一种修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的方法及耐材衬体

摘要

本发明公开了一种修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的方法及耐材衬体。所述方法包括以下步骤：采用第一不定型耐火材料在高炉原有耐火材料衬体的上面制作找平层；(二)用耐火砖在找平层上砌筑耐火墙体，将第二不定型耐火材料填充在残存炭砖与耐火墙体之间制作导热性衬体。所述耐材成体包括残存炭砖和找平层。残存炭砖的朝向高炉中心侧设有由耐火砖制作的耐火墙体，耐火墙体与残存炭砖之间设有由第二不定型耐火材料制作的导热性衬体。

说明书

技术领域

本发明属于高炉炼铁领域，具体涉及一种修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的方法及耐材衬体。

背景技术

炼铁高炉冶炼生产中，当炉缸侧壁炭砖的局部遭受侵蚀后的剩余厚度达到300mm左右时即需停炉大修，以防止发生炉缸烧穿的严重事故。目前，高炉的大修方法几乎均为拆除全部的炉缸侧壁的炭砖，同时由于结构的关联性，通常还不得不拆除部分甚至全部的炉底炭砖，所拆除的炭砖由于已经部分遭受侵蚀和拆除过程中的损坏而基本不能被再次利用。于是高炉厂家不得不重新采购全部的炉缸炭砖以及其它的配套材料，按照设计进行重新砌筑，以获得一个几乎全新的炉缸耐材内衬。这种大修方式在钢铁企业经济状况良好，生产任务不是特别紧张的条件下是一种通常的做法。但是，这种大修方法存在如下的明显不足：

实际上到了炉役的后期，高炉炉缸侧壁碳砖被侵蚀的程度是及其不均匀的。往往除了局部区域的炭砖被侵蚀到了残余厚度为～300mm的程度之外，整个炉缸大部分炭砖尚处于相对较好的状态。但是，局部的侵蚀导致炉缸烧穿的危险性却是巨大的，没有高炉操作者敢于承担这样的安全风险。所以高炉的大修除了少部分是按照预先计划安排的之外，绝大多数都是鉴于安全的考虑而被迫进行。

高炉大修拆除的炉缸炭砖数量巨大，且大部分炭砖实际上还具有相当的利用的价值。现有大修方式通常将其拆除之后都全部废弃。尤其对于大型高炉，为了保证炉缸的安全，一般都采用了质量优越，同时价格昂贵的炭砖来建设炉缸。一座2500m³级高炉，砌筑炉底炉缸需要的炭砖近千吨，造价达到约2000万元。全部废弃造成严重浪费，再次购买需要大量的资金，显然这会影响炼铁企业的经济效益。

同时，清空炉缸、全部拆除炉缸侧壁的炭砖和部分甚至全部拆除炉底炭砖、再重新砌筑全部的炉缸炭砖及其它种类的配套耐火材料内衬等需要耗费大量的时间。一座2500m³级高炉进行一次这样的炉缸砖衬重砌工作，大约需要55天时间，加上其它配套工程，一般完成一次这样的大修所需时间为60-90天。除了需要花费大量的资金外，高炉停产所导致的损失更为巨大。

所以，发明一种尽最大可能保留炉缸内尚有利用价值的炭砖，并同时可以显著缩短施工时间的、对高炉炉缸侧壁耐材进行快速修理的安全而且有效的方法有显著的意义。

内容

本发明的目的是提供一种对高炉炉缸侧壁耐材进行快速修理的方法以及相应的耐材衬体，以克服现有大修方式的不足。充分利用尚具有一定剩余厚度的炉缸炭砖，通过较短时间的修理施工，形成安全和有效的、具有合理结构的、不向炉内带入太多水量的新的炉缸侧壁衬体，既可以显著节约修理的资金需求，又可以明显缩短修理施工所需要的时间，从而给炼铁企业带来可观的经济效益。

一方面，本发明提出了一种修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的方法，其修理步骤包括：(一)采用第一不定型耐火材料在高炉原有耐火材料衬体的上面制作找平层；(二)用耐火砖在找平层上砌筑耐火墙体，将第二不定型耐火材料填充在残存炭砖与耐火墙体之间制作导热性衬体。

在上述步骤(一)之前还可以包括下述准备步骤：对高炉炉缸侧壁炭砖的工作端遭到侵蚀、需要修理的部位，清除粘结在高炉炉底和炉缸侧壁交接部位的高炉原有耐火材料衬体的上表面的杂质、清除粘结在残存炭砖工作端的杂质、疏松层和变质层。

上述步骤(二)可以包括：当用第一不定型耐火材料制作的找平层凝固后，将耐火砖砌筑在找平层上形成耐火墙体直至耐火墙体的总高度达到设计高度止；在耐火墙体与残存炭砖之间填充第二不定型耐火材料。

替代地，上述步骤(二)可以包括：当用第一不定型耐火材料制作的找平层凝固后，将耐火砖砌筑在找平层上形成耐火墙体的第一段，在耐火墙体的第一段与残存炭砖之间填充第二不定型耐火材料；然后，将耐火砖砌筑在耐火墙体的第一段上形成耐火墙体的第二段，在耐火墙体的第二段与残存炭砖之间填充第二不定型耐火材料；如此循环，至耐火墙体的总高度达到设计高度止。

替代地，上述步骤(二)可包括：将第二不定型耐火材料涂敷或喷涂在残存炭砖热面；将耐火砖砌筑在找平层上形成耐火墙体直至耐火墙体的总高度达到设计高度止。

替代地，步骤(二)可包括：在残存炭砖的热面侧设置模板，将第二不定型耐火材料填充在模板与残存炭砖之间，当填充的不定型耐火材料具有一定强度后拆除模板；将耐火砖砌筑在找平层上形成耐火墙体直至耐火墙体的总高度达到设计高度止。

另一方面，本发明提出了又一种修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的方法。所述方法包括以下步骤：(一)用第二不定型耐火材料在残存炭砖的被侵蚀部位制作导热性衬体；(二)然后，用第一不定型耐火材料在高炉原有耐火材料衬体上的耐火墙体(5)的砌筑位置上制作找平层；(三)其后，以导热性衬体的炉内面为导面砌筑耐火墙体，耐火墙体与导热性衬体的炉内面之间填充第三不定型耐火材料。

在上述步骤(一)之前还包括下述准备步骤：对高炉炉缸侧壁炭砖的工作端遭到侵蚀、需要修理的部位，清除粘结在高炉炉底和炉缸侧壁交接部位的高炉原有耐火材料衬体的上表面的杂质、清除了粘结在残存炭砖工作端的杂质、疏松层和变质层。

上述步骤(一)可以包括：将第二不定型耐火材料涂敷或喷涂在残存炭砖的热面。

替代地，上步骤(一)可以包括：在残存炭砖的热面侧设置模板，将第二不定型耐火材料填充在模板与残存炭砖之间，当填充的第二不定型耐火材料具有一定强度后拆除模板。

上述步骤(三)可以包括：当用第一不定型耐火材料制作的找平层凝固后，将耐火砖砌筑在找平层上形成耐火墙体直至耐火墙体的总高度达到设计高度止；在耐火墙体导热性衬体之间填充第三不定型耐火材料。

替代地，上述步骤(三)可以包括：以导热性衬体的炉内面为导面砌筑耐火墙体的每块耐火砖时，在耐火砖与导热性衬体的接触面上涂敷第三不定型耐火材料。

替代地，上述步骤(三)可以包括：以导热性衬体的炉内面为导面将耐火砖砌筑在找平层上形成耐火墙体的第一段，在耐火墙体的第一段与导热性衬体之间填充第三不定型耐火材料；然后，将耐火砖砌筑在耐火墙体的第一段上形成耐火墙体的第二段，在耐火墙体的第二段与导热性衬体之间填充第三不定型耐火材料；如此循环，至耐火墙体的总高度达到设计高度止。

此外，本发明还提出了一种用于修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的耐材衬体。所述耐材衬体包括残存炭砖和找平层。残存炭砖的朝向高炉中心侧设有由耐火砖制作的耐火墙体，耐火墙体与残存炭砖之间设有由第二不定型耐火材料制作的导热性衬体。

在导热性衬体与耐火墙体之间可以还设有第三不定型耐火材料。

优选地，砌筑制作耐火墙体的耐火砖是含65％～90％重量百分比的Al2O3的耐火砖，或者为在朝向炉外面上粘贴有可压缩的纤维毡、纤维毯和/或纤维垫的、含65％～90％重量百分比的Al2O3(重量百分比)的耐火砖。

优选地，上述砌筑制作耐火墙体的耐火砖是Al2O3含量为78％～88％重量百分比的耐火砖，或者为在朝向炉外面上粘贴有可压缩的纤维毡、纤维毯和/或纤维垫的、Al2O3含量78％～88％重量百分比的耐火砖。

优选地，制作导热性衬体的第二不定型耐火材料是含65％～95％重量百分比的SiC的浇注料或者自流浇注料或者捣打料或者喷涂料，或者是C的重量百分比为75％～95％的浇注料或者自流浇注料或者捣打料或者喷涂料，或者是C含量与SiC含量的和为75％～95％重量百分比的浇注料或者自流浇注料或者捣打料或者喷涂料。

优选地，第三不定型耐火材料为同时含有Al2O3、C、SiC或者同时含有Al2O3、C、SiC三者中的任二种或仅含有Al2O3、C、SiC三者中的任一种的浇注料或自流浇注料或捣打料或耐火泥浆。

优选地，制作找平层的第一不定型耐火材料为含有Al2O3或者同时含有Al2O3、SiC的浇注料或自流浇注料或捣打料。

与高炉炉缸现有的大修方式相比，本发明的有益效果是：

最大限度地利用了现有高炉炉缸大修方式中全部或者部分被丢弃的炉缸剩余炭砖，避免了资源浪费，节省了修理费用。

采用本发明时，不必全部清空炉缸，不需要拆除并重砌全部的炉缸炭砖，从而减少了大修占用的高炉冶炼时间，节省了施工作业费用、多产了生铁、节省了炉缸炭砖的采购费用等，可明显提高炼铁企业的经济效益。预计一座2500m³的高炉采用本发明的方法和衬体，可以产生直接效益超过1800万元。

附图说明

图1示出根据本发明的实施例1的修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的方法以及所使用的耐材衬体。

图2示出根据本发明实施例2的修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的方法以及耐材衬体。

图3是图2中的修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的方法以及耐材衬体中的导热性衬体的一种方法步骤示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

<实施例1>

图1示出根据本发明的实施例1的修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的方法以及所使用的耐材衬体。

根据本发明的实施例1的耐材衬体包括残存炭砖1、找平层8。找平层8例如可以用第一不定型耐火材料7制成。残存炭砖1的朝向高炉中心侧设有由耐火砖10制作的耐火墙体5，耐火墙体5与残存炭砖1之间设有由不定型耐火材料2制作的导热性衬体3。

所述的砌筑制作耐火墙体5的耐火砖10是含65％～90％重量百分比的Al2O3(重量百分比)的耐火砖，或者为在朝向炉外面上粘贴有可压缩的纤维毡、纤维毯和/或纤维垫的、含65％～90％重量百分比的Al2O3(重量百分比)的耐火砖。耐火砖10的Al₂O₃含量优选为78％～88％重量百分比。

所述的制作导热性衬体3的不定型耐火材料2是含65％～95％重量百分比的SiC(重量百分比)的浇注料或者自流浇注料或者捣打料或者喷涂料、或者是C的重量百分比为75％～95％(重量百分比)的浇注料或者自流浇注料或者捣打料或者喷涂料、或者是C含量与SiC含量的和为75％～95％重量百分比的浇注料或者自流浇注料或者捣打料或者喷涂料。

所述的制作找平层8的第一不定型耐火材料(7)为含有Al₂O₃、或者同时含有Al₂O₃、SiC的浇注料或自流浇注料或捣打料。

根据本发明的实施例1的修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的方法包括以下步骤：(一)采用第一不定型耐火材料7在高炉原有耐火材料衬体6的上面制作找平层8；(二)之后，例如当找平层8凝固后，用耐火砖10在找平层8上砌筑耐火墙体5，将不定型耐火材料2填充在残存炭砖1与耐火墙体5之间制作导热性衬体3。

在上述步骤(一)之前为下述准备步骤：对高炉炉缸侧壁炭砖的工作端遭到侵蚀、需要修理的部位，清除粘结在高炉炉底和炉缸侧壁交接部位的高炉原有耐火材料衬体6的上表面的杂质、清除粘结在残存炭砖1工作端的杂质、疏松层和变质层。

在本实施例1的步骤(二)中，砌筑耐火墙体5可以以以下几种方式或其进行：

当用第一不定型耐火材料7制作的找平层8凝固后，将耐火砖10砌筑在找平层8上形成耐火墙体5直至耐火墙体5的总高度达到设计高度止；在耐火墙体5的第一段与残存炭砖1之间填充第二不定型耐火材料2。

当找平层8凝固后，将耐火砖10砌筑在找平层8上形成耐火墙体5的第一段，在耐火墙体5的第一段与残存炭砖1之间填充不定型耐火材料2形成对应高度的导热性衬体3；然后，将耐火砖10砌筑在耐火墙体5的第一段上形成耐火墙体5的第二段，在耐火墙体5的第二段与残存炭砖1之间填充不定型耐火材料2再形成对应高度的导热性衬体3；如此循环，至耐火墙体5与导热性衬体3的总高度达到设计高度止。

首先将第二不定型耐火材料2敷或喷涂在残存炭砖2热面；然后将耐火砖10砌筑在找平层8上形成耐火墙体5直至耐火墙体5的总高度达到设计高度止。

在残存炭砖1的热面侧设置模板9，将第二不定型耐火材料2填充在模板9与残存炭砖1之间，当填充的不定型耐火材料(2)具有一定强度后拆除模板；将耐火砖10砌筑在找平层8上形成耐火墙体5直至耐火墙体5的总高度达到设计高度止。

上述第一不定型耐火材料和第二不定型耐火材料可以是相同或不同的已知的耐火材料。

<实施例2>

图2示出根据本发明实施例2的修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的方法以及耐材衬体。

类似于上述根据本发明实施例1的耐材衬体，根据本发明实施例2的耐材衬体也包括残存炭砖1、导热性衬体3、耐火墙体5、找平层8。不同于上述根据本发明实施例1的耐材衬体，根据本发明实施例2的耐材衬体还包括不定型耐火材料11。残存炭砖1的朝向高炉中心侧设有由耐火砖10制作的耐火墙体5，耐火墙体5与残存炭砖1之间设有由第二不定型耐火材料2制作的导热性衬体3和第三不定型耐火材料11。不定型耐火材料11位于导热性衬体3与耐火墙体5之间。

所述的耐火砖10、第一不定型耐火材料2、第一不定型耐火材料7与实施例1相同。

所述的不定型耐火材料11为同时含有Al₂O₃、C、SiC或者同时含有Al₂O₃、C、SiC三者中的任二种或仅含有Al₂O₃、C、SiC三者中的任一种的浇注料或自流浇注料或捣打料或耐火泥浆。

图3是图2中的修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的方法以及耐材衬体中的导热性衬体的一种方法步骤示意图。

参见图3，根据本发明的实施例2的修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的方法包括以下步骤：(一)用不定型耐火材料2在残存炭砖1的被侵蚀部位制作导热性衬体3；(二)然后，用第一不定型耐火材料7在高炉原有耐火材料衬体6上的耐火墙体5的砌筑位置上制作找平层8；(三)其后，以导热性衬体3的炉内面4为导面逐段砌筑耐火墙体5，耐火墙体5与导热性衬体3的炉内面4之间填充第三不定型耐火材料11。

在上述步骤(一)之前为下述准备步骤：对高炉炉缸侧壁炭砖的工作端遭到侵蚀、需要修理的部位，清除粘结在高炉炉底和炉缸侧壁交接部位的高炉原有耐火材料衬体6的上表面的杂质、清除粘结在残存炭砖1工作端的杂质、疏松层和变质层。

在实施例中2的步骤(一)中，制作导热性衬体可以采用以下两种方法进行：

将第二不定型耐火材料2涂敷或喷涂在残存炭砖1的热面。或者采用模板辅助。参见图3，在残存炭砖1的热面侧设置模板9，将第二不定型耐火材料2填充在模板9与残存炭砖1之间，当填充的第二不定型耐火材料(2)具有一定强度后拆除模板。

在实施例2的步骤(三)可以以以下两种方式进行：

直接涂敷第三不定型耐火材料砌筑。具体地，以导热性衬体3的炉内面4为导面砌筑耐火墙体5的每块耐火砖10时，在耐火砖10与导热性衬体3的接触面上涂敷第三不定型耐火材料11。

逐段砌筑填充。以导热性衬体3的炉内面4为导面将耐火砖10砌筑在找平层8上形成耐火墙体5的第一段，在耐火墙体5的第一段与导热性衬体3之间填充第三不定型耐火材料11；然后，将耐火砖10砌筑在耐火墙体5的第一段上形成耐火墙体5的第二段，在耐火墙体5的第二段与导热性衬体3之间填充第三不定型耐火材料11；如此循环，至耐火墙体5的总高度达到设计高度止。或者，以导热性衬体3的炉内面4为导面砌筑耐火墙体5的每块耐火砖10时，在耐火砖10与导热性衬体3的接触面上涂敷第三不定型耐火材料11。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。