[發(fā)明專利]具有可壓縮石墨接合填充料的熔爐膨脹接合部以及該填充料的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580045491.0
• 申請日: 2005-12-22
• 公開（公告）號: CN101094925A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·米塔格;O·奧廷格
• 申請（專利權(quán)）人: SGL碳股份公司
• 主分類號: C21B7/06
• 分類號: C21B7/06;F27D1/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所
• 代理人: 朱德強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及還原熔爐的側(cè)壁中、更具體地涉及鼓風(fēng)爐中的爐膛壁爐襯的上部中以可壓縮石墨材料填充的膨脹接合部和制造這樣的接合填充料的方法。

背景技術(shù)

近來的鼓風(fēng)爐已經(jīng)在更嚴格的條件之下加以升級和操作。針對襯壁耐火材料的損壞性因素由于高壓操作、粉碎煤注入操作等趨勢而增加。盡管有這樣的處境，仍然要求達到的較長壽期。鼓風(fēng)爐的壽命主要依賴于鼓風(fēng)爐爐膛的側(cè)壁和底部區(qū)域的爐襯的耐久性。碳材料以壓倒性的優(yōu)勢用作為用于鼓風(fēng)爐爐膛的側(cè)壁和底部區(qū)域的這些部分的爐襯材料。

影響鼓風(fēng)爐壽命的一個重要問題鼓風(fēng)爐爐膛的爐襯塊中的熱應(yīng)力。在吹入鼓風(fēng)爐中時，在熔爐內(nèi)部的爐襯的表面局部地形成高達1500℃的溫度。由于特別是鼓風(fēng)口和冷卻箱被錨定在爐襯中而不可能自由地膨脹單獨塊，所以形成了可能超過這些塊的擊穿強度的相當(dāng)大的應(yīng)力。這對于尺度相對大的熔爐而言是個特別的問題。

進而言之，最近正在使用具有很精確的尺度公差的塊來構(gòu)建鼓風(fēng)爐的爐膛，使得它們可以直接無縫放置于彼此的頂部上而無需周邊(水平)接合。此方式已經(jīng)形成更高效的鼓風(fēng)爐組裝操作。然而發(fā)現(xiàn)由于磚在熔爐加熱時的復(fù)雜膨脹行為，那些磚的豎直膨脹導(dǎo)致主要在鼓風(fēng)口周圍的損壞。因此已經(jīng)在20世紀90年代提出通過位于爐膛的上部中的膨脹接合部來適應(yīng)那些豎直移動。這樣的膨脹接合部優(yōu)選地使用具有“Z設(shè)計”的2個襯塊的單元來實施，該Z設(shè)計包括：一個水平接合，其具有接合填充料，在磚的頂部上朝著熔爐室徑向延伸；豎直接合部，在磚之間，沒有填充料；以及另一水平接合，具有接合填充料，在朝著熔爐壁徑向延伸的磚以下。可以根據(jù)熔爐尺度和其他參數(shù)在數(shù)種變形中發(fā)現(xiàn)膨脹接合部的這一設(shè)計以及位置。通常，2個水平接合高為25mm至45mm以適應(yīng)無縫磚在熔爐爐膛處的膨脹。

為了補償襯塊的熱膨脹，已知使用主要包含碳和石墨顆粒的打結(jié)膏以及碳質(zhì)粘結(jié)劑如瀝青或者柏油。也已知這樣的膏受到老化過程的影響以及弱化它們的可壓縮性并且因此弱化它們補償熱膨脹的能力。另外，這樣的打結(jié)膏由于它們放射苯和其他芳烴(PAHs)而越來越成為環(huán)境考慮的焦點。另外，一旦溫度充分達到300℃以上，打結(jié)膏材料就表現(xiàn)不出彈性行為，因此它僅在熔爐的加熱和操作時提供密封但是在熔爐冷卻時確實重新膨脹。由于鼓風(fēng)爐通常在3至5巴的富含CO的環(huán)境下操作，所以這樣的熔爐不受控制的冷卻造成在具有高熱收縮性的接合處的危險泄漏。

以前已經(jīng)嘗試在通道的區(qū)域中單獨磚之間布置可壓縮石棉片。然而，這樣的片或者板不適合于在爐身的爐膛、爐腰和壁斜坡(wallbatter)中使用，因為石棉片中的硅酸鹽加速碳或者石墨塊變成溶渣，并且在烙鐵和溶渣融化中比較快速地融解，此外還具有很低的導(dǎo)熱性。

因此已經(jīng)提出使用可壓縮石墨箔取代石棉。這樣的石墨箔積層板可在商標SIGRAFLEX之下商業(yè)性地獲得。通過使用壓延輥在高壓之下將膨脹的自然石墨箔壓縮成密度為0.5g/cm³至1.5g/cm³以及厚度在0.1mm至2mm之間的薄片來制造這些板。在這之后可選地繼之以將所得薄片和加固材料的夾層按壓成厚度范圍在0.5mm至4mm之間的板。

在DE?2240886?A1中提出在爐身中相鄰襯塊之間的至少一些接合部中設(shè)置密度從0.5g/cm³至1.5g/cm³的石墨箔積層板。爐身爐襯中使用的石墨箔層壓板具有相對于垂直于板的平面而延伸的相鄰磚的尺度的0.1％至1.0％的厚度。石墨箔積層旨在于吸收用來給鼓風(fēng)爐爐身加襯的單獨含碳塊的熱膨脹。

在EP?0300064?B1中已經(jīng)建議通過以板形可壓縮插入物給鼓風(fēng)口加襯來防止它們錯位或者損壞，這些插入物包括密度為0.5g/cm³至1.5g/cm³的積層石墨箔和金屬片的多個交替層。插入物以銅薄片包封并且固定到熔爐外殼。提出插入物是為了吸收爐襯的熱膨脹并且保護后者免受蒸汽。

然而這樣的石墨箔插入物的使用在實踐中無從實施，因為這些插入物過于昂貴，并且在襯塊之間插入這些薄片插入物是麻煩的。另外，情況常常是，在熔爐組裝過程中具體是在關(guān)鍵接合區(qū)域中可能要求略加改造。在熔爐組裝現(xiàn)場幾乎不能在尺寸上調(diào)節(jié)上述預(yù)制造的薄片包裹的插入物。

具體而言，對于爐膛壁襯的上部中的膨脹接合部，在襯塊之間的間隙通常寬為25mm至45mm。為了以常規(guī)石墨箔片填充這一間隙，將需要堆疊至少15個這樣的片。

發(fā)明內(nèi)容