[发明专利]长寿命高炉炉底炉缸耐材结构及维护方法

说明书

本发明提供一种长寿命高炉炉底炉缸耐材结构及维护方法，所述耐材结构中，高炉炉底自下而上为碳砖、陶瓷垫结构；陶瓷垫采用溶胶浇注料浇注制得；炉缸侧壁采用复合棕刚玉砖砌筑与溶胶浇注料浇注相结合的方式制得。本发明的长寿命高炉炉底炉缸耐材维护方法包括清炉，浇注前处理，炉底陶瓷垫浇注，炉缸侧壁复合棕刚玉砖砌筑，炉缸侧壁分段浇注、残铁孔冷却壁灌浆等步骤。本发明应用于高炉炉底炉缸耐材检修技术，克服了传统的高炉炉底炉缸陶瓷杯定形砖耐材检修困难、周期长和整体浇注陶瓷杯象脚区等部位侵蚀严重等技术问题。采用该检修方法整体施工维修时间与整体浇注陶瓷杯相当，寿命延长1‑2年，对于高炉快修后稳定、经济运行具有重要意义。

技术领域

本发明属于冶金领域高炉炉体维护技术领域，具体地说，涉及一种长寿命高炉炉底炉缸耐材结构及维护方法。

背景技术

高炉炉体结构从下向上依次可分为炉底、炉缸、炉腰、炉腹、炉身等，根据工况环境不同，各部分所需的耐火材料材质不同，其中炉底、炉缸由于温度高，侵蚀大，对耐火材料要求最高。

高炉的炉底炉缸通常采用碳砖加陶瓷杯的组合方式，常用的碳砖有石墨碳砖、半石墨碳砖、自焙碳砖、微孔碳砖等；目前使用的陶瓷杯主要涉及刚玉莫来石砖、复合棕刚玉砖、微孔刚玉砖、塑性相结合刚玉砖等材质。碳砖加陶瓷杯的组合方式中，外层结构为碳砖，内层的工作层为陶瓷杯。碳砖的作用主要起到导热作用，将陶瓷杯内的热量导出到冷却壁，陶瓷杯的作用主要是维持热量，保证铁水温度，防止渣铁冲刷碳砖。目前国内陶瓷杯的主流配置是炉底杯垫采用刚玉莫来石砖、塑性相结合刚玉砖，炉缸、风口、铁口采用塑性相结合刚玉砖、刚玉氮化硅砖。

在高炉使用过程中，陶瓷杯材料在铁水环流的作用下，很容易形成蒜头状侵蚀或象脚状侵蚀，进而侵蚀碳砖本身，导致高炉炉缸炉底温度过高，需要提前进行大修。而高炉大修使用的陶瓷杯和炉底碳砖属于定型砖，一般需要提前半年以上订货。因此碳砖加陶瓷杯的组合方式存在采用的砌筑陶瓷杯砖需预制，供货周期长，整个炉底炉缸材料全部更换检修时间长，费用高等缺陷。

为了缩短高炉炉底、炉缸材料的检修时间，降低检修费用。CN105838833A提供了一种高炉炉底炉缸整体无缝浇注耐材检修维护方法，其通过使用溶胶结合刚玉碳化硅浇注料对炉缸侧壁分段进行支模泵送浇注，同时对铁口部位进行浇注，泵送浇注至高炉风口组合砖上沿，实现炉底炉缸整体无缝浇注，采用该整体浇注的方案可以使维修时间缩短为原来的三分之一，降低成本，然而使用整体浇注的陶瓷杯在炉缸象脚区侵蚀严重，存在炉底、炉缸寿命缩短的缺陷。CN111876538A公开了一种高炉炉底整体浇注修复结构及施工方法，当高炉炉底出现损坏时，在炉底衬砖上支模浇注高炉炉底浇注层，按照要求进行养护后拆模，可以修复高炉。但是由于不经过烧成，孔隙率大，抗渣侵蚀能力差，仍然存在炉缸象脚区侵蚀严重的缺陷。

因此，如何使炉底、炉缸的耐火材料既满足温度高、侵蚀大的工况需求，又能缩短维修周期，降低成本，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种检修时间短、成本低，满足高炉炉底、炉缸使用要求的长寿命高炉炉底炉缸耐材结构及维护方法。

为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供一种长寿命高炉炉底炉缸耐材结构，所述高炉的炉底自下而上为碳砖、陶瓷垫结构；所述陶瓷垫采用溶胶浇注料浇注制得；

炉缸侧壁采用复合棕刚玉砖砌筑与溶胶浇注料浇注相结合的方式制得；

所述溶胶浇注料中各成分按质量百分数计为：Al₂O₃ 65％-78％，SiO₂ 3-10％，SiC15-25％和Fe₂O₃ 0.1-0.5％，所述复合棕刚玉砖中各成分按质量百分数计为：Al₂O₃60-72％，SiC 15-24％和Fe₂O₃ 0.2％-0.8％，其性能满足显气孔率10％，且满足表1中的条件：