更换炉衬的方法技术

一种更换熔炉耐火炉衬的方法及一种熔炉，所说熔炉用于进行一种基于熔化的直接熔炼工艺，在要求熔池温度至少１０００℃的条件下生产熔融金属。所说熔炉具有一个耐火衬的炉底，一个至少具有部分耐火衬的侧壁，和一个顶壁，以及至少两个到熔炉内部的进口，这里在停止直接熔炼工艺操作之后，更换炉衬的方法包括如下步骤：冷却熔炉，通过进口进入到熔炉内部，重砌炉衬，在２１天或更少天数的时间周期后重新开始工艺操作。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种更换熔炉耐火炉衬的方法，所说熔炉用于进行一种基于熔化的直接熔炼工艺，在要求熔池温度至少1000℃的条件下生产熔融金属。本专利技术特别但决不专门涉及一种更换熔炉耐火材料炉衬的方法，所说熔炉用于实现基于熔池的Hismelt直接熔炼工艺。本专利技术也涉及一种耐火炉衬的熔炉，该熔炉是根据本专利技术构造的。
技术介绍
术语“直接熔炼工艺”应该理解成一种从金属供应料例如铁矿石和部分还原铁矿石直接生产熔融金属的工艺。一种已知的直接熔炼工艺是基于使用电炉作为熔化反应的主要能源。另一种已知的直接熔炼工艺，一般称之为Romelt工艺，是基于使用大容积、高搅拌熔渣池作为将顶装金属氧化物熔化成金属的媒介，并根据需要，将后燃烧气体反应产生的热量传递作为连续熔化金属氧化物所需热量。另一种已知的直接熔炼工艺是基于熔渣的，一般称作“厚”渣工艺。这些工艺如DIOS和AISI工艺是基于形成一个厚的熔渣层，其具有一些区域，这些区域包括用于喷氧的后燃烧反应气体的上部区域；用于将金属氧化物熔炼成金属的下部区域；和一个将上部区域和下部区域分开的中间区域。Hismelt直接熔炼工艺依赖于作为反应介质的熔融金属层，它包括如下步骤(a)在熔炉中形成一个熔融金属和熔渣的熔池； (b)将下列物质喷入熔池(i)金属供给料，一般是金属氧化物；和(ii)固体碳料，一般为焦炭，它作为金属供给料的还原剂以及能源；和(c)在金属层中将金属供给料熔炼成金属。Hismelt工艺也包括在具有含氧气体的熔池上方的空间里，从熔池中释放出的后燃烧反应气体如一氧化碳和氢气，并将由后燃烧所产生的热量传递给熔池，以提供熔炼金属供给料所需要的热量。Hismelt工艺也包括在名义上的熔池静止表面上方形成一个过渡区，在该区域具有大量的先上升后下降的熔融材料的飞溅、液滴或液流，这些熔融材料提供了一种有效的介质来将由熔池上方后燃烧反应气体所产生的热能传输给熔池。本申请人在国际中请PCT/AU99/00538中描述了一种Hismelt工艺的优选方式，在这里结合此国际申请所披露的内容作为参照。有许多已知熔炉能实现上述和其他已知的基于熔池的直接熔炼工艺。例如，本申请人在国际申请PCT/AU99/00537中所描述的用于实现Hismelt工艺的熔炉。该国际申请中所披露的内容在此作为参照。与直接熔炼工艺经济性相关的一个因素是用于完成此工艺的熔炉所需要的更换炉衬的时间。在此期间熔融金属生产必须停止。在Hismelt工艺的情况下，本申请人认为，局部更换炉衬需要每年一次，而整体更换炉衬需要两年一次。术语熔炉的“局部换衬”应该理解为更换熔炉侧壁上的耐火材料和有选择地进行一些炉膛修补/熔炉上部修补从而修补熔炉的这些部分。术语熔炉的“整体换衬”应理解为更换侧壁的耐火材料和更换炉底的耐火材料以及更换侧壁和顶壁中的水冷板。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种更换熔炉炉衬的方法，所说熔炉用于实现直接熔炼工艺，在要求熔池温度至少1000℃的条件下生产熔融金属，所说熔炉具有一个耐火衬的炉底，一个至少具有部分耐火衬的侧壁，和一个顶壁，以及至少两个到熔炉内部的进口，这里在停止直接熔炼工艺操作之后，包括如下步骤冷却熔炉，通过进口进入到熔炉内部，重砌炉衬，在21天或更少天数的时间周期后重新开始工艺操作。停炉周期最好为20或更少的天数。停炉周期更好为18或更少的天数。停炉周期更好为15或更少的天数。最好在熔炉炉膛区的熔炉侧壁上至少有一个进口以及在熔炉的上部至少有一个进口。最好在熔炉炉膛区有两个侧壁进口，且在熔炉的上部至少有一个进口。侧壁进口最好是直接相对的。侧壁进口最好在侧壁上是可关闭的门形式。最好在熔炉的炉底还有一个进口。最好所说熔炉包括至少一个穿过侧壁延伸的固体喷枪，和至少一个用于将含氧气体喷射到熔炉上部区域的喷枪。最好熔炉的侧壁包括水冷板。最好熔炉的顶壁包括水冷板。最好所说熔炉包括一个前炉。如上所述构造的熔炉，冷却熔炉的步骤最好在24小时或更少的时间内完成。最好冷却熔炉的步骤包括强制对流冷却或激冷。在没有进行这样特殊步骤情况下，工人进入熔炉开始常规砌衬之前所必须的冷却周期可能长达数天，整个砌衬时间很可能超过一个月。另外，最好通过进口进入熔炉内部的步骤，在局部更换炉衬的情况下在30小时或更短时间内完成，在整体更换炉衬的情况下在54小时或更短时间内完成。一般地，在局部更换炉衬和整体更换炉衬的通过进口进入熔炉内部的步骤中，包括将熔炉与供料源隔离、拆除喷枪/管和打开进口。此外，最好重砌炉衬的步骤，在局部更换炉衬的情况下在370小时或更短时间内完成，在整体更换炉衬的情况下在492小时或更短时间内完成。一般地，在局部更换炉衬中重砌炉衬的步骤包括拆除现有的耐火炉衬、在侧壁上安装安全炉衬、在安全炉衬上安排热面炉衬、在安全炉衬上安装熔渣区炉衬、安装喷枪/管、将熔炉与供料源连接。最好安全炉衬包括一个外部的永久炉衬和一个内部的可更换耐火砖炉衬，安装安全炉衬的步骤包括修补永久炉衬和砌一个新的可更换耐火砖炉衬。最好热面炉衬和渣区炉衬是用耐火砖砌成的。一般地，在整体更换炉衬中重砌炉衬的步骤包括上述局部更换炉衬的步骤，还包括如下步骤在侧壁和顶壁中更换水冷板、拆除和更换前炉和安装耐火炉底。最好在顶壁中更换水冷板的步骤包括拆除顶壁、更换顶壁中的水冷板，然后在熔炉上重新安装顶壁。最好在整体更换炉衬中重砌炉衬的步骤包括，在前炉和熔炉之间砌一个前炉连接，并利用延伸到熔炉内的前炉连接的砌砖作为一个基础，该基础用于为可更换的安全炉衬和热面炉衬的砌砖。最好安装耐火炉底的步骤包括铺一层或多层预制耐火砖作为底层地板，并在底层地板上铺一个顶层耐火砖。最好更换炉衬后重新开始直接熔炼工艺操作在96小时或更短时间内完成。最好更换炉衬的步骤包括在熔炉的炉膛区上方安装一个安全平台，该平台将熔炉分成两个工作区，一个在安全平台的上面，另一个在安全平台的下面，因此更换炉衬的工作可以同时在两个工作区内进行。最好更换炉衬的步骤包括在平台上安装一个组件，该组件能够支撑和升降水冷板，并根据需要利用该组件从侧壁或顶壁上拆除水冷板，以及在侧壁或顶壁上安装更换的水冷板。根据本专利技术，还提供了一种用于进行直接熔炼工艺的熔炉，该熔炉包括一个限定了炉底的基座，一个侧壁，一个顶壁，一个排气管道，至少一个穿过侧壁延伸的固体喷枪/管，至少一个用于将含氧气体喷进熔炉上部区域的喷枪，一个至少在熔炉炉膛区的耐火炉衬，所说炉膛区在熔炼工艺操作期间容纳熔融金属，以及在炉膛区侧壁上至少有一个进口。所说熔炉最好在熔膛区侧壁上有两个进口。所说熔炉最好在炉底上有一个进口。最好所说炉底进口是一个可拆除的塞子。最好所说熔炉有一层或多层预制耐火砖，所说耐火砖形成一底层地板，在底层地板上有一个顶层耐火砖。最好顶壁可从熔炉上拆除。最好包括一个用于从熔炉排出熔融金属的前炉。最好前炉能从熔炉上拆开。附图说明下面通过实施例参考附图对本专利技术进行进一步描述图1是适于进行Hismelt熔炼工艺的熔炉的垂直剖面图；图2是沿图1中2-2线的剖面图；图3是沿图1中3-3线的剖面图；图4至图7是图1至图3所示熔炉的垂直剖面图，该熔炉具有可从熔炉拆除的含氧气体和固体喷枪/管-如在更换炉衬期间将发生的情况一样-这些图表示在更换炉衬过程中，使用安全平台和组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种更换熔炉炉衬的方法，所说熔炉用于实现直接熔炼工艺，以在要求熔池温度至少１０００℃的条件下生产熔融金属，所说熔炉具有一个耐火衬的炉底，一个至少具有部分耐火衬的侧壁，和一个顶壁，以及至少两个到熔炉内部的进口，在停止直接熔炼工艺操作之后，更换炉衬的方法包括如下步骤：冷却熔炉，通过进口进入到熔炉内部，更换炉衬，重新开始工艺操作，其中，更换炉衬的步骤包括：在熔炉的炉膛区上方安装一个安全平台，该平台将熔炉分成两个工作区，一个在安全平台的上面，另一个在安全平台的下面，因此更换炉衬的工作可以同时在两个工作区内进行。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马修J格尔，马丁J邓恩，
申请(专利权)人：技术资源有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]