TW424112B - Refractory wall, metallurgical vessel comprising such a refractory wall and method in which such a refractory wall is applied - Google Patents

Description

經濟部中央標準局貝工消费合作‘杜印聚 24 1 1 2.:1 A7 B7五、發明説明（1 ) 發明背景 發明領域 本發明有關於擋火牆結構，適用在有高一氧化鐵含量 的熔渣的高磨損的環境裡的極高熱負荷的情形下的冶煉還 原過程裡的粗鐵的連續製造所用的在冶金容器裡。本發明 還有關於冶金容器及粗鐵連續製造方法，特別適用於旋風 轉換器爐冶煉的最後還原。 先前技術 在先前技術中，在鼓風爐裡製造粗鐵。在此方法裡， 藉助於焦碳使鐵礦還原。不同方法正被發展以直接還原鐵 礦，但它們都尙未被工業應用。最具潛力的是所謂浴內冶 煉還原方法。這些方法是瓶頸是冶金容器（在這裡鐵礦被 還原成粗鐵）的擋火牆結構的服務期限。在接近1 7 0 0 °C的溫度的一氧化鐵的出現所造成的高磨損環境及高熱負 荷造成此瓶頸"在鼓風爐的例子裡（有相同情形，唯標高 較不嚴重且可產生30000W/m2的熱熱負荷），在 最受威脅處擋火牆結構由外到內由裝甲板及擋火磚的內襯 (例如被冷卻元件冷卻的包含碳化矽的磚）組成。在先前 技術裡，冷卻元件是所謂冷卻板（可移入內襯）或謂 staves (在裝甲板及內襯之間形成被水冷卻的牆）。目前 ，用此結構，有可能達到約1 0年的服務期限。以冶煉還 原方法，熱負荷高出甚多，局部甚至可高達 2000000W/m2。因此，以鼓風爐所用的已知的 ---------)裝-- (.請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- ：第87103202號專利申請案 「 麵4 1〗2…W中文說明書修正頁 民國88年10月修正 五、發明說明G ) 牆結構不能達到可接受的服務期限。 (諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 發明槪述 本發明的一目的是提供有可接受的服務期限的直接還 原方法所用的壁結構。 能達成上述同的牆結構由外到內包括： 1 .鋼套； 2 .被水冷卻的銅牆 3 .被水冷卻的橫擋，伸向內部； 4 ·擋火材料內襯，停在橫擋上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以此結構，因在內襯與被水冷卻的銅牆及橫擋之間的 大量熱接觸，有可能實現能達成低熱阻的擋火牆結構。囚 此|即使在髙熱負荷下，在長服務壽命裡仍能達成內襯的 良好穩定殘留厚度，導致長服務壽命，在冶金容器（鐵礦 被還原成粗鐵）裡的最受威脅的部位是含大量一氧化鐵的 熔渣曆浮動在粗鐵浴上的部位。在此處，內襯磨損到一被 平衡的殘留厚度，·層熔渣在此固化，這層物質成爲磨損 及隔離層。被固化的層阻止內襯被攻擊且結構能抵抗進一 步的攻擊。橫擋所做的冷卻改進擋火牆結構的服務壽命。 橫擋：t可银直移動。它的好處是被冷卻時擋火牆結構 可在向己的重.量的作用下停在垂直方向裡，以致水平接點 盡可能被關閉。 在上方的橫擋宜向上斜伸到外部，在底部的橫擋宜向 下往內斜伸，且橫擋沿牆的高度被分部。它的優點是內相 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5- 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 4 2 4 1 1 μ __B7_ 五、發明説明（3 ) 對於被水冷卻的牆固定。 被水冷卻的銅牆是由若干板子組成。這方便被水冷卻 的牆的製造及組合。 橫擋鬆的被設在周邊。這達成的效果是冷卻水輸入及 排放管的通過是均勻的被分布在鋼套且避免它們的糾結。 內襯宜無沙漿的停在橫擋上，且內襯無沙漿的抵住被 水冷卻的牆。這避免被沙漿注滿的接點所造成的高熱阻， 且可能允許高熱負荷。 內襯宜由約6 0〜1 5 QW/m°K的導熱係數的石墨 磚或約3 0〜6 OW/m^K的導熱係數半石墨構成。因爲 高導熱係數，達成低熱阻，因此*有可能允許高熱負荷。 在另一實施例裡，內襯宜由擋火磚組成，更宜由被用 在製鋼所需的轉換器或電子爐裡的擋火磚組成，最宜由碳 酸鎂（magnesite-carbon )磚組成6已知此類製鋼所用的 磚有高抗磨性。 內襯從外到內宜包括一層石墨（停在銅牆上）及一層 擋火磚》以此實施例，一旦被平衡的厚度自己建立自己， 內襯由一層抗磨擋火磚及一層石墨（有低熱阻）組成。 牆向後從底到頂斜。這改進內襯的穩定性。此外，此 變寬的形狀達到的效果是在冶金容器裡的熔渣層的標高變 化較少。 銅牆及/或銅橫擋由含銅量大於或等於9 9 %且導熱 係數約2 50〜30 〇W/mQK的紅銅組成。這達成可接 受的低熱阻》 ---------.¾-- (.請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS } A4規格（2丨0X297公釐} -6- 經濟部中央標準局負工消費合作.社印製 A7 B7五、發明説明（4 ) 銅套形成壓力容器的部分，且組合牆後，被水冷卻的 銅牆及被水冷卻的銅横擋的冷卻水輸入及排放管的鋼套的 流通被密封。這達成的效果是可在過壓下實施方法》 牆宜抵擋超過3 0 0 0 0 0W/m2的熱負荷並抵抗 在接近1 7 0 0°C的含接近1 0%w的一氧化鐵的熔渣· 且牆的服務壽命是至少6個月連續使用。這允許牆在高磨 損環境裡在高熱負荷的情形下有可接受的服務壽命。 在另一観點裡，本發明被實施在冶金容器裡，特別是 旋風轉換器爐冶煉還原方法的最後還原所用的包括本發明 的擋火牆結構的冶金容器。 在另一觀點裡，本發明被實施爲一方法以連續製造粗 鐵，特別是在旋風轉換器爐冶煉還原方法的最後還原所用 的包括本發明的擋火牆結構的冶金容器裡進行的方法。 圖式簡述 圖1是擋火牆的垂直剖面。 圖2是依圖1裡的箭頭I看到的擋火牆結構。 圖3顯示未被組合的被水冷卻的銅牆及被水冷卻的銅 橫擋。 圖4顯示被組合的被水冷卻的銅牆及被水冷卻的銅橫 擋。 圖5顯示在鋼套裡的冷卻水輸入或排放管。 主要元件對照表 ---------¾----,——ir------^ (.請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 424 112 A7 B7 五、發明説明（5 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 17 18 19 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 擋火牆結構 冶金容器 粗鐵浴 最小液面 最大液面 鋼套 水冷銅牆 水冷橫擋 內襯 nr*-· nm 石墨塊 擋火磚 板子 板子 擋火結構 擋火結構 冷卻水管 管接 管接 冷郤水管 冷卻水管 冷卻板 凹部 混凝土 板子 ---------^衣-- (.讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1 本纸張尺度適用中國國家標準{ CNS } A4規格（210X297公釐） -8 - 4^4112；4 A7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 B7五、發明説明（6 ) 2 5 剩餘空間 實施例詳述 圖式顯示適用於冶金容器（在這裡，依旋風轉換器爐 冶煉還原方法使鐵礦還原爲粗鐵）的實施例，然而，本發 明不於此應用，還適合其他有高熱負荷或因一氧化鐵所造 成高磨損環境的鐵礦還原方法》 圖1顯示形成冶金容器的部分的本發明的擋火牆結構 1 » 2表示浮在冶金容器裡的粗鐵3上的熔渣的標高，4 及5表示熔渣的最小及最大標高。 擋火牆結構包括鋼套6、被水冷卻的牆7、被水冷卻 的橫檔8及內襯9，在圖1所示的例子裡，內襯9由石墨 磚1 0及擋火磚1 1組成。 如圖1顯示，擋火牆結構相對於垂直線V從底到頂向 後斜》在它的高度的方向中，被冷卻的銅牆7由板1 2及 1 3組成。每一板有四橫擋8。在每二橫擋之間，有六石 墨磚9在這些石墨前，有等量擋火磚。鋼套6延續到擋火 牆結之上、下，且在冶金容器的內部，它還有擋火結構 1 4及1 5，它們的特性與本發明無關。擋火牆結構1的 重量部分由在它後方的擋火結構15負擔。板12及13 的內部有冷卻水管1 6及1 8以輸入及釋放冷卻水，冷卻 水透過鋼套6被輸送到冶金容器的外部。橫擋8還有冷卻 水管19而有冷卻水管接2 0 ( coupling )伸向冶金容器 的外部。在頂部的橫擋8向上且向內斜伸，在底部的橫擋 C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ir 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2丨0X297公釐） -9 - 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 4 2411 2；t at B7 五、發明説明（7 ) 向下且向內斜伸°與所不的鼓風爐所用的牆結構（在其 中，擋火磚的內襯與砂漿相接）相反’內襯9無砂漿的停 在横擋8上且無砂漿的抵住被水冷卻的牆7。被水冷卻的 牆7及橫擋8是由含銅量超過9 9%的紅銅做成。石墨磚 1 0的導熱係數是6 0〜1 5 〇W/m°K。擋火磚1 1是 碳酸鎂磚。 圖2顯示省略內襯9的擋火牆的周邊的部分。該部分 包括四板12A、 12B、 13A及13B，每一板是 2 . 4米高且米寬。 冷卻水輸入及釋放管17及18的量顯示圖3的板 2 1有四內冷卻管。圖顯示，因爲橫擋8的冷卻水輸入及 釋放管20，凹部22被放在冷卻板21裡，在其中，僅 —組被呈現在圖3裡（在圖1裡，每一皮有四橫擋8)。 圖4顯示冷卻板21及橫擋8被組合。 圖5顯示冷卻水管2 0穿過板2 1及鋼套6，藉此， 在擋火牆結構的冷組合後，藉助於板2 4 (被焊接至管 2 0及鋼套6 )而發生密封。混凝土內襯可被放在板2 1 及鋼套6之間"在側管2 0及板2 1之間的剩餘空間裡， 混凝土 2 3及在另側的鋼套被注滿砂漿。 本發明的擋火牆結構抵抗超過3 0 0 0 0 0W/m2 的熱負荷並抵抗在接近1 700°C的含接近l‘0%wt的 一氧化鐵的熔渣，且牆的服務壽命至少6個月連續使用。 ---------策----.—1r-------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS > A4规格（210X297公釐） -10-

Claims (1)

1. AS m Γ8 ί)8 (f 7/0 修正 W 六、申請專利範圍 附件2 :第8 7 I Ο 3 2 Ο 2號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國8 8年：L 0月修正 1 · 一擋火牆結構，適用在含大量一氧化鐵的熔渣的 高磨損的環境裡的極高熱負荷的情形下的冶煉還原過程裡 的粗鐵的連續製造所用的冶金容器裡，該擋火牆結構由外 到內包括： (1) 鋼套； (2) 被水冷卻的銅牆 (3) 被水冷卻的横擋，仲向內部；及 (4) 擋火材料內襯|停在横擋上。 2 ·申請專利範圓第1項的擋火牆結構，其中.該等 横擋垂直移動。 3 .如申請專利範圍第1項的擋火牆結構，其中，在 上方的橫擋向上斜仲到外部。 4 .如中請專利範圍第1項的擋火牆結構，其中，在 底部的橫擋向下往內斜仲。 5 ·如申請專利範圍第1項的擋火牆結構，其中，横 檔沿牆的高度被分布。 6 .如申請專利範圍第1項的擋火牆結構，其中，被 水冷卻的銅牆是由若干板子組成。 7 .如中請專利範圍第1項的擋火牆結構，其中，橫 捣鬆的被設在周邊° 本紙張尺度適用中國國家操準（CNS ) A4規格（2Ι0Χ297公釐）-1 - ----------一^----^--11-------¼ (請先間讀背面之注意事項.#填寫本 經濟部中夾梯卒局負工消費合作社印製 1. 務_ ________________________^......................... 六、申請專利範圍 8 ,如巾請專利範園第1項的擋火牆結構，典中’內 襯無沙漿的停在横擋上u 9 .如申請專利範圍第1項的擋火牆結構，其中1內 襯無沙漿的抵住被水冷卻的牆。 1 0 ,如申請專利範圆第1項的擋火牆結構·其中， 內襯由約6 0〜1 5 0 w/m ύ K的導熱係數的石墨磚》 1 1 .如申請專利範圍第1項的擋火牆結構 > 其中* 內襯由約3 0〜6 0 W / m ϋ Κ的導熱係數半石.墨構成。 1 2 .如申請專利範圍第1项的擋火牆結構，其中， 内襯甶若千擋火磚組成》 1 3 .如申請專利範圔第1 2項的擋火牆結構，其 中，內襯由被用在製鋼所需的轉換器或電子爐裡的擋火磚 組成。 1 4 .如申請專利範圍第1 2項的擋火牆結構，其 中，內襯由碳酸鎂磚組成。已知此類製鋼所用的磚有高抗 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 (請先W讀背*之注意事項再填寫冬頁) 1 5 .如申請專利範圍第1項的擋火牆結構，其中， 內襯從外到內宜包括一層石墨（抵住銅牆）及一層擋火 碑。 1 6 .如申請專利範圍第1項的擋火牆結構，其中， 牆從底到頂向後斜u 1 7 .如申請專利範圍第1.項的擋火牆結構，其中， 銅牆及/或銅横擋由含銅量大於或等於9 9 %且導熱係數 約2 5 0〜3 0 0 W/m ° K的紅銅組成。 本紙張尺度適用中國國家接準（CNS ) Λ4規格（2 i Ο X 297公釐）-2 - 4241 m “ 1 _ ......Ml I …一 ·_» - 六、申請專利範圍 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 8，如申請專利範園第1項的擋火牆結構，其中， 鋼套形成壓力容器的部分，0_在牆的組合後，被水冷卻的 銅牆及被水冷卻的銅橫擋的冷卻水輸入及排放管的鋼套的 流通被密封。 1 9 .如申請專利範園第1項的擋火牆結構，其中， 牆抵擋超過3 〇 〇 〇 〇 〇 W/m 2的熱負荷並抵抗在接近 1 7 0 0 °C的含接近丨〇 % w t的一氧化鐵的熔渣u 2 0 ·如申請專利範圍第1項的擋火牆結構，其中， 牆的服務壽命是至少6個月連續使用° 2 1 .—種冶金容器，特別是用在旋風轉換器爐冶煉 還原方法的最後還原裡，其特徵在於該冶金容器包含如申 請專利範圍第1項至第2 0項中任—項的擋火牆結構。 2 2 . —種粗鐵連續製造方法，特別適用於在冶金容 器裡的旋風轉換器爐冶煉還原方法的最後還原中，其特徵 在於該方法應用如申請專利範圍第1項至第2 0項中任一 項的擋火牆結構。 經濟部中失標準局員工消費合作社印製 國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）