹扫阶段，高温氧化气体风量30000-60000Nm3/h，风压40kpa-160kpa；
所述高温燃烧成型及冷却固结阶段，高温氧化气体风量维持40000-60000Nm3/h，可燃气体流量由初始800-1000Nm3/h逐步增加至3500-5000Nm3/h，当熔融还原炉各部达到预定温度值时，停止可燃气体的配入，维持一定时间后，配入常温不可燃气体冷却固结。
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Assignee: Hebei Xinggang Technology Co.,Ltd.

Assignor: SHANDONG MOLONG PETROLEUM MACHINERY Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980034949

Denomination of invention: A Refractory Masonry Method for Melt Reduction Furnace

Granted publication date: 20220208

License type: Common License

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