無渣出鐵系統的制作方法

專利名稱：無渣出鐵系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種無渣出鐵系統，屬煉鐵技術領域。
背景技術：
隨著我國國民經濟的快速發展，鋼鐵冶煉水平的不斷提高和大量先進技術的運用，煉鐵高爐的建設和生產有了較快發展，但相較于其他工序，高爐出鐵工藝多年以來未有太大改進，這大大制約了鋼鐵產品質量的提高，傳統的出鐵方式在出鐵過程中將大量的高爐渣帶入鐵水罐，成為鐵水預處理和煉鋼工藝中實現(無渣)少渣冶煉的障礙，對于煉鋼工序冶煉超低磷、低硫等潔凈鋼造成困難。目前，工業上大、中型高爐鐵溝一般采用現場澆注的耐火材料構成工作層，由于沒有保護設施，在落鐵點附近鐵水對耐火材料的沖蝕相當嚴重，大量的耐火材料被卷入鐵水中成為雜質，對后續工序和產品質量提高產生非常不利的影響。此外，在出鐵過程中， 現有的出鐵工藝只有一道簡單渣鐵分離裝置即撇渣器，撇渣的效果不能適應日益嚴格的質量控制要求，通過撇渣器的高爐渣混在鐵水中直接流入鐵水罐，也成為后續工序的雜質。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種無渣出鐵系統，該出鐵系統可以改善鐵水質量，減少卷入鐵水罐的渣量，降低落鐵點附近耐火材料的沖蝕，提高鐵水潔凈度，實現少渣甚至無渣出鐵。為了實現上述目的，本發明提供的無渣出鐵系統，包括設置于高爐出鐵口下方的出鐵溝、設置于出鐵溝上用于初步分離鐵水中爐渣的撇渣器以及設于所述撇渣器上游用于排走爐渣的渣溝，還包括:偏心底出鐵爐，設置于所述出鐵溝末端，用于進一步分離經過撇渣器的鐵水中的爐渣，所述偏心底出鐵爐包括爐體和使所述爐體傾動的傾動機構。作為一種優選實施方式，所述爐體包括前壁、后壁、底壁、第一側壁以及第二側壁；還包括:出鐵口，設置于所述底壁且靠近所述第一側壁，所述出鐵口中填滿有填料，可在所述爐體中鐵水的靜壓力作用下自動下落，以實現自動開澆出鐵；出鐵口擋板，設置于所述底壁外側，用于擋住出鐵口 ；以及渣門，設置于所述第二側壁的上部，用于控制爐渣的排出；所述第二側壁向爐體外部傾斜，而且所述第二側壁的上部與水平方向的夾角α大于所述第二側壁的其他部分與水平方向的夾角β ;所述第二側壁的垂直高度小于所述第一側壁的垂直高度。作為一種優選實施方式，所述傾動機構包括:搖架，位于所述爐體的下方，用于支撐和固定所述爐體并為所述爐體的傾動提供樞軸；以及傾動缸，其一端設置于所述第二側壁的外側上，用于使爐體傾斜。作為一種優選實施方式，所述撇渣器與鐵水流動方向垂直，并且嵌入出鐵溝，所述撇渣器的最下端低于所述渣溝底部但高于出鐵溝底部。
作為一種優選實施方式，該無渣出鐵系統還包括:水冷裝置，設置于高爐出鐵口下方到落鐵點之間的出鐵溝槽兩側，埋于所述出鐵溝槽的外壁與澆筑而成的耐火材料工作層之間，通過控制冷水的流量來控制所述出鐵溝落鐵點附近的冷卻強度。優選地，所述水冷裝置為多個相連的U型管道，設有冷水入口和冷水出口，所述冷水入口設置于所述出鐵溝前端，冷水出口設置于所述出鐵溝槽的一側壁。優選地，所述水冷裝置的長度小于6米。作為一種優選實施方式，所述撇渣器為一個撇渣器或者連續設置的兩個撇渣器。本發明的有益效果:(I)本發明通過在出鐵溝處設置冷卻裝置可使靠近工作層的鐵水因溫度低于凝固點而在耐火材料工作層表面凝固，從而在主鐵溝落鐵點附近一段形成死鐵層保護層，可有效阻止從高爐出鐵口沖出的鐵水對主鐵溝耐火材料工作層形成嚴重的沖蝕，有效延長鐵水溝內襯使用壽命；本發明通過在出鐵鉤連續設置的多個撇渣器，分級進行渣鐵分離，并減緩鐵水流速，減少卷渣量，使得95%以上的渣可以在此階段和鐵水分開，減少后續工序的除渣壓力。(2)本發明所使用的偏心底出鐵爐兼具儲存鐵水、促使爐渣上浮以及實現無渣出鐵的功能；(3)本發明的無渣出鐵系統相較于目前正在采用的出鐵工藝而言，工作效率得到提高，產品質量得到提升，勞動強度大幅下降，能降低成本，增加效益，讓高爐出鐵工藝更加可控，產品質量更加穩定。總之，該出鐵系統可以改善鐵水質量，減少卷入鐵水罐的渣量，降低落鐵點附近耐火材料的沖蝕，提高鐵水潔凈度，實現少渣甚至無渣出鐵。


圖1為本發明優選實施方式的全系統結構示意圖；圖2為本發明優選實施方式的出鐵溝落鐵點附近循環水冷卻裝置結構示意圖；圖3為本發明優選實施方式的出鐵溝冷卻裝置示意圖；圖4為本發明優選實施方式的撇渣器剖面圖；圖5為本發明優選實施方式的偏心底出鐵爐的結構示意圖；圖6為本發明優選實施方式的偏心底出鐵爐的俯視圖。
其中，附圖標記說明如下:100、出鐵溝；200、偏心底出鐵爐；1、高爐出鐵口 ；2、水冷裝置；3、渣溝；4、撇渣器；41、本體；411、本體前半部的上表面；412、本體后半部的上表面；42、過梁；43、渣鐵入口 ；44、鐵水出口 ；45、鐵水通道；5、出鐵溝槽外壁；6、澆筑而成的耐火材料工作層渣門；8、傾動缸；9、水泥支架墩；10、爐體；11、出鐵口擋板；12、出鐵口 ；13、搖架。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明，但本發明并不限于此。本發明提供的無渣出鐵系統，包括設置于高爐出鐵口 I下方的出鐵溝100、設置于出鐵溝100上用于初步分離鐵水中爐渣的撇渣器4以及設于所述撇渣器4上游用于排走爐渣的渣溝3 (所謂上游是指在鐵水流動方向上的上游)，還包括:設置于所述出鐵溝100末端、用于進一步分離經過撇渣器4的鐵水中爐渣的偏心底出鐵爐200，其通過偏心底出鐵的方式將鐵水流入鐵水罐；所述偏心底出鐵爐200包括爐體10和使所述爐體傾動的傾動機構。爐體能夠在一定角度內傾斜，從而實現偏心底無渣出鐵功能。本發明的傾動機構可以是鋼鐵生產中常用的傾動裝置，比如轉爐上使用的傾動裝置、渣罐上使用的液壓傾動裝置。作為一種優選實施方式，所述爐體10的正面視圖形狀近似為倒置的梯形，參見圖1、圖5，其俯視圖參見圖6，包括前壁、后壁、底壁、第一側壁(遠離出鐵溝100)以及第二側壁(靠近出鐵溝100);還包括:出鐵口 12，設置于所述底壁且靠近所述第一側壁，其內填滿了填料，可在鐵水靜壓力作用下自動下落，以實現自動開澆出鐵，所述填料可以是普通酸性耐火材料；出鐵口擋板11，設置于所述底壁外側，用于擋住出鐵口 ；以及渣門7，設置于所述第二側壁的上部，用于控制爐渣的排出，渣門7可以連續設置2個或更多個，圖1中并列設置了兩道渣門7，第一道渣門直接豎立在爐體的第二側壁面上；第二道渣門設置在第一道渣門的后面并與第一道渣門保持一定距離，而且第二道渣門的底端與爐體的第二側壁面之間留有一定的空隙，這樣設置的兩道渣門7可以更好的控制爐渣的排出；所述第二側壁向爐體10外部傾斜，而且所述第二側壁的上部與水平方向的夾角α大于所述第二側壁的其他部分與水平方向的夾角β，夾角α優選為接近180ο (第二側壁的結構也可以簡單地說成如下:所述第二側壁包括相互連續連接的第一部分和第二部分，其中第一部分與所述底壁相連，其向爐體10外部傾斜，與底壁也即水平方向的夾角為β，第二部分位于第一部分的上方，其繼續向爐體10外部傾斜，與底壁也即水平方向的夾角為α，但α>β，另外，在第二部分的上部設置有渣門7);所述第二側壁的垂直高度小于所述第一側壁的垂直高度，優選為略低于所述第一側壁的垂直高度，以便于爐渣從渣門排出。爐體10采用普通酸性耐火材料比如粘土磚砌成。作為一種優選實施方式,參見圖1和圖5,所述傾動機構包括:搖架13,近似為Y型，位于所述爐體10的下方，用于支撐和固定所述爐體10并為所述爐體10的傾動提供樞軸，所述搖架13的底座置于水泥支架墩9上；以及傾動缸8，其一端設置于所述第二側壁的外側上，另一端置于水泥支架墩的U型凹槽中，所述傾動缸8用于使爐體10傾斜，所述傾動缸8可以是液壓傾動缸。

作為一種優選實施方式，參見圖1，所述撇渣器4可實現動態渣量控制，位于出鐵溝100正上方，和鐵水流動方向垂直，并且嵌入出鐵溝100 —定深度，其最下端低于渣溝3底部，但高于出鐵溝100底部，從高爐流出的鐵水經過撇渣器4的物理分離，大部分爐渣流入渣溝，在撇渣器4下方和出鐵溝底之間有一個出鐵通道，鐵水和部分未能分離的爐渣通過此通道流出。更優選地，采用上述設置方法在出鐵溝100正上方連續設置多個撇渣器4，最優選連續設置兩個撇渣器，從而通過多個撇渣器實現多級爐渣分離。多個撇渣器可共用渣溝3，每個撇渣器通過各自的支溝匯聚于共用渣溝3即主渣溝3。本發明中使用的撇渣器4可以是本領域中使用的常規撇渣器，比如圖4所述的撇渣器，包括本體41和放置于本體41上的過梁42，待渣鐵混合物自渣鐵入口 43進入撇渣器，經渣鐵分離后的鐵水流經鐵水通道45自鐵水出口 44流出撇渣器，其中本體前半部的上表面411的坡度較緩，目的是讓渣鐵混合物的流入速度緩慢些，而本體后半部的上表面412的坡度較本體前半部的上表面411的坡度陡些，目的是讓經渣鐵分離的鐵水快速流走，避免當出鐵流量大時渣溝頭過鐵。本體41可以處在出鐵溝100橫向(即寬度方向)上的任何位置，最好是出鐵溝橫向的中間部位。作為一種優選實施方式，參見圖1、圖2和圖3，本發明的無渣出鐵系統還包括水冷裝置2，設置于高爐出鐵口 I下方到落鐵點之間的出鐵溝槽兩側，埋于所述出鐵溝槽外壁5與澆筑而成的耐火材料工作層6之間，所述水冷裝置可以是如圖2中所示的水冷裝置，是多個相連的U型管道，管道材質為普通金屬管，一個U型管和與其相鄰的U型管之間為左右對稱結構，也可以是如圖3中所示的水冷裝置；其設有冷水入口和冷水出口，所述冷水入口設置于所述出鐵溝前端，冷水出口設置于所述出鐵溝槽的一側壁，通過控制冷水的流量來控制所述出鐵溝落鐵點附近的冷卻強度。所述水冷裝置的長度優選小于6米。以上優選實施方式可以自由組合。本發明提供的上述無渣出鐵系統的工作方法，包括如下步驟:步驟一，經高爐冶煉的鐵水從高爐出鐵口 I流出后進入出鐵溝100 ；步驟二，所述出鐵溝100中的鐵水經過設置于出鐵溝上的撇渣器3，從而初步分離鐵水中的爐渣，而爐渣通過渣溝3排走；步驟三，經過所述撇渣器3的鐵水通過所述出鐵溝100流入設于出鐵溝100末端的偏心底出鐵爐200，隨著鐵水的不斷流入，新流入的鐵水對爐內的鐵水形成攪拌作用，在此過程中，鐵水中的夾雜物上浮，當渣量足夠大比如超過渣門高度時爐渣自動沿渣門7排出；待鐵水在所述偏心底出鐵爐中聚集到所述偏心底出鐵爐容積的50%以上時，開啟偏心底出鐵爐的出鐵口擋板11，出鐵口 12中的填料在鐵水靜壓力作用下自動下落，鐵水流入出鐵口下方的鐵水罐，實現自動開澆出鐵，待本次高爐出鐵完畢且偏心底出鐵爐中剩余鐵水的體積為偏心底出鐵爐體積的10%-20%(比如1000公斤，其為偏心底出鐵爐體積的15%)時，通過傾動缸8將爐體10向出鐵口一側以傾動方式繼續出鐵(此時采用傾動方式出鋼的原因為:由于鐵水深度變淺，如果不傾動出鋼，`爐內的渣將和鐵一起流出，此時傾動偏心底出鐵爐爐體，可以保證在出鐵口位置有足夠的鐵水深度)，傾動角度優選為3°左右，當偏心底出鐵爐中剩余鐵水的體積為自動開澆出鐵停止時偏心底出鐵爐中剩余鐵水體積的3%-7% (比如50公斤)時迅速回傾使爐體回復為水平以防止爐渣進入鐵水罐，回傾過程還會有少量約5%的剩余鐵水和少許爐渣流入到鐵水罐中，然后關閉出鐵口，等待下一次的高爐出鐵。作為一種優選實施方式，在高爐出鐵的同時開啟水冷裝置，待落鐵點附近形成一層死鐵層后關閉所述水冷裝置。在落鐵點附近形成的死鐵層可以有效地保護出鐵溝內層的耐火材料的沖蝕，從而減少了進入鐵水中的雜質。如果本發明的無渣出鐵系統同時采用水冷裝置2，撇渣器3以及偏心底出鐵爐200，鐵水中爐渣的去除效果最好。應當理解，這些實施例的用途僅用于說明本發明而非意欲限制本發明的保護范圍。此外，也應理解，在閱讀了本發明的技術內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動、修改和/或變型，所有的這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的保護范圍之內。
權利要求
1.一種無渣出鐵系統，包括設置于高爐出鐵口下方的出鐵溝、設置于出鐵溝上用于初步分離鐵水中爐渣的撇渣器以及設于所述撇渣器上游用于排走爐渣的渣溝，其特征在于，還包括: 偏心底出鐵爐，設置于所述出鐵溝末端，用于進一步分離經過撇渣器的鐵水中的爐渣，所述偏心底出鐵爐包括爐體和使所述爐體傾動的傾動機構。
2.根據權利要求1所述的無渣出鐵系統，其特征在于， 所述爐體包括前壁、后壁、底壁、第一側壁以及第二側壁；還包括: 出鐵口，設置于所述底壁且靠近所述第一側壁，所述出鐵口中填滿有填料，可在所述爐體中鐵水的靜壓力作用下自動下落，以實現自動開澆出鐵； 出鐵口擋板，設置于所述底壁外側，用于擋住出鐵口 ；以及 渣門，設置于所述第二側壁的上部，用于控制爐渣的排出； 所述第二側壁向爐體外部傾斜，而且所述第二側壁的上部與水平方向的夾角α大于所述第二側壁的其他部分與水平方向的夾角β ;所述第二側壁的垂直高度小于所述第一側壁的垂直高度。
3.根據權利要求2所述的無渣出鐵系統，其特征在于， 所述傾動機構包括: 搖架，位于所述爐體的下方，用于支撐和固定所述爐體并為所述爐體的傾動提供樞軸；以及 傾動缸，其一端設置于所述第二側壁的外側上，用于使爐體傾斜。
4.根據權利要求1所述的無渣出鐵系統，其特征在于， 所述撇渣器與鐵水流動方向垂直，并且嵌入出鐵溝，所述撇渣器的最下端低于所述渣溝底部但高于出鐵溝底部。
5.根據權利要求1所述的無渣出鐵系統，其特征在于，還包括: 水冷裝置，設置于高爐出鐵口下方到落鐵點之間的出鐵溝槽兩側，埋于所述出鐵溝槽的外壁與澆筑而成的耐火材料工作層之間，通過控制冷水的流量來控制所述出鐵溝落鐵點附近的冷卻強度。
6.根據權利要求5所述的無渣出鐵系統，其特征在于， 所述水冷裝置為多個相連的U型管道，設有冷水入口和冷水出口，所述冷水入口設置于所述出鐵溝前端，冷水出口設置于所述出鐵溝槽的一側壁。
7.根據權利要求5所述的無渣出鐵系統，其特征在于， 所述水冷裝置的長度小于6米。
8.根據權利要求1所述的無渣出鐵系統，其特征在于， 所述撇渣器為一個撇渣器或者連續設置的兩個撇渣器。
全文摘要
本發明提供了一種無渣出鐵系統，其包括設置于高爐出鐵口下方的出鐵溝、設置于出鐵溝上用于初步分離鐵水中爐渣的撇渣器以及設于所述撇渣器上游用于排走爐渣的渣溝，還包括偏心底出鐵爐，設置于所述出鐵溝末端，用于進一步分離經過撇渣器的鐵水中的爐渣，所述偏心底出鐵爐包括爐體和使所述爐體傾動的傾動機構。該出鐵系統可以改善鐵水質量，減少卷入鐵水罐的渣量，降低落鐵點附近耐火材料的沖蝕，提高鐵水潔凈度，實現少渣甚至無渣出鐵。
文檔編號C21B7/14GK103074459SQ201310044959
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月4日 優先權日2013年2月4日
發明者許榮昌, 劉超, 羅霞光 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司