81000KVA大型密闭电石炉炉衬结构探究.doc

81000KVA大型密闭电石炉炉衬结构探究一、概述 我国电石炉的炉衬结构及选材，多数仍沿用六十年代以前的技术，由于炉衬的结构不够合理、选材不当、炉衬砌筑施工工艺落后，炉衬损毁十分严重。加之冶炼原材料及工艺操作等种种原因的影响，一代炉龄的寿命很少超过4～5年。炉衬寿命短、作业率低、能耗高、远远落后于国际先进水平。我公司在建81000KVA密闭电石炉炉衬结构设计合理，选材适当，满足现代大型密闭电石炉的生产要求。 我公司在建的密闭电石炉是国内首座81000KVA大型密闭电石炉，引进了德国西马克公司的大型密闭电石炉炉型及压力环式组合把持器和空心电极技术，同时对大型密闭电石炉炉衬结构的设计及选材提出了严峻的挑战。通过长时间的研究讨论及不断的总结、完善，加之新型材料的应用，我公司设计的81000KVA密闭电石炉炉衬结构合理，选材适当，为大型密闭电石炉炉衬结构做出了表率。使电石炉炉衬更长寿，电石生产的节能迈出了新的可喜一步。在总结三十多年来电石炉内衬改进实践基础上，充分考虑了影响电石生产的各方面因素，此方案的实施将为我国大型电石炉炉衬的长寿、节能奠定重要的基础。 二、我公司81000KVA密闭电石炉炉衬结构及选材方案 我公司炉衬方案是在81000KVA密闭电石炉炉壳尺寸（炉膛深度3800mm、炉壳高度5700mm、炉膛内径9900mm、炉膛外径11950mm）及工艺参数已确定的前提下，为实现电石炉长寿、节能要求： 1.在炉底捣打35mm厚的高强耐火浇注料（GL-1），用2m 水平尺抄平，保持2m 水平尺检测平整度，误差小于2mm。 2.在高强耐火浇注料上铺设四层G2粘土砖，用高铝火泥（NN-45A）边铺垫、边用2m 水平尺抄平，保持2m 水平尺检测平整度，误差小于2mm。 3.在粘土砖上铺设四层G2高铝砖（DL-75），采用磷酸盐耐火泥浆（GB/T2 994 -94、LN- 75B）平行砌筑法砌筑。要求砌缝泥浆饱满，所有竖缝及水平缝均小于2mm，平整度误差小于2mm，上、下两层砌体中心线交角控制在15～30 °。 4.为降低炉底中部砖衬温度，提高炉底高铝砖砌体的稳定性。炉底高铝砖上部平砌一层新型高温隔热材料- 400mm×400mm×600mm轻质炭砖（FYB015-2006）。采用无水炭素胶泥（TJ-1）薄缝砌筑，竖缝、水平缝小于2mm，2m 水平尺检测平整度误差小于2mm。由于轻质炭砖导热系数低，气孔率小，可以起到阻热保温的效果，同时，抗侵蚀能力强。在轻质炭砖上边砌筑两层400mm×400mm×600mm微孔炭砖（YB/T141-2009），采用无水炭素胶泥（TJ-1），保持所有竖缝小于1mm、水平缝小于2mm，砌体表面采用磨平机磨平，用2m 水平尺检测平整度误差小于2mm。 5.在微孔炭砖上边捣打100mm厚的THC-2碳素捣打料。 6.炉壳侧壁内表面贴砌一层δ＝20mm 硅酸铝耐火纤维毡（GB3003-82）并用木槌打紧，保持与炉壳紧密接触。 7.顶紧硅酸铝耐火纤维毡内表面预砌并采用磷酸盐泥浆挤浆法砌筑炉墙高铝砖（DL-80）。要求砌缝泥浆饱满，所有竖缝、水平缝小于2mm，内半径误差小于± 1 5mm，砌体与硅酸铝耐火纤维毡之间出现的间隙用泥浆填满。在硅酸铝纤维毡与高铝砖之间立砌一层轻质高铝砖，起到保温的作用。 8、炉口采用氮化硅结合碳化硅砖，氮化硅结合碳化硅砖具有更好的抗冲刷能力和抗热震性能，更能满足大型密闭电石炉的安全性和使用寿命。 三、炉衬方案的创新 1.采用了微孔炭砖 目前，国内至今没有一家密闭电石炉采用微孔炭砖。本方案采用微孔炭砖和轻质炭砖结合的方式。微孔炭砖是在抽真空后高压振动成型，体积密度高，强度大，气孔率低，便于施工。生产开炉以后，能够利用炉内自身热量，焙烧成坚实致密的整体，提高了炉衬的整体强度和使用寿命，由于轻质炭砖导热系数低，气孔率小，可以起到阻热保温的效果，同时，抗侵蚀能力强。由上表可以看出，微孔炭砖的体积密度、抗压强度和显气孔率均远好于普通的自焙炭砖，所以，抗侵蚀性优于普通的自焙炭砖，提高了炉衬的抗氧化性，大大提高了炉衬的使用寿命，能够满足目前大型密闭电石炉生产的需求。采用微孔炭砖做炉衬碳素材料，可以延长炉衬的使用寿命。 2.炉门砖采用氮化硅结合碳化硅砖 氮化硅结合碳化硅砖具有更好的抗冲刷能力和抗热震性能，更能满足大型密闭电石炉的安全性和使用寿命。 3.炉衬结构合理 通过研究耐火材料的具体理化指标和物理性能，设计了合理的炉衬结构，延长了大型密闭电石炉的使用寿命。 4.材料选型指标高 本项目采用的耐火材料及炭素材料指标均较高，满足大型密闭电石炉的使用需求。 四、结论 本技术方