[實用新型]液態出渣步進式加熱爐爐底耐火材料結構

有效

• 申請號: 201320638502.8
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN203550585U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 歐陽德剛;羅安智;宋中華
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: F27D1/10
• 分類號: F27D1/10
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本實用新型屬于冶金工業爐領域，具體是高溫取向硅鋼加熱用液態出渣步進式加熱爐爐底耐火材料結構。

背景技術

鋼鐵企業常規鋼種熱軋步進式加熱爐的爐溫約為1300℃，爐內加熱時間約為110分鐘，鋼坯爐內加熱形成的氧化鐵皮較少，固態氧化鐵皮爐內脫落量更少。因此，爐底氧化鐵皮爐渣堆積到影響加熱爐下部燒嘴正常燃燒的一定高度需持續較長時間，一般為6～9個月。在加熱爐停爐小修時可進行人工清渣，恢復加熱爐的爐內有效容積與熱工性能。對于高溫取向硅鋼，由于加熱爐爐溫高達1380～1400℃、爐內加熱時間最長達600分鐘，因此，鋼坯爐內加熱氧化嚴重，鋼坯表面形成氧化亞鐵與硅酸亞鐵為主的低熔點氧化物熔體（液態爐渣），流淌并滴落到爐底，爐底液態渣的不斷聚集，在較短的時間爐底爐渣堆積便會對加熱爐下部燒嘴的正常燃燒構成影響，需要停爐進行人工入爐清渣；一般把前后兩次停爐清渣期間爐子加熱的高溫取向硅鋼總量稱為“周期加熱量”，以此來衡量高溫硅鋼加熱爐的生產水平。根據相關資料報道，常規人工清渣的加熱爐，高溫取向硅鋼的實際周期加熱量僅為5000t，具有液態出渣功能的高溫取向硅鋼加熱爐的設計周期加熱量可達10000～12000t能力，由此可見，液態出渣有效地提高了加熱爐高溫取向硅鋼的加熱能力與產量，同時，減少了加熱爐停爐降溫、投產升溫的能源消耗以及清渣修爐維護工作量。

公開號為CN102252528A、發明名稱為一種高溫硅鋼加熱爐液態出渣裝置及方法的中國發明專利申請提供了一種包括斜坡爐底、出渣口燒嘴、出渣口通道、出渣口爐門、粒化裝置、沖渣裝置等構成的液態出渣裝置，爐底坡度4～10°，出渣口通道坡度10～20°，液態出渣方法是鋼坯在第二加熱段和均熱段以1380～1400℃爐溫加熱，鋼坯在爐內加熱過程中產生的大量的液態鋼渣掉落到斜坡爐底上，熔融鋼渣沿著斜坡爐底表面流到出渣口，在出渣口通道頂部設置渣口燒嘴燃燒高熱值煤氣，保證出渣口通道～1400℃工況溫度和液態鋼渣的流動性，通過坡底出渣口通道流出，經過粒化裝置的粒化渣流入沖渣槽收集。然而，在實際生產過程中，由于爐內氣氛的氧化以及爐渣對加熱爐爐底耐火材料的侵蝕反應，沉積爐底的液態渣逐步形成熔點高、成分復雜的高粘度半熔融態或固態爐渣，并粘附爐梁與立柱表面形成掛渣或在爐底堆積，導致加熱爐液態出渣量下降、爐底快速上漲，爐底坡度增大、熔渣空間縮小。同時，積渣還使加熱爐下部燃燒空間縮小，阻礙了爐內煤氣與助燃空氣的混合燃燒，加熱爐爐底爐寬方向溫度分布不均勻，爐寬方向的中部區域爐底溫度明顯降低，促進了該區域爐底的爐渣堆積與上漲以及爐底坡度，導致高溫取向硅鋼實際周期加熱量大幅降低。

根據上述分析，爐底耐火材料襯的侵蝕反應是爐渣粘度上升、流動性下降的一個關鍵因素。為此，國內多家鋼鐵企業從降低爐底耐火材料侵蝕速度、提高爐底耐火材料襯結構使用壽命的角度出發，對高溫取向硅鋼步進式加熱爐高溫段爐底耐火材料進行了抗渣性處理，一般采用鎂鉻耐火澆注料進行爐底耐火材料襯工作層的澆注，如授權公告號為CN202141340U、發明名稱為一種高溫硅鋼加熱爐液態出渣裝置的中國實用新型專利介紹了高溫取向硅鋼加熱爐爐底耐火材料襯的鎂鉻耐火澆注工作層厚度為50mm。然而，根據國內外相關鎂鉻耐火材料破損機理的研究報道可見，鎂鉻耐火材料對高堿性渣具有優良的抗渣侵蝕性能，但對硅酸鹽渣的抗侵蝕性能不足，易導致侵蝕層組織性能劣化與剝落。此外，其抗熱震穩定性不佳，易形成熱震裂紋，通過裂紋的熔渣滲透，引起結構剝落。

又如：文獻“燒成帶用各種鎂鉻磚的損毀狀況”，國外耐火材料，1990（11），16-18對水泥窯上使用后的三種鎂鉻耐火磚進行了破損機理分析，指出了提高鎂鉻磚熱剝落性、機械剝落性及掛窯皮附著性的研究方向。文獻“不同類型高溫窯爐用鎂鉻磚損毀機理分析”，武漢科技大學學報，2009（5），514-517分析了RH爐、煉銅爐、水泥回轉窯等典型高溫窯爐用鎂鉻磚的損毀機理，指出了熔渣侵蝕及滲透是造成鎂鉻磚損壞的最關鍵性因素。

基于上述原因，高溫取向硅鋼加熱爐實際生產的周期加熱量大幅下降，并在爐底耐火材料襯工作層熔渣裂紋滲透與侵蝕反應過程中，耐火材料體積膨脹，爐底耐火材料襯沿爐寬方向的不斷膨脹，導致爐墻立柱下部外移，影響了加熱爐的安全運行，加熱爐大修周期大幅度縮短。由此可見，改善高溫取向硅鋼加熱爐爐底耐火材料襯結構是提高加熱爐熱工性能、延長加熱爐使用壽命的重要研究方向。

發明內容