漸進式冷卻爐的製作方法

2023-12-01 15:19:21 1

漸進式冷卻爐的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種漸進式冷卻爐，其爐膛內部設置有通氮管，所述通氮管的形狀為沿爐膛呈螺旋形盤繞，所述通氮管的入口伸出所述爐膛外部，所述通氮管上均勻分布有氣體擴散孔。本實用新型能夠避免外部環境的驟冷驟熱對反應器造成的損壞，提高了冶金焦炭熱性能檢測反應器的使用壽命。
【專利說明】漸進式冷卻爐
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種檢測試驗設備，具體說，涉及一種漸進式冷卻爐。
【背景技術】
[0002]冶金焦炭熱性能是指冶金焦炭的熱反應性(CRI)和反應後強度(CSR)兩項指標，是冶金焦炭最重要的質量性能評價指標，在現代焦爐煉焦和高爐冶煉中具有重要的指導意義。隨著世界冶煉技術的迅猛發展和環境保護的日益重視，大容積高爐或超大容積高爐已為現代冶煉技術發展的重要趨勢和企業生存發展的內在要求。大容積高爐的發展對冶金焦炭的質量提出了更高的要求，以滿足高爐冶鐵生產的需要，傳統的焦炭指標冷強度即耐磨強度(M40)和抗碎強度(MlO)已不能滿足高爐生產的需要。
[0003]伴隨著高爐富氧噴煤、高風溫及其相關先進技術的發展和應用，以及鐵礦石日益複雜難選、品味低、鹼金屬高等不利因素，造成冶金焦炭在高爐內碳溶反應增強，焦炭的骨架作用被日益地突出和加強。當前能夠較為科學直觀地量化反映冶金焦炭在高爐中骨架作用的指標就是冶金焦炭的熱性能指標，即熱反應性(CRI)及反應後強度(CSR)，由於該指標能夠較為客觀反映冶金焦炭在高爐中，特別是高爐軟融帶部位的生產狀況，而成為目前衡量冶金焦炭的最主要的指標，它對提高高爐利用係數、降低入爐焦比有著關鍵性無可比擬的指導意義。
[0004]冶金焦炭熱性能檢測主要設備包括反應電爐、反應器及I型轉鼓。反應器在鹼金屬環境、二氧化碳腐蝕、驟冷急熱等惡劣的環境下長時間高溫反應，特別是反應器中心熱電偶套管要插入焦炭試樣的中心位置，高溫狀態下與CO2氣體反應，再加之反應器出爐後驟冷，極易造成反應器中心熱電偶套管腐蝕、剝落直至燒漏成灰狀，屬於易損易耗件。
[0005]現在使用的反應器存在有一定的缺陷，主要包括兩方面:
[0006]一是熱電偶中心套管的設計。現在熱電偶中心套管與反應器上蓋為一體裝置，並與爐筒配套使用，也就是說，熱電偶中心套管與反應器上蓋及爐筒為整套試驗裝置，任何一個部件損壞就需要整體報廢。反應器熱電偶中心套管受到高溫腐蝕性氣體及焦炭侵蝕，是最容易發生損壞的部分；而上蓋及爐筒損壞較輕，使用壽命相對較長。
[0007]二是熱電偶套管封低為焊接工藝，這也是造成反應器壽命低的致命因素，由於該材質為合金鋼，在焊接過程中金相將發生重要變化，合金鋼局部結構性質發生了突變，因而更容易造成腐蝕。在實踐中熱電偶中心套管的下部腐蝕損壞最嚴重，一般狀況臨界點在40爐將發生變化，50左右爐將腐蝕為粉末狀。反應器壽命低主要損壞的部位基本上就是熱電偶中心插管的封低。
[0008]另一個造成反應器壽命低的主要原因是實驗環境的驟冷驟熱。當試驗結束後反應器要從1100°C的爐膛中取出後置於室內，其兩處溫度相差懸殊，溫差在1000°C以上。實踐中當反應器剛取出時，在室溫中就能聽到「噼啪」聲不斷，反應器受到驟冷，金相結構發生變化，反應器耐高溫性能減弱，其使用壽命降低。
[0009]反應器材質多為耐高溫合金鋼且製作工藝要求高，因此造價昂貴。反應器的損耗不僅造成檢測成本的上升，而且有時發生在損壞的臨界狀態致使檢測失敗，或檢測數據失真，造成巨大的影響和經濟損失。
[0010]提高冶金焦炭熱性能檢測反應器的壽命，降低反應器的損耗量，無疑對企業降本增效、焦炭熱反應性檢測數據具有非常重要的意義。焦炭熱反應性檢測已經成為世界冶煉行業對冶金焦炭質量性能評價的最關鍵性指標，我國年產冶金焦炭已達4?5億噸，並繼續呈上升趨勢。每年我國焦炭熱反應性反應器損耗巨大，造成的消耗驚人。提高反應器使用壽命無疑具有巨大的經濟效益和廣泛的社會效益。
實用新型內容
[0011]本實用新型所解決的技術問題是提供一種漸進式冷卻爐，避免了外部環境的驟冷驟熱對反應器造成的損壞，提高了冶金焦炭熱性能檢測反應器的使用壽命。
[0012]技術方案如下:
[0013]一種漸進式冷卻爐，包括爐膛，所述爐膛內部設置有通氮管，所述通氮管的形狀為沿爐膛呈螺旋形盤繞，所述通氮管的入口伸出所述爐膛外部，所述通氮管上均勻分布有氣體擴散孔。
[0014]進一步:通過輕質高鋁磚砌築在爐體的內壁形成所述爐膛，所述輕質高鋁磚內側設置有熱矽碳棒，所述熱矽碳棒用絕緣子固定在所述爐體上，所述通氮管設置在所述熱矽碳棒內側。
[0015]進一步:所述爐體頂部設置有爐蓋，所述爐蓋的頂部設置有移動式反應器託架。
[0016]進一步:所述爐體的底部設置有腳輪。
[0017]進一步:所述通氮管與氮氣鋼瓶連接，所述熱矽碳棒連接電源。
[0018]與現有技術相比，本實用新型的技術效果包括:
[0019]本實用新型漸進式冷卻爐實現了反應器保溫後階梯式降溫，使反應器置於冷卻爐內逐步冷卻，保證反應器按其金相結構特性均勻降溫，保護了反應器，延長了反應器的使用壽命，解決了由於外部環境的驟冷驟熱對反應器造成的損壞，致使反應器使用壽命降低的缺陷，降低了反應器的損耗量；降低檢驗成本，增加企業效益，減少社會資源的浪費。對企業降本增效、提高焦炭熱反應性檢測數據準確性及時效性具有非常重要的意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型中漸進式冷卻爐的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面參考附圖和優選實施例，對本實用新型技術方案作詳細說明。
[0022]如圖1所示，是本實用新型中漸進式冷卻爐結構示意圖。
[0023]漸進式冷卻爐的結構包括:爐體1、輕質高鋁磚2、通氮管3、爐蓋4、移動式反應器託架5、熱娃碳棒6、腳輪7、絕緣子8 ;爐體I為頂端端開口的圓柱形，輕質高招磚2砌築在爐體I內壁，周圍填充保溫材料形成爐膛，爐膛的直徑略大於反應器外徑；熱矽碳棒6位於輕質高鋁磚2內側，並用絕緣子8固定在爐體I上；熱矽碳棒6內側設置有通氮管3，通氮管3的入口 32伸出爐體I外部，通氮管3均勻分布有多個氣體擴散孔31 ;爐蓋4設置在爐體I頂部，移動式反應器託架5設置在爐蓋4的頂部；腳輪7設置在爐體I底部。
[0024]通氮管3沿爐膛呈螺旋形盤繞，通氮管3的入口 32與氮氣鋼瓶連接，氮氣流量由電磁閥控制、切換，合力實現階梯式降溫。熱矽碳棒6連接電源，電路由精密電子元件控制電流，整體安裝設計於外部的控制儀內。
[0025]測定焦炭熱性能指標時，配合反應器，按照國家標準是GB/T4000《焦炭反應性及反應性強度試驗方法》規定的步驟和要求進行檢測。反應器出爐時，利用腳輪7將漸進式冷卻爐推至加熱電爐下部，反應器直接落於爐膛內。
[0026]測定實驗按技術規定要求結束後，啟動控制儀降溫程序及氮氣控制實現階梯式降溫，完成反應器保溫後的階梯式降溫，使反應器置於冷卻爐內逐步冷卻，保證反應器按其金相結構特性降溫，保護了反應器，延長了反應器的使用壽命。
【權利要求】
1.一種漸進式冷卻爐，包括爐膛，其特徵在於:所述爐膛內部設置有通氮管，所述通氮管的形狀為沿爐膛呈螺旋形盤繞，所述通氮管的入口伸出所述爐膛外部，所述通氮管上均勻分布有氣體擴散孔。
2.如權利要求1所述漸進式冷卻爐，其特徵在於:通過輕質高鋁磚砌築在爐體的內壁形成所述爐膛，所述輕質高鋁磚內側設置有熱矽碳棒，所述熱矽碳棒用絕緣子固定在所述爐體上，所述通氮管設置在所述熱矽碳棒內側。
3.如權利要求2所述漸進式冷卻爐，其特徵在於:所述爐體頂部設置有爐蓋，所述爐蓋的頂部設置有移動式反應器託架。
4.如權利要求2所述漸進式冷卻爐，其特徵在於:所述爐體的底部設置有腳輪。
5.如權利要求2所述漸進式冷卻爐，其特徵在於:所述通氮管與氮氣鋼瓶連接，所述熱娃碳棒連接電源。
【文檔編號】G01N25/00GK203758245SQ201320788277
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】江鑫, 段素蘭, 李曉炅, 王平, 張炳玉, 傅利俊, 王悅剛, 陳影, 崔燕 申請人:內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司