CN109055639A

CN109055639A - 高导热长寿型高炉炉缸及砖衬砌筑方法

Info

Publication number: CN109055639A
Application number: CN201811190219.7A
Authority: CN
Inventors: 卢正东; 张正东; 陈令坤; 肖志新; 胡正刚; 邹祖桥; 余珊珊; 刘栋梁
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2018-12-21
Anticipated expiration: 2038-10-12
Also published as: CN109055639B

Abstract

本发明公开了一种高导热长寿型高炉炉缸，包括从外往内依次设置的炉壳、冷却壁和砖衬；在炉缸下部、炉缸中下部、炉缸中部、炉缸中上部和炉缸上部，砖衬包括依次设置的小块炭砖、炭素捣打料层、大块炭砖；在炉缸顶部，砖衬由若干小块炭砖砌筑而成。本发明还提供一种高导热长寿型高炉炉缸的砖衬砌筑方法。本发明不仅能避免由于热应力造成的炉缸砖衬开裂以及有害元素通过裂纹产生的侵蚀破坏，还能有效抵御铁水的环流冲刷，从而缓解炉缸的侵蚀破损，延长高炉服役寿命。

Description

高导热长寿型高炉炉缸及砖衬砌筑方法

技术领域

本发明属于炼铁技术领域，具体涉及一种高导热长寿型高炉炉缸及砖衬砌筑方法。

背景技术

高炉是用于铁矿石还原与冶炼的高温高压大型反应容器，也是我国目前铁水生产的主导工艺。高炉结构从上至下可依次划分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸，其中炉缸是盛装铁水和炉渣，完成高炉周期性渣铁排放的部位，同时也是制约高炉寿命的关键性部位，一旦炉缸发生严重侵蚀和烧穿，就需要停炉大修，高炉一代炉龄宣告结束。

近年来，由于高炉冶炼强度的不断提高和低品位原燃料的大量应用，炉内高温渣铁和有害元素对炉缸的冲刷和侵蚀也逐渐加重，因炉缸侵蚀烧穿而导致的高炉停炉大修现象在国内外频频发生，不仅扰乱了钢铁企业的生产秩序，而且增加了巨额维修成本。以一座3200m³大型高炉为例，高炉大修费用需要4～5亿元，另外，高炉大修时间一般为6个月左右，期间停产损失在3～4亿元。为此，有必要对现有炉缸不足进行改进和优化，有效缓解炉缸的异常侵蚀和烧穿，从而实现高炉长寿化运行。

目前高炉炉缸的异常侵蚀破损主要由以下三个原因导致：

(1)有害元素(碱金属元素K、Na等)对炉缸炭砖的化学侵蚀。

由于高炉炭砖冷面和热面温差极大，炭砖冷面紧邻冷却壁，温度一般在100℃以下，炭砖热面接触炉内渣铁，温度一般在1200℃～1500℃。据研究报道，当炭砖尺寸过大(如采用大块炭砖时，参见图1，以目前国内外主流产品微孔大炭砖为例，其砖型尺寸为：长400mm～1200m，宽400mm～500mm，高400mm～500mm)，或炭砖导热性能不良时(如导热系数低于20W/m·K)，炭砖冷热两端的巨大温差容易在其内部产生较大的热应力，并诱发炭砖表面产生微裂纹。

根据热力学计算表明，当高炉原燃料质量较差，有害元素(碱金属元素K、Na等)入炉，高炉炉缸内会存在碱金属蒸汽，并沿着炭砖的微裂纹不断向炭砖低温区流动和扩散，当进入炭砖内部800℃～900℃部位时，碱金属K、Na等会与高炉砖衬中的Al₂O₃，SiO₂生成硅酸盐低融物。化学反应式为：

K₂O+2(3Al₂O₃·2SiO₂)(莫来石)→K₂O·Al₂O₃·4SiO₂(白榴石)+5Al₂O₃

上述反应同时伴随着较大的体积膨胀(30％～50％)，从而导致砖衬的破损和断裂，严重时会造成炉缸炭砖沿炉缸圆周方向形成环裂。当大块炭砖中存在上述断裂甚至炉缸环裂时，其断裂或环裂处将成为炉缸径向的绝热层，该绝热层一旦存在，不仅会导致炭砖传热受阻，热面温度大幅升高，侵蚀速度大大加快，而且在绝热层部位，由于其温度较低，还会造成有害元素更容易在此部位沉积和发生侵蚀反应，从而导致侵蚀区域和断裂部位的进一步扩展，如此下去便会形成恶性循环，使炉缸寿命大幅缩短。

(2)高炉冶炼强度提高后，铁水环流对炉缸炭砖侧壁冲刷加剧。

近年来，随着高炉大型化和高风温、高富氧、大喷煤技术的广泛应用，高炉出铁量也大幅增加。目前，采用双铁口交替出铁的高炉，出铁流速在10t/min左右，较大的出铁流速对炉缸侧壁的环流冲刷影响很大，尤其是当炉缸采用小块炭砖时(参见图2，目前，国内高炉中采用的小块炭砖多为美国UCAR公司的NMA、NMD小炭砖，其砖型尺寸为：长300mm～500mm，宽200mm～300mm，高120mm～180mm)，由于小块炭砖尺寸小，使得炉缸圆周方向上砖缝过多，上述砖缝将成为炉缸砖衬抵御铁水环流冲刷的薄弱部位。此外，小块炭砖受配方和成型工艺限制(小块炭砖一般采用电极石墨为主要原料，而电极石墨耐铁水冲刷侵蚀性能较差，且热压成型后未经1300℃以上高温烧结)，其本身抗渣铁冲刷侵蚀性能也弱于大块炭砖。因此，在炉缸下部采用小块炭砖时，容易在炉缸铁水的环流冲刷下发生侵蚀和渗铁，当冷却强度不足时，还会造成炉缸炭砖的快速侵蚀，严重时在高炉开炉2～3年内就会发生烧穿事故。

(3)炉缸砖衬砌筑结构不合理造成热阻增大，加快炭砖热面侵蚀速度。

该缺点主要存在于采用大块炭砖砌筑的炉缸。采用传统方式砌筑大块炭砖时，会在大块炭砖和冷却壁之间砌筑一层炭素捣打料。当采用树脂结合剂时，炭素捣打料需要在100℃以上温度持续24小时以上的烘烤后，才能固结良好；当采用沥青结合剂时，炭素捣打料需要在300℃以上温度持续24小时以上的烘烤后，才能固结良好；炭素捣打料固结良好后，导热系数才可以达到其最大值(大约在20W/m·K)。然而，在采用传统方式砌筑时，由于炭素捣打料紧邻冷却壁，其实际温度处于40℃～50℃，由于固结不良，实际导热系数<10W/m·K。因此，该炭素捣打料层成为炉缸径向上的一个低导热率的隔热层，严重阻碍热量由炉缸内部传输至外部，这不仅使冷却壁无法发挥强化冷却的作用，严重时还会导致炭砖热面温度过高，超过安全服役温度，加快炉缸砖衬的侵蚀破损，缩短高炉寿命。

因此，我们有必要设计一种新型的高炉炉缸，克服上述不足，延长服役寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高导热长寿型高炉炉缸及砖衬砌筑方法，该炉缸及砖衬砌筑方法不仅能避免由于砖型尺寸过大造成的热应力开裂，以及有害元素通过砖衬裂纹产生的侵蚀破坏，还能有效抵御铁水的环流冲刷，从而缓解炉缸的侵蚀破损，延长高炉服役寿命。

本发明所采用的技术方案是：

一种高导热长寿型高炉炉缸，包括从外往内依次设置的炉壳、冷却壁和砖衬；

在炉缸下部、炉缸中下部、炉缸中部、炉缸中上部，炉缸上部，砖衬包括依次设置的小块炭砖、炭素捣打料层、大块炭砖；

在炉缸顶部，砖衬由若干小块炭砖砌筑而成。

按上述方案，小块炭砖尺寸为：长300mm～500mm、宽150mm～250mm、高100mm～150mm。

按上述方案，在炉缸下部和炉缸中下部，小块炭砖沿炉缸圆周砌筑1至3圈，砌筑2～6层，炭素捣打料层的厚度为50mm～100mm，大块炭砖沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑1～3层；该大块炭砖尺寸为：长600mm～900mm、宽300mm～500mm、高300mm～500mm。

按上述方案，在炉缸中部，小块炭砖沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑15～30层，炭素捣打料层的厚度为50mm～100mm，大块炭砖沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑5～10层；该大块炭砖尺寸为：长600mm～1200mm、宽300mm～500mm、高300mm～500mm。

按上述方案，在炉缸中上部和炉缸上部，小块炭砖沿炉缸圆周砌筑1～3圈，砌筑2～6层，炭素捣打料层的厚度为50mm～100mm；大块炭砖沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑1～3层，该大块炭砖尺寸为：长600mm～900mm、宽300mm～500mm、高300mm～500mm。

按上述方案，在炉缸上部，小块炭砖沿炉缸圆周砌筑3～5圈，砌筑2～6层，在炉缸中上部，不砌筑大块炭砖，不设炭捣料层。

本发明还提供一种高导热长寿型高炉炉缸的砖衬砌筑方法，其包括如下步骤：

(1)在炉缸下部，邻近炉底区域，沿炉缸冷却壁圆周顶砌1至3圈小块炭砖，共砌2～6层；在小块炭砖内侧铺设厚度为50mm～100mm的炭素捣打料层；在炭素捣打料层内侧，沿炉缸圆周砌筑1圈大块炭砖，共砌1～3层；

(2)在炉缸中下部，沿炉缸冷却壁圆周顶砌1至3圈小块炭砖，共砌2～6层；在小块炭砖内侧铺设厚度为50mm～100mm的炭素捣打料层；在炭素捣打料层内侧，沿炉缸圆周砌筑1圈大块炭砖，共砌1～3层；

(3)在炉缸中部，铁口中心线附近区域，沿炉缸冷却壁圆周顶砌1圈小块炭砖，共砌15～30层；在小块炭砖内侧铺设厚度为50mm～100mm的炭素捣打料层；在炭素捣打料层内侧，沿炉缸圆周砌筑1圈大块炭砖，共砌5～10层；

(4)在炉缸中上部，沿炉缸冷却壁圆周顶砌1～3圈，共砌2～6层小块炭砖；在小块炭砖内侧铺设厚度为50mm～100mm的炭素捣打料层；在炭素捣打料层内侧，沿炉缸圆周砌筑1圈大块炭砖，共砌1～3层；

(5)在炉缸上部，沿炉缸冷却壁圆周顶砌1～3圈，共砌2～6层小块炭砖；在小块炭砖内侧铺设厚度为50mm～100mm的炭素捣打料层；在炭素捣打料层内侧，沿炉缸圆周砌筑1圈大块炭砖，共砌1～3层；

(6)在炉缸顶部，沿炉缸冷却壁圆周顶砌3～5圈小块炭砖，共砌2～6层，完成砖衬的砌筑。

在该方法中，所有小块炭砖尺寸均为：长300mm～500mm、宽150mm～250mm、高100mm～150mm。

在炉缸下部、炉缸中下部，大块炭砖尺寸为：长600mm～900mm、宽300mm～500mm、高300mm～500mm；在炉缸中部，大块炭砖尺寸为：长600mm～1200mm、宽300mm～500mm、高300mm～500mm；在炉缸中上部、炉缸上部，大块炭砖尺寸为：长600mm～900mm、宽300mm～500mm、高300mm～500mm。

炉缸各区域界限及各类炭砖的砌筑层数和圈数可随炉缸内型参数灵活调整。

本发明的有益效果在于：

本发明的炉缸砖衬采用大块炭砖，小块炭砖和炭素捣打料复合砌筑。炉缸局部区域可不设置炭素捣打料和大块炭砖。本发明中的复合砌筑结构与传统炉缸结构相比，可以缩短大块炭砖沿炉缸径向的长度，此举可以改善炉缸大块炭砖的温度场和应力场分布，减小炭砖内部热应力，防止由于热应力过大造成的炭砖开裂，从而避免有害元素通过炭砖裂纹产生的侵蚀破坏；同时，将大块炭砖应用在炉缸热面，不仅可以减少砖缝，而且可以利用大块炭砖抗铁水溶蚀性好的特点有效抵御铁水的环流冲刷，从而缓解炉缸的侵蚀破损，延长高炉服役寿命。

此外，在炉缸顶部区域全部砌筑小块炭砖，由于小块炭砖尺寸小，导热系数高，且单块小块炭砖冷热面温差小，不易产生裂纹，从而有效避免了热应力导致的炭砖开裂以及有害元素沿炭砖裂纹向炉缸下部的侵蚀破坏；同时该区域在炉况正常时，不存在铁水环流；故在炉缸上部区域全部砌筑小块炭砖既可以充分发挥小块炭砖导热性能强的优点，还可以避免小块炭砖热面抗铁水侵蚀性能较差的缺点，实现物尽其用。

在炉缸中部，由于在铁口中心线区域附近存在较强的铁水环流，故在该区域采用大尺寸的大块炭砖，及仅砌筑1圈小块炭砖，从而充分发挥大块炭砖尺寸大(沿炉缸径向宽度大)，砖缝少(沿炉缸圆周方向)，耐侵蚀，耐冲刷减薄时间长的优点，有效延长炉缸的服役时间。

由于近年来大型高炉死铁层加深，炉缸下部铁水环流程度减轻，炉缸下部炭砖侵蚀减薄速度较慢，通过对多座高炉破损调查发现，死铁层加深后的高炉在一代炉役结束后，炉缸下部砖衬残余厚度仍有300mm～600mm。因此，可在炉缸下部采用较小尺寸的大块炭砖和多圈小块炭砖的砌筑结构，虽然炉缸下部大块炭砖尺寸减小，但仍可服役至炉役末期，故可以在一代炉龄内充分发挥大块炭砖耐铁水冲刷的优点。此外，由于小块炭砖导热能力强，炉缸下部径向温度场较传统全部砌筑大块炭砖结构更低，根据铁碳相图，当炉缸下部热面温度低于1150℃，将在炭砖热面形成铁水凝固层，凝固层形成后，可以最大程度的保护炭砖免受侵蚀。

采用本发明的复合砌筑炉缸结构，可使大块炭砖、炭素捣打料和小块炭砖的优点均得以充分发挥，不仅可以有效缓解热应力造成的砖衬开裂、有害元素通过裂纹产生的侵蚀破坏以及铁水环流对炭砖的侵蚀和冲刷，还可以促进炉缸中部至下部区域形成自保护性渣铁壳，从而实现炉缸整体长寿的目标。

以高炉一代炉龄20年为例，减少一次大修，仅施工和设备费用就可节省4～5亿元；另外，高炉大修时间一般需要半年以上，以3200m³大型高炉为例，大修期间损失产量150万吨，折合经济效益3～4亿元；因此，本发明的经济和社会效益巨大。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是采用大块炭砖的高炉炉缸的结构示意图；

图2是采用小块炭砖的高炉炉缸的结构示意图；

图3是实施例1中高导热长寿型高炉炉缸的结构示意图；

图4是实施例2中高导热长寿型高炉炉缸的结构示意图；

其中：1、炉壳，2、冷却壁，3、小块炭砖，4、炭素捣打料层，5、大块炭砖。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

参见图3，一种高导热长寿型高炉炉缸，适用于死铁层设计较深的高炉，其包括从外往内依次设置的炉壳1、冷却壁2和砖衬；

在炉缸下部、炉缸中下部、炉缸中部、炉缸中上部、炉缸上部，砖衬包括依次设置的小块炭砖3、炭素捣打料层4、大块炭砖5；

在炉缸顶部，砖衬由若干小块炭砖3砌筑而成；

其中，所有小块炭砖3尺寸为：长300mm、宽150mm、高150mm；在炉缸下部，小块炭砖3沿炉缸圆周砌筑3圈，共砌筑3层，炭素捣打料层4的厚度为50mm，大块炭砖5沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑1层，炉缸下部的大块炭砖5尺寸为：长600mm、宽450mm、高450mm；在炉缸中下部，小块炭砖3沿炉缸圆周砌筑2圈，共砌筑3层，炭素捣打料层4的厚度为50mm，大块炭砖5沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑1层，炉缸中下部的大块炭砖尺寸为：长900mm、宽450mm、高450mm；在炉缸中部，小块炭砖3沿炉缸圆周砌筑1圈，共砌18层，炭素捣打料层的厚度为50mm，大块炭砖沿炉缸圆周砌筑1圈，共砌筑6层，炉缸中部的大块炭砖尺寸为：长1200mm、宽450mm、高450mm；在炉缸中上部，小块炭砖沿炉缸圆周砌筑2圈，共砌筑3层，炭素捣打料层的厚度为50mm，大块炭砖沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑1层，炉缸中上部的大块炭砖尺寸为：长900mm、宽450mm、高450mm；在炉缸上部，小块炭砖沿炉缸圆周砌筑3圈，共砌3层，炭素捣打料层的厚度为50mm；大块炭砖沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑1层，炉缸上部的大块炭砖尺寸为：长600mm、宽450mm、高450mm；在炉缸顶部，小块炭砖沿炉缸圆周砌筑5圈，共砌3层，不砌筑大块炭砖，不设炭捣料层。

上述高导热长寿型高炉炉缸的砖衬砌筑方法，其包括如下步骤：

第一步：从炉缸下部开始砌砖小块炭砖，小块炭砖沿炉缸冷却壁顶砌，小块炭砖尺寸为：长300mm、宽150mm、高150mm，沿炉缸圆周砌筑3圈，小块炭砖共砌筑3层；然后，沿着砌好的小块炭砖砌筑大块炭砖，大小炭砖之间填充有50mm厚(炉缸径向宽度)的炭素捣打料层；大块炭砖尺寸为：长600mm、宽450mm、高450mm，沿炉缸圆周砌筑1圈，共砌筑1层；

第二步：在砌好第一步后，继续沿炉缸冷却壁顶砌小块炭砖，小块炭砖尺寸同上，砌筑2圈，共砌筑3层；然后，沿着砌好的小块炭砖砌筑大块炭砖，大小炭砖之间填充有炭素捣打料层，炭素捣打料层厚度(炉缸径向宽度)为50mm；大块炭砖尺寸为：长900mm、宽450mm、高450mm，沿炉缸圆周砌筑1圈，共砌筑1层；

第三步：在砌好第二步后，继续沿炉缸冷却壁顶砌小块炭砖，小块炭砖尺寸同上，砌筑1圈，共砌筑18层；然后，沿着砌好的小块炭砖砌筑大块炭砖，大小炭砖之间填充有炭素捣打料层，炭素捣打料层厚度(炉缸径向宽度)为50mm；大块炭砖尺寸为：长1200mm、宽450mm、高450mm，沿炉缸圆周砌筑1圈，共砌筑6层；

第四步：在砌好第三步后，继续沿炉缸冷却壁顶砌小块炭砖，小块炭砖尺寸同上，砌筑2圈，共砌筑6层；然后，沿着砌好的小块炭砖砌筑大块炭砖，大小炭砖之间填充有炭素捣打料层，炭素捣打料层厚度(炉缸径向宽度)为50mm；大块炭砖尺寸为：长900mm、宽450mm、高450mm，沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑1层；

第五步：在砌好第四步后，继续沿炉缸冷却壁顶砌小块炭砖，小块炭砖尺寸同上，砌筑3圈，共砌筑3层；然后，沿着砌好的小块炭砖砌筑大块炭砖，大小炭砖之间填充有炭素捣打料层，炭素捣打料层厚度(炉缸径向宽度)为50mm；大块炭砖尺寸为：长600mm、宽450mm、高450mm，沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑1层；

第六步：在砌好第五步后，继续沿炉缸冷却壁顶砌小块炭砖，小块炭砖尺寸同上，砌筑5圈，共砌筑3层；此步中不砌筑大块炭砖，不填充捣打料；完成砖衬的砌筑。

上述方案的优点在于：(1)由于炉缸死铁层较深，炉缸下部铁水环流较弱，采用上述设计既可以发挥大块炭砖抗铁水侵蚀能力较强的优点，同时由于小块炭砖沿炉缸径向厚度大(砌筑2圈)，可以发挥小块炭砖导热系数高的优点，使得炉缸下部炭砖整体热阻降低，利于炭砖热面形成凝固层，进一步减缓炭砖的侵蚀速度。(2)在炉缸中部，由于在铁口中心线区域附近存在较强的铁水环流，采用上述设计可以充分发挥大块炭砖尺寸大(沿炉缸径向宽度大)，砖缝少，耐侵蚀，耐减薄时间长的优点，有效延长炉缸的服役时间。(3)炉缸上部区域全部砌筑小块炭砖，该区域在炉况正常时一般不存在铁水环流，故可以充分发挥小块炭砖尺寸小，导热系数高，热应力小，不易产生裂纹的优点，有效避免了有害元素沿炉缸炭砖裂纹向炉缸下部的侵蚀破坏。上述高炉炉缸可以满足一代炉龄>15年的服役要求。

实施例2

参见图4，一种高导热长寿型高炉炉缸，适用于死铁层设计较浅的高炉，其包括从外往内依次设置的炉壳1、冷却壁2和砖衬；

在炉缸下部、炉缸中下部、炉缸中部、炉缸中上部、炉缸上部砖衬包括依次设置的小块炭砖3、炭素捣打料层4、大块炭砖5；

在炉缸顶部，砖衬由若干小块炭砖3砌筑而成；

其中，所有小块炭砖3尺寸为：长300mm、宽150mm、高150mm；在炉缸下部、炉缸中下部、炉缸中部和炉缸中上部，小块炭砖3沿炉缸圆周砌筑1圈，总砌筑21层，炭素捣打料层4的厚度为50mm，大块炭砖5沿炉缸圆周砌筑1圈，总砌筑7层；炉缸下部、炉缸中下部、炉缸中部和炉缸中上部的大块炭砖5尺寸为：长1200mm、宽450mm、高450mm；在炉缸上部，小块炭砖沿炉缸圆周砌筑3圈，共砌筑3层，炭素捣打料层的厚度为50mm；大块炭砖沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑1层，炉缸上部的大块炭砖尺寸为：长600mm、宽450mm、高450mm；在炉缸顶部，小块炭砖沿炉缸圆周砌筑5圈，共砌3层，不砌筑大块炭砖，不设炭捣料层。

第一步：从炉缸下部开始砌砖小块炭砖，小块炭砖沿炉缸冷却壁顶砌，小块炭砖尺寸为：长300mm、宽150mm、高150mm，沿炉缸圆周砌筑1圈，共砌筑21层；然后，沿着砌好的小块炭砖砌筑大块炭砖，大小炭砖之间填充有50mm厚(炉缸径向宽度)的炭素捣打料层；大块炭砖尺寸为：长1200mm、宽450mm、高450mm，沿炉缸圆周砌筑1圈，共砌筑7层；

第二步：在砌好第一步后，继续沿炉缸冷却壁顶砌小块炭砖，小块炭砖尺寸同上，砌筑3圈，共砌筑3层；然后，沿着砌好的小块炭砖砌筑大块炭砖，大小炭砖之间填充有50mm厚(炉缸径向宽度)的炭素捣打料层；大块炭砖尺寸为：长600mm、宽450mm、高450mm，沿炉缸圆周砌筑1圈，共砌筑1层；

第三步：在砌好第二步后，继续沿炉缸冷却壁顶砌小块炭砖，小块炭砖尺寸同上，砌筑5圈，共砌筑3层；此步中不砌筑大块炭砖，不填充捣打料。

上述方案的优点在于：(1)由于炉缸死铁层较浅，炉缸下部铁水环流较强，采用上述设计可以充分发挥大块炭砖尺寸大(沿炉缸径向宽度大)，砖缝少，耐侵蚀，耐减薄时间长的优点，有效延长炉缸的服役时间。(2)炉缸上部区域全部砌筑小块炭砖，该区域在炉况正常时，不存在铁水环流，故可以充分发挥小块炭砖尺寸小，导热系数高，热应力小，不易产生裂纹的优点，有效避免了有害元素沿炉缸炭砖裂纹向炉缸下部的侵蚀破坏。上述高炉炉缸可以满足一代炉龄>15年的服役要求。

本发明提供的复合砌筑式高炉炉缸不限于上述炭砖尺寸，砌筑圈数和层数，只要是在炉缸结构中，采用分层设计，从炉缸内侧至外侧，依次布置冷却壁、小块炭砖，炭素捣打料(可不填充)，大块炭砖(炉缸上部可不用)的各种砌筑方案，都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种高导热长寿型高炉炉缸，包括从外往内依次设置的炉壳、冷却壁和砖衬，其特征在于：

在炉缸下部、炉缸中下部、炉缸中部、炉缸中上部和炉缸上部，砖衬包括依次设置的小块炭砖、炭素捣打料层、大块炭砖；

在炉缸顶部，砖衬由若干小块炭砖砌筑而成。

2.根据权利要求1所述的高导热长寿型高炉炉缸，其特征在于：小块炭砖尺寸为：长300mm～500mm、宽150mm～250mm、高100mm～150mm。

3.根据权利要求1或2所述的高导热长寿型高炉炉缸，其特征在于：在炉缸下部和炉缸中下部，小块炭砖沿炉缸圆周砌筑1～3圈，砌筑2～6层，炭素捣打料层的厚度为50mm～100mm，大块炭砖沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑1～3层；该大块炭砖尺寸为：长600mm～900mm、宽300mm～500mm、高300mm～500mm。

4.根据权利要求1或2所述的高导热长寿型高炉炉缸，其特征在于：在炉缸中部，小块炭砖沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑15～30层，炭素捣打料层的厚度为50mm～100mm，大块炭砖沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑5～10层；该大块炭砖尺寸为：长600mm～1200mm、宽300mm～500mm、高300mm～500mm。

5.根据权利要求1或2所述的高导热长寿型高炉炉缸，其特征在于：在炉缸中上部和炉缸上部，小块炭砖沿炉缸圆周砌筑1～3圈，砌筑2～6层，炭素捣打料层的厚度为50mm～100mm；大块炭砖沿炉缸圆周砌筑1圈，砌筑1～3层，该大块炭砖尺寸为：长600mm～900mm、宽300mm～500mm、高300mm～500mm。

6.根据权利要求1或2所述的高导热长寿型高炉炉缸，其特征在于：在炉缸顶部，小块炭砖沿炉缸圆周砌筑3～5圈，砌筑2～6层，在炉缸顶部，不砌筑大块炭砖，不设炭捣料层。

7.一种高导热长寿型高炉炉缸的砖衬砌筑方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）在炉缸下部，邻近炉底区域，沿炉缸冷却壁圆周顶砌1～3圈小块炭砖，共砌2～6层；在小块炭砖内侧铺设厚度为50mm～100mm的炭素捣打料层；在炭素捣打料层内侧，沿炉缸圆周砌筑1圈大块炭砖，共砌1～3层；

（2）在炉缸中下部，沿炉缸冷却壁圆周顶砌1至3圈小块炭砖，共砌2～6层；在小块炭砖内侧铺设厚度为50mm～100mm的炭素捣打料层；在炭素捣打料层内侧，沿炉缸圆周砌筑1圈大块炭砖，共砌1～3层；

（3）在炉缸中部，铁口中心线附近区域，沿炉缸冷却壁圆周顶砌1圈小块炭砖，共砌15～30层；在小块炭砖内侧铺设厚度为50mm～100mm的炭素捣打料层；在炭素捣打料层内侧，沿炉缸圆周砌筑1圈大块炭砖，共砌5～10层；

（4）在炉缸中上部，沿炉缸冷却壁圆周顶砌1～3圈小块炭砖，共砌2～6层；在小块炭砖内侧铺设厚度为50mm～100mm的炭素捣打料层；在炭素捣打料层内侧，沿炉缸圆周砌筑1圈大块炭砖，共砌1～3层；

（5）在炉缸上部，沿炉缸冷却壁圆周顶砌1～3圈小块炭砖，共砌2～6层；在小块炭砖内侧铺设厚度为50mm～100mm的炭素捣打料层；在炭素捣打料层内侧，沿炉缸圆周砌筑1圈大块炭砖，共砌1～3层；

（6）在炉缸顶部，沿炉缸冷却壁圆周顶砌3～5圈小块炭砖，共砌2～6层，完成砖衬的砌筑。

8.根据权利要求1所述的高导热长寿型高炉炉缸的砖衬砌筑方法，其特征在于：小块炭砖尺寸为：长300mm～500mm、宽150mm～250mm、高100mm～150mm。

9.根据权利要求7或8所述的高导热长寿型高炉炉缸的砖衬砌筑方法，其特征在于：在炉缸下部和炉缸中下部，大块炭砖尺寸为：长600mm～900mm、宽300mm～500mm、高300mm～500mm；在炉缸中部，大块炭砖尺寸为：长600mm～1200mm、宽300mm～500mm、高300mm～500mm；在炉缸中上部和炉缸上部，大块炭砖尺寸为：长600mm～900mm、宽300mm～500mm、高300mm～500mm。