CN111549191A - 一种由镶嵌砌合耐火砖环构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁 - Google Patents
一种由镶嵌砌合耐火砖环构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种由镶嵌砌合耐火砖环构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁，由高度方向上按层砌筑的耐火砖层构成，各耐火砖层在高炉径向上为单个或多个耐火砖环，所述耐火砖环由多块耐火砖镶嵌砌成。本发明与采用标普型小块耐火砖砌筑的炉缸陶瓷杯侧壁比较，陶瓷杯侧壁由镶嵌砌合的耐火砖环分层构成，耐火砖环内的耐火砖之间通过侧面凸带、侧面凹槽的子母匹配砌合方式形成相互的结构约束，因此提高了各耐火砖的稳定性，即提高了整个陶瓷杯侧壁砌体的整体稳定性，避免了传统陶瓷杯侧壁耐火砖在使用过程中出现移位、甚至倾倒、垮塌的结构缺陷，实现了更好地保护炉缸侧壁的炭砖，进而延长了高炉寿命。
Description
技术领域
本发明涉及高炉炼铁设备技术领域，具体为一种由镶嵌砌合耐火砖环构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁。
背景技术
高炉炉缸的陶瓷杯衬体处于有熔融渣铁、煤气、有害元素的高温、高压场合，受到化学侵蚀、机械冲刷、振动危害、高温和热震破坏等。这些破坏因素对陶瓷杯衬体功能寿命的影响程度首先取决于高炉的冶炼强度，冶炼强度越高，它们的破坏程度越大。尽管陶瓷杯衬体的实际应用已经证明了它所具有的保护炉缸炭砖、延长高炉寿命、有益于环保的综合功效，但随着高炉生产效率的提高，标普型小块耐火砖构成的炉缸陶瓷杯，在材料理化性能提高的同时，还需提高砌体的稳定性、密闭性，为材料性能作用的发挥提供良好的砌体结构基础，进而满足高冶炼强度高炉的寿命需求。
小块耐火砖砌筑陶瓷杯衬体时，通常选择YB/T 5012中G-1-G-4形状尺寸规格的标准耐火砖，或者形状尺寸相似于G1-G-4规格的普型耐火砖。这些耐火砖砌筑的陶瓷杯侧壁采用分层、分环砌筑型式，在高炉高度方向上叠砌若干层耐火砖，每层的竖向高度一般为75-100mm，上层砖环与下层砖环间错环缝、径向砖缝砌筑；在高炉径向上为1-3环，每环的径向厚度一般为230-345mm，多环砌筑时的内环与外环之间错径向砖缝砌筑。由于所用耐火砖的六个表面均为平面，构成陶瓷杯壁的耐火砖环内的各个耐火砖之间除砌筑泥浆外没有结构约束，渣铁等有害物容易钻入直线型的砌合砖缝而进入其背面宽度较大的周向环间砖缝或直接接触、侵蚀炭砖；同时，由于砖环内的耐火砖没有结构约束，它们在各部位砌体非均匀膨胀、剧烈流动渣铁导致的振动、冲击下会出现位移；局部耐火砖出现侵蚀、破损时，周围的其它耐火砖容易出现移位甚至倾倒、垮塌。这些缺陷均会导致这种陶瓷杯侧壁在高强度冶炼的高炉炉缸中，较早就丧失稳定性、密闭性，缩短了陶瓷杯的功能寿命，对炭砖的保护和高炉寿命带来不利影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由镶嵌砌合耐火砖环构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种由镶嵌砌合耐火砖环构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁，由高度方向上按层砌筑的耐火砖层构成，各耐火砖层在高炉径向上为单个或多个耐火砖环，所述耐火砖环由多块通过凹凸结构配合的耐火砖砌成。
优选的，所述耐火砖环由第一耐火砖与第二耐火砖相间砌成，所述第一耐火砖的两个侧面上均有竖向凹槽，所述第二耐火砖的两个侧面上均有竖向凸带、所述第二耐火砖侧面上的竖向凸带镶入相邻的第一耐火砖侧面上的竖向凹槽中，或者所述耐火砖环单独由两个侧面上分别有竖向凹槽和竖向凸带的第三耐火砖顺序砌成，所述第三耐火砖侧面上的竖向凸带镶入相邻第三耐火砖侧面上的竖向凹槽中。
优选的，所述所述耐火砖环包括环段和至少一块替换砖或合门段。
优选的，环段由第一耐火砖与第二耐火砖相间砌成、第二耐火砖侧面上的竖向凸带镶入相邻的第一耐火砖侧面上的竖向凹槽中，或者由第三耐火砖顺序砌成、第三耐火砖侧面的竖向凸带镶入相邻第三耐火砖侧面的竖向凹槽中；与第一耐火砖相邻的第一替换砖的两个侧面均为平面或其上均有竖向凹槽，或者一个侧面为平面或其上有竖向凹槽、另一个侧面上有镶入第一耐火砖侧面上的竖向凹槽中的竖向凸带；与第三耐火砖相邻的第二替换砖的一个侧面上有第三耐火砖侧面上的竖向凸带镶入的竖向凹槽，另一个侧面为平面或有竖向凹槽；第一替换砖或第二替换砖的平侧面或侧面上的竖向凹槽与第一耐火砖或第三耐火砖侧面上的竖向凹槽围成的空间中有不定型耐火材料。
优选的，所述环段由第一耐火砖与第二耐火砖相间砌成、第二耐火砖侧面上的竖向凸带镶入相邻的第一耐火砖侧面上的竖向凹槽中，或者由第三耐火砖顺序砌成、第三耐火砖侧面上的竖向凸带镶入相邻第三耐火砖侧面上的竖向凹槽中；一个合门段至少包含两块合门砖；与第二耐火砖或者第三耐火砖有竖向凸带的侧面砌合的第一合门砖或第三合门砖的侧面上有竖向凹槽，第二耐火砖或第三耐火砖侧面上的竖向凸带镶入其中；与第一耐火砖或第三耐火砖有竖向凹槽的侧面砌合的第二合门砖或第五合门砖的侧面上有镶入第一耐火砖或第三耐火砖侧面上的竖向凹槽的竖向凸带，或者有竖向凹槽或者为平面；合门段有竖向凹槽的侧面或平侧面与第一耐火砖或第三耐火砖侧面的竖向凹槽围成的空间中有不定型耐火材料
优选的，所述构成合门段的合门砖之间砌合的两个侧面上均有竖向凹槽或均为平面，或者一个侧面上有竖向凹槽、另一个侧面上有竖向凸带或为平面；竖向凹槽与竖向凹槽或竖向凹槽与平面围成的空间中有不定型耐火材料；侧面上的竖向凸带镶入对应侧面上的竖向凹槽之中。
优选的，耐火砖侧面的竖向凹槽和凸带位于侧面的相同位置、其断面形状同为弧形或者梯形、凸带与凹槽的尺寸为子母匹配。
优选的，耐火砖之间砌筑缝隙的设计宽度为0.5mm-4mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明与采用标普型小块耐火砖砌筑的炉缸陶瓷杯侧壁比较，陶瓷杯侧壁由镶嵌砌合的耐火砖环分层构成，耐火砖环内的耐火砖之间通过侧面凸带、侧面凹槽的子母匹配砌合方式形成相互的结构约束，因此提高了各耐火砖的稳定性，即提高了整个陶瓷杯侧壁砌体的整体稳定性，避免了传统陶瓷杯侧壁耐火砖在使用过程中出现移位、甚至倾倒、垮塌的结构缺陷。同时，耐火砖砌合面上的凹槽与凸带形成了砌合砖缝的迷宫式密封，因此降低了冶炼产物钻入至耐火砖背面的风险。本发明的炉缸陶瓷杯侧壁具有更长的功能寿命，可在更长的炉役周期里为炉缸侧壁的炭砖提供有效保护，从而延长高炉的炉役寿命，使高炉炼铁企业获得明显的经济效益。
附图说明
图1为本发明的侧面剖视图；
图2为本发明的实施例一的平面剖视图；
图3为本发明的实施例二的平面剖视图；
图4为本发明的实施例三的平面剖视图；
图5为本发明的实施例四的平面剖视图；
图6为本发明的实施例五的平面剖视图；
图7为本发明的实施例六的平面剖视图；
图8为本发明的第一耐火砖结构示意图；
图9为本发明的第二耐火砖结构示意图；
图10为本发明的第三耐火砖的结构示意图；
图11为本发明的第一替换砖结构示意图；
图12为本发明的第二替换砖结构示意图；
图13为本发明的第一合门砖结构示意图；
图14为本发明的第二合门砖结构示意图；
图15为本发明的第三合门砖结构示意图；
图16为本发明的第四合门砖结构示意图；
图17为本发明的第五合门砖结构示意图。
图中：1陶瓷杯侧壁、2陶瓷垫、3碳砖、4风口组合砖、11耐火砖环、12环段、13合门段、111第一耐火砖、112第二耐火砖、113第三耐火砖、114第一替换砖、115第二替换砖、131第一合门砖、132第二合门砖、133第三合门砖、134第四合门砖、135第五合门砖。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：参见图1、图2、图8和图9。本发明的一种由镶嵌砌合耐火砖环11构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁1，在炉缸高度方向上由若干层耐火砖环11上下叠砌，在高炉径向上为至少一个耐火砖环11，耐火砖环11最底部设置陶瓷垫2，陶瓷杯侧壁1外部设置碳砖3、风口组合砖4，耐火砖环11由第一耐火砖111和第二耐火砖112相间砌成，第一耐火砖111的两个侧面上均有断面形状为弧形的竖向凹槽，第二耐火砖112的两个侧面上均有断面形状为弧形的竖向凸带，第二耐火砖112侧面上的竖向凸带镶入相邻的第一耐火砖111侧面上的竖向凹槽中；
第一耐火砖111、第二耐火砖112之间砌筑缝隙的设计宽度为2mm。
实施例二：
参见图1、图3和图10，本发明的一种由镶嵌砌合耐火砖环11构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁1，在炉缸高度方向上由若干层耐火砖环11上下叠砌，在高炉径向上为至少一个耐火砖环11，耐火砖环11由第三耐火砖113顺序砌成，第三耐火砖113的两个侧面上分别有断面形状为梯形的竖向凹槽和竖向凸带，第三耐火砖113侧面上的竖向凸带镶入相邻第三耐火砖113侧面上的竖向凹槽中；
第三耐火砖113之间砌筑缝隙的设计宽度为0.5mm。
实施例三：
参见图1、图4、图11。本发明的一种由镶嵌砌合耐火砖环11构成的高炉炉缸陶瓷杯壁1，在炉缸高度方向上由若干层耐火砖环11上下叠砌，在高炉径向上为至少一个耐火砖环11，耐火砖环11由第一耐火砖111、第二耐火砖112相间砌成的环段12与一块第一替换砖114砌成，第二耐火砖112侧面上的竖向凸带镶入相邻的第一耐火砖111侧面上的竖向凹槽中，第一替换砖114的一个侧面为平面，另一个侧面上有伸入第一耐火砖111侧面上的竖向凹槽的竖向凸带，第一替换砖114的平侧面与第一耐火砖111侧面上的竖向凹槽围成的空间中填充有不定型耐火材料7；
第一耐火砖111、第二耐火砖112、耐火砖114侧面上的竖向凸带或竖向凹槽的断面形状为弧形；
耐火砖之间的砌筑缝隙的设计宽度为4mm。
实施例4：
参见图1、图5、图12。本发明的一种由镶嵌砌合耐火砖环11构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁1，在炉缸高度方向上由若干层耐火砖环11上下叠砌，在高炉径向上为至少一个耐火砖环11，耐火砖环11由第三耐火砖113顺序砌成的环段12与一块第二替换砖115砌成，第三耐火砖113的两个侧面上分别有断面形状为梯形的竖向凹槽和竖向凸带，第三耐火砖113侧面的竖向凸带镶入相邻第三耐火砖113侧面上的竖向凹槽中，第二替换砖115的一个侧面为平面，另一个侧面上有断面形状为梯形的竖向凹槽，相邻第三耐火砖113侧面上的竖向凸带插入第二替换砖115侧面的竖向凹槽中，第二替换砖115平侧面与第三耐火砖113侧面上的竖向凹槽围成的空间中填充有不定型耐火材料7；
耐火砖之间的砌筑缝隙的设计宽度为3mm。
实施例5：
参见图1、图6、图13和图14。本发明的一种由镶嵌砌合耐火砖环11构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁1，在炉缸高度方向上由若干层耐火砖环11上下叠砌，在高炉径向上为至少一个耐火砖环11，耐火砖环11由第一耐火砖111、第二耐火砖112相间砌成的环段12与一个合门段13砌成，第一耐火砖111的两个侧面上均有断面形状为弧形的竖向凹槽，第二耐火砖112的两个侧面上均有断面形状为弧形的竖向凸带，第二耐火砖112侧面上的竖向凸带镶入相邻的第一耐火砖111侧面上的竖向凹槽中；合门段13包含一个第一合门砖131、一个第二合门砖132；第一合门砖131与第二耐火砖112砌合的侧面上有竖向凹槽，相邻第二耐火砖112侧面上的凸带镶入其中，第一合门砖131的另一个侧面为平面；第二合门砖132与第一耐火砖111砌合的侧面上有竖向凸带，伸入相邻第一耐火砖111侧面上的竖向凹槽中，第二合门砖132的另一个侧面上有竖向凹槽，该凹槽与第一合门砖131侧平面围成的空间中填充有不定型耐火材料7；
第一耐火砖111、第二耐火砖112、第一合门砖131、第二合门砖132侧面上的竖向凸带或竖向凹槽的断面形状为弧形；
耐火砖之间的砌筑缝隙的设计宽度为1.5mm。
实施例6：
参见图1、图7、图10、图15、图16、图17。本发明的一种由镶嵌砌合耐火砖环11构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁1，在炉缸高度方向上由若干层耐火砖环11上下叠砌，在高炉径向上为至少一个耐火砖环11，耐火砖环11由第三耐火砖113顺序砌成的环段12与一个合门段13砌成；第三耐火砖113的两个侧面上分别有凹槽和竖向凸带，第三耐火砖113侧面的竖向凸带镶入相邻第三耐火砖113侧面上的竖向凹槽中；合门段13包含一个第三合门砖133、一个第四合门砖134、一个第五合门砖135；第三合门砖133的两个侧面上均有竖向凹槽，第三耐火砖113侧面上的竖向凸带镶入第三合门砖133侧面上的凹槽中；第五合门砖135与第三耐火砖113砌合的侧面上有竖向凸带插入相邻的第三耐火砖113侧面上的竖向凹槽中，第五合门砖135的另一个侧面为平面；第四合门砖134位于第三合门砖133、第五合门砖135的中间，与第三合门砖133砌合的侧面为平面，该平面与第三合门砖133侧面上的竖向凹槽围成的空间中填充不定型耐火材料7；与第五合门砖135砌合的侧面上有竖向凹槽，该凹槽与第五合门砖135侧平面围成的空间中填充有不定型耐火材料7；
第三耐火砖113、第三合门砖133、第四合门砖134、第五合门砖135侧面上的竖向凸带或竖向凹槽的断面形状为梯形；
耐火砖之间的砌筑缝隙的设计宽度为3.5mm。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种由镶嵌砌合耐火砖环构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁，由高度方向上按层砌筑的耐火砖层构成，各耐火砖层在高炉径向上为单个或多个耐火砖环(11)，其特征在于：所述耐火砖环(11)由多块通过凹凸结构配合的耐火砖砌成。
2.根据权利要求1所述的一种由镶嵌砌合耐火砖环构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁，其特征在于：所述耐火砖环(11)由第一耐火砖(111)与第二耐火砖(112)相间砌成，所述第一耐火砖(111)的两个侧面上均有竖向凹槽，所述第二耐火砖(112)的两个侧面上均有竖向凸带、所述第二耐火砖(112)侧面上的竖向凸带镶入相邻的第一耐火砖(111)侧面上的竖向凹槽中，或者所述耐火砖环(11)单独由两个侧面上分别有竖向凹槽和竖向凸带的第三耐火砖(113)顺序砌成，所述第三耐火砖(113)侧面上的竖向凸带镶入相邻第三耐火砖(113)侧面上的竖向凹槽中。
3.根据权利要求1所述的一种由镶嵌砌合耐火砖环构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁，其特征在于：所述耐火砖环(11)包括环段(12)和至少一块替换砖或合门段(13)。
4.根据权利要求3所述的一种由镶嵌砌合耐火砖环构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁，其特征在于：所述环段(12)由第一耐火砖(111)与第二耐火砖(112)相间砌成、第二耐火砖(112)侧面上的竖向凸带镶入相邻的第一耐火砖(111)侧面上的竖向凹槽中，或者由第三耐火砖(113)顺序砌成、第三耐火砖(113)侧面的竖向凸带镶入相邻第三耐火砖(113)侧面的竖向凹槽中；与第一耐火砖(111)相邻的第一替换砖(114)的两个侧面均为平面或其上均有竖向凹槽，或者一个侧面为平面或其上有竖向凹槽、另一个侧面上有镶入第一耐火砖(111)侧面上的竖向凹槽中的竖向凸带；与第三耐火砖(113)相邻的第二替换砖(115)的一个侧面上有第三耐火砖(113)侧面上的竖向凸带镶入的竖向凹槽，另一个侧面为平面或有竖向凹槽；第一替换砖(114)或第二替换砖(115)的平侧面或侧面上的竖向凹槽与第一耐火砖(111)或第三耐火砖(113)侧面上的竖向凹槽围成的空间中有不定型耐火材料(7)。
5.根据权利要求3所述的一种由镶嵌砌合耐火砖环构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁，其特征在于：所述环段(12)由第一耐火砖(111)与第二耐火砖(112)相间砌成、第二耐火砖(112)侧面上的竖向凸带镶入相邻的第一耐火砖(111)侧面上的竖向凹槽中，或者由第三耐火砖(113)顺序砌成、第三耐火砖(113)侧面上的竖向凸带镶入相邻第三耐火砖(113)侧面上的竖向凹槽中；一个合门段(13)至少包含两块合门砖；与第二耐火砖(112)或者第三耐火砖(113)有竖向凸带的侧面砌合的侧面上有竖向凹槽的第一合门砖(131)或第三合门砖(133)，第二耐火砖(112)或第三耐火砖(113)侧面上的竖向凸带镶入竖向凹槽中；与第一耐火砖(111)或第三耐火砖(113)有竖向凹槽的侧面砌合的第二合门砖(132)或第五合门砖(135)的侧面上有镶入第一耐火砖(111)或第三耐火砖(113)侧面上的竖向凹槽的竖向凸带，或者有竖向凹槽或者为平面；合门段(13)有竖向凹槽的侧面或平侧面与第一耐火砖(111)或第三耐火砖(113)侧面的竖向凹槽围成的空间中有不定型耐火材料(7)。
6.根据权利要求5所述的一种由镶嵌砌合耐火砖环构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁，其特征在于：所述构成合门段(13)的合门砖之间砌合的两个侧面上均有竖向凹槽或均为平面，或者一个侧面上有竖向凹槽、另一个侧面上有竖向凸带或为平面；竖向凹槽与竖向凹槽或竖向凹槽与平面围成的空间中有不定型耐火材料(7)；侧面上的竖向凸带镶入对应侧面上的竖向凹槽之中。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种由镶嵌砌合耐火砖环构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁，其特征在于：耐火砖侧面的竖向凹槽和凸带位于侧面的相同位置、其断面形状同为弧形或者梯形、凸带与凹槽的尺寸为子母匹配。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种由镶嵌砌合耐火砖环构成的高炉炉缸陶瓷杯侧壁，其特征在于：耐火砖之间砌筑缝隙的设计宽度为0.5mm-4mm。
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