CN102767954B - 高温箱式电炉炉衬预制体及其预制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温箱式电炉炉衬预制体及其预制方法，高温箱式电炉炉衬预制体炉顶、炉壁分别预制。炉壁采用凝胶结合氧化铝空心球浇注料浇注预制块。高温箱式电炉底部采用定形耐火材料砌筑。炉口采用炉门镶嵌衬砖方式封堵炉门。高温箱式电炉炉衬预制体的预制方法为：一号高温区炉顶预制块预制两块，每块预制块预留八个加热体插孔；二号高温区炉顶预制块预制一块，预留四个加热体插孔，一个热电偶插孔；三号炉口低温区炉顶预制块预制一块；四号炉壁预制块预制两块。本发明的有益效果体现在：适应1700℃高温箱式电炉的使用要求；预制体具有施工方便；预制体整体性好、保温性好；增加了高温箱式电炉的炉容，降低了高温箱式电炉炉衬的制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及高温炉炉衬的结构及其砌筑方法，特别是一种高温箱式电炉炉衬预制体及其预制方法。
背景技术
目前随着高温箱式电炉炉容及使用温度的增加，高温箱式电炉炉衬用结构耐火材料已经成为制约高温箱式电炉生产和使用的重要因素。传统箱式电炉炉衬采用刚玉质或刚玉莫来石质轻质隔热耐火材料搭接或对接的方式砌筑而成。由于定形耐火材料与电炉的结构存在差距，一般需要人工切割，炉体结构的整体性较差，尤其对于大容量、高炉温的箱式电炉，炉衬耐火材料容易出现龟裂、掉角、结构剥落，导致炉体温度过高，热量损失严重的情况发生。
经检索专利文献得知：中国专利公开号101863674涉及到一种刚玉空心球结构隔热一体化复合砖及制备方法，以致密高铝矾土作为重质支撑层，以刚玉空心球为轻质隔热层，将两者采用振动加压或机压成型方法复合形成复合砖；中国专利公开号101857451涉及到一种碱性结构隔热一体化复合砖及制备方法，以致密的碱性砖作为重质支撑层，以氧化铝空心球作为轻质隔热层，将两者采用振动加压或机压成型方式复合形成复合砖；中国专利公开号101429044涉及一种含氧化镁的氧化铝空心球制品，制品以氧化铝空心球作为骨料，以氧化铝微粉和氧化镁微粉作为基质，氧化镁引入可以降低制品的热导率，提高制品的热震稳定性，并且不影响制品的高温性能。因此，尚未有高温箱式电炉炉衬预制块及其预制方法的报道。
发明内容
本发明提供了一种高温箱式电炉炉衬预制体及其预制方法，对高温箱式电炉炉衬耐火材料，尤其炉顶、炉壁耐火材料结构进行设计，采用炉顶、炉壁耐火材料预制砌筑方式对高温箱式电炉炉衬进行砌筑，以提高高温箱式电炉结构整体性、稳定性和安全性。
本发明提供的高温箱式电炉炉衬预制体，其结构是：炉顶、炉壁分别预制。炉顶采用凝胶结合氧化铝空心球浇注料浇注预制块，炉顶采用弧顶形状，以减少炉顶的压力，延长使用寿命。高温区炉顶预制三块凝胶结合氧化铝空心球耐火材料预制块，预制块带有加热体插孔。中间预制块的中心位置有一个热电偶插孔，两侧位置有四个加热体插孔，由于此预制块承受温度最高，并且弧顶设置热电偶插孔，容易在热电偶插孔位置出现龟裂或断裂，因此单独设计和预制，便于更换。高温区两端两联体预制块两侧位置设置八个加热体插孔。炉口低温区设置一块低水泥结合氧化铝空心球浇注料预制块。
炉壁采用凝胶结合氧化铝空心球浇注料浇注预制块。炉壁为五对加热体嵌入式结构，提高了高温箱式电炉炉容。炉壁与加热体距离大于5-20mm。每座高温箱式电炉安装一对对称炉壁，高温区与炉口低温区采用整体浇注预制成型。由于高温箱式电炉底部及后端炉衬对耐火材料机械强度要求不高并且结构简单，依然采用定形耐火材料砌筑。炉口炉衬耐火材料活动性强，采用传统炉门镶嵌衬砖方式封堵炉门。
本发明生产的高温箱式电炉炉衬预制体的预制方法为：
(a)一号高温区炉顶预制块预制两块，每块预制块预留八个加热体插孔。以5-0.2mm氧化铝空心球作为骨料，以质量百分比计加入量55-65％；以氧化铝微粉作为基质，以质量百分比计加入量35-40％；以二氧化硅微粉作为结合剂，以质量百分比计加入量3％；以质量百分比计外加0.1-0.2％的三聚磷酸钠作为减水剂；以质量百分比计外加0.1-0.2％的纤维作为防爆剂；以质量百分比计外加8-12％水，形成自流态浇注料浇注到模具中，振动成型，振动时间3-10分钟。振动后预制块在模具中常温养护12-24小时脱模，预制块在110℃干燥12-24小时，冷却后备用。
(b)二号高温区炉顶预制块预制一块，预留四个加热体插孔，一个热电偶插孔。以5-0.2mm氧化铝空心球作为骨料，以质量百分比计加入量55-65％；以氧化铝微粉作为基质，以质量百分比计加入量35-40％；以二氧化硅微粉作为结合剂，以质量百分比计加入量2.5-3.5％；以质量百分比计外加0.1-0.2％的三聚磷酸钠作为减水剂；以质量百分比计外加0.1-0.2％的纤维作为防爆剂；以质量百分比计外加8-12％水，形成自流态浇注料浇注到模具中，振动成型，振动时间3-10分钟。振动后预制块在模具中常温养护12-24小时脱模，预制块在110℃干燥12-24小时，冷却后备用。
(c)三号炉口低温区炉顶预制块预制一块。以5-0.2mm氧化铝空心球作为骨料，以质量百分比计加入量55-65％；以氧化铝微粉作为基质，以质量百分比计加入量30-35％；以水泥作为结合剂，以质量百分比计加入量5-7％；以质量百分比计外加0.1-0.2％的三聚磷酸钠作为减水剂；以质量百分比计外加0.1-0.2％的纤维作为防爆剂；以质量百分比计外加5-8％水，形成自流态浇注料浇注到模具中，振动成型，振动时间3-10分钟。振动后预制块在模具中常温养护12-24小时脱模，预制块在110℃干燥12-24小时，冷却后备用。
(d)四号炉壁预制块预制两块。以5-0.2mm氧化铝空心球作为骨料，以质量百分比计加入量55-65％；以氧化铝微粉作为基质，以质量百分比计加入量35-40％；以硅灰作为结合剂，以质量百分比计加入量2.5-3.5％；以质量百分比计外加0.1-0.2％的三聚磷酸钠作为减水剂；以质量百分比计外加0.1-0.2％的纤维作为防爆剂；以质量百分比计外加8-12％水，形成自流态浇注料浇注到炉壁专用模具中，振动成型，振动时间5-15分钟。振动后预制块在模具中常温养护18-24小时脱模，预制块在110℃干燥18-24小时，冷却后备用。
本发明与传统高温箱式电炉炉衬相比其显著的有益效果体现在：
(1)本发明的高温箱式电炉炉衬预制体经实际应用后证明能够适应1700℃高温箱式电炉的使用要求。
(2)本发明的高温箱式电炉炉衬预制体具有施工方便的优点，预制的炉顶、炉壁预制块预制了热电偶插孔和加热体插孔等，无需人工钻孔和切割，减轻工人劳动强度。
(3)本发明的高温箱式电炉炉衬预制体具有整体性好、保温性好的优点，能够降低高温箱式电炉炉壳的温度。
(4)本发明的高温箱式电炉炉顶预制块采用弧顶设计，减少了炉顶压力。同时炉壁采用嵌入式加热体安装结构，增加了高温箱式电炉的炉容。
(5)本发明的高温箱式电炉炉顶预制块干燥后即可安装，安装后随炉升温即可，无需预先烧制，降低了高温箱式电炉炉衬的制造成本。
附图说明
图1是本发明高温箱式电炉炉衬预制体结构示意图。
1.一号高温区炉顶预制块；
2.二号高温区炉顶预制块；
3.三号低温区炉顶预制块；
4.四号炉壁预制块；
5.二号高温区炉顶预制块热电偶插孔；
6.一号高温区炉顶预制块加热体插孔。
具体实施方式
如图1所示，高温箱式电炉炉衬预制体结构如下：
一号高温区炉顶预制块1；二号高温区炉顶预制块2；三号低温区炉顶预制块3；四号炉壁预制块4。其中二号高温区炉顶预制块中间设置热电偶插孔，属于易损坏区域，因此单独设计。高温区炉顶设计两块一号炉顶预制块，属于带加热体插孔的两联体预制块。低温区设计一块无加热体插孔的两联体三号炉顶预制块。图1中5为二号高温区预制块的热电偶插孔，6为高温区炉顶预制块加热体插孔位置。
高温箱式电炉炉衬预制体的预制方法为：
(a)一号高温区炉顶预制块1预制两块，每块预制块预留八个加热体插孔。以5-0.2mm氧化铝空心球作为骨料，以质量百分比计加入量60％；以氧化铝微粉作为基质，以质量百分比计加入量37％；以二氧化硅微粉作为结合剂，以质量百分比计加入量3％；以质量百分比计外加0.1％的三聚磷酸钠作为减水剂；以质量百分比计外加0.1％(质的纤维作为防爆剂；以质量百分比计外加10％水，形成自流态浇注料浇注到模具中，振动成型，振动时间3-10分钟。振动后预制块在模具中常温养护24小时脱模，预制块在110℃干燥24小时，冷却后备用。
(b)二号高温区炉顶预制块2预制一块，预留四个加热体插孔，一个热电偶插孔。以5-0.2mm氧化铝空心球作为骨料，以质量百分比计加入量60％；以氧化铝微粉作为基质，以质量百分比计加入量37％；以二氧化硅微粉作为结合剂，以质量百分比计加入量3％；以质量百分比计外加0.1％的三聚磷酸钠作为减水剂；以质量百分比计外加0.1％的纤维作为防爆剂；以质量百分比计外加10％水，形成自流态浇注料浇注到模具中，振动成型，振动时间3-10分钟。振动后预制块在模具中常温养护24小时脱模，预制块在110℃干燥24小时，冷却后备用。
(c)三号炉口低温区炉顶预制块3预制一块，以5-0.2mm氧化铝空心球作为骨料，以质量百分比计加入量60％；以氧化铝微粉作为基质，以质量百分比计加入量33％；以水泥作为结合剂，以质量百分比计加入量7％；以质量百分比计外加0.1％的三聚磷酸钠作为减水剂；以质量百分比计外加0.1％的纤维作为防爆剂；以质量百分比计外加7％水，形成自流态浇注料浇注到模具中，振动成型，振动时间3-10分钟。振动后预制块在模具中常温养护24小时脱模，预制块在110℃干燥24小时，冷却后备用。
(d)四号炉壁预制块4预制两块。以5-0.2mm氧化铝空心球作为骨料，以质量百分比计加入量60％；以氧化铝微粉作为基质，以质量百分比计加入量37％；以硅灰作为结合剂，以质量百分比计加入量3％；以质量百分比计外加0.1％的三聚磷酸钠作为减水剂；以质量百分比计外加0.1％的纤维作为防爆剂；以质量百分比计外加7％水，形成自流态浇注料浇注到炉壁专用模具中，振动成型，振动时间5-15分钟。振动后预制块在模具中常温养护24小时脱模，预制块在110℃干燥24小时，冷却后备用。
高温箱式电炉炉衬预制体安装及其使用的具体步骤：
(1)按炉型要求预制一套高温箱式电炉炉衬预制块，其中包括：如图1所示一号高温区炉顶预制块二块，二号高温区炉顶预制块一块，三号炉口低温区炉顶预制块一块，四号炉壁预制块二块，对称放置。
(2)按图1所示，安装炉顶、炉壁预制块。砌筑其它保温砖后，将出现的缝隙用石棉封堵。
(3)预制块烧成通过高温箱式电炉随炉升温来实现，第一次升温时，升温速度控制在2-5℃/min，直至升温到1600℃，恒温3小时后自然降温至室温。
(4)第二次使用高温箱式电炉即可按试样要求制定升温制度。每次使用前观察炉顶、炉壁的破损情况，如出现龟裂、掉角等现象时，及时更换预制块。如再次更换预制块，按步骤(3)升温即可。
Claims (1)
1.高温箱式电炉炉衬预制体的预制方法，预制体是炉顶、炉壁分别预制，炉顶采用凝胶结合氧化铝空心球浇注料浇注预制块，炉顶采用弧顶形状，高温区炉顶预制三块凝胶结合氧化铝空心球耐火材料预制块，预制块带有加热体插孔，中间预制块的中心位置有一个热电偶插孔，两侧位置有四个加热体插孔；高温区两端的两联体预制块两侧位置设置八个加热体插孔，炉口低温区设置一块水泥结合氧化铝空心球浇注料预制块；炉壁采用凝胶结合氧化铝空心球浇注料浇注预制块，炉壁为五对加热体嵌入式结构，炉壁与加热体距离5-20mm，每座高温箱式电炉安装一对对称的炉壁，高温区与炉口低温区采用整体浇注预制成型，高温箱式电炉底部及后端炉衬采用定形耐火材料砌筑，炉口炉衬采用传统炉门镶嵌衬砖；
其特征在于高温箱式电炉炉衬预制体的预制方法叙述如下：
（a）一号高温区炉顶预制块预制两块，每块预制块预留八个加热体插孔，以5-0.2mm氧化铝空心球作为骨料，以质量百分比计加入量55-65%；以氧化铝微粉作为基质，以质量百分比计加入量30-40%；以二氧化硅微粉作为结合剂，以质量百分比计加入量2.5-3.5%；以质量百分比计外加0.1-0.2%的三聚磷酸钠作为减水剂；以质量百分比计外加0.1-0.2%的纤维作为防爆剂；以质量百分比计外加8-12%水，形成自流态浇注料浇注到模具中，振动成型，振动时间3-10分钟，振动后预制块在模具中常温养护12-24小时脱模，预制块在110℃干燥12-24小时，冷却后备用；
（b）二号高温区炉顶预制块预制一块，预留四个加热体插孔，一个热电偶插孔，以5-0.2mm氧化铝空心球作为骨料，以质量百分比计加入量55-65%；以氧化铝微粉作为基质，以质量百分比计加入量35-40%；以二氧化硅微粉作为结合剂，以质量百分比计加入量2.5-3.5%；以质量百分比计外加0.1-0.2%的三聚磷酸钠作为减水剂；以质量百分比计外加0.1-0.2%的纤维作为防爆剂；以质量百分比计外加8-12%水，形成自流态浇注料浇注到模具中，振动成型，振动时间3-10分钟，振动后预制块在模具中常温养护12-24小时脱模，预制块在110℃干燥12-24小时，冷却后备用；
（c）三号炉口低温区炉顶预制块预制一块，以5-0.2mm氧化铝空心球作为骨料，以质量百分比计加入量55-65%；以氧化铝微粉作为基质，以质量百分比计加入量30-35%；以水泥作为结合剂，以质量百分比计加入量5-7%；以质量百分比计外加0.1-0.2%的三聚磷酸钠作为减水剂；以质量百分比计外加0.1-0.2%的纤维作为防爆剂；以质量百分比计外加5-8%水，形成自流态浇注料浇注到模具中，振动成型，振动时间3-10分钟，振动后预制块在模具中常温养护12-24小时脱模，预制块在110℃干燥12-24小时，冷却后备用；
（d）四号炉壁预制块预制两块，以5-0.2mm氧化铝空心球作为骨料，以质量百分比计加入量55-65%；以氧化铝微粉作为基质，以质量百分比计加入量35-40%；以硅灰作为结合剂，以质量百分比计加入量2.5-3.5%；以质量百分比计外加0.1-0.2%的三聚磷酸钠作为减水剂；以质量百分比计外加0.1-0.2%的纤维作为防爆剂；以质量百分比计外加8-12%水，形成自流态浇注料浇注到炉壁专用模具中，振动成型，振动时间5-15分钟，振动后预制块在模具中常温养护18-24小时脱模，预制块在110℃干燥18-24小时，冷却后备用。
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