CN103074458B - 偏心底出铁炉及无渣出铁方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种偏心底出铁炉及无渣出铁方法，该偏心底出铁炉包括炉体和使所述炉体倾动的倾动机构。该无渣出铁方法包括如下步骤：步骤一，经高炉冶炼的铁水从高炉出铁口流出后进入出铁沟；步骤二，所述出铁沟中的铁水经过设置于出铁沟上的撇渣器，从而初步分离铁水中的炉渣，而炉渣通过设置于所述撇渣器上游的渣沟排走；步骤三，经过所述撇渣器的铁水通过所述出铁沟流入设于出铁沟末端的偏心底出铁炉继续出铁。采用上述偏心底出铁炉出铁的方法可以改善铁水质量，减少卷入铁水罐的渣量，降低落铁点附近耐火材料的冲蚀，提高铁水洁净度，实现少渣甚至无渣出铁。

Description

偏心底出铁炉及无渣出铁方法

技术领域

本发明涉及一种偏心底出铁炉及无渣出铁方法，属炼铁技术领域。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，钢铁冶炼水平的不断提高和大量先进技术的运用，炼铁高炉的建设和生产有了较快发展，但相较于其他工序，高炉出铁工艺多年以来未有太大改进，这大大制约了钢铁产品质量的提高，传统的出铁方式在出铁过程中将大量的高炉渣带入铁水罐，成为铁水预处理和炼钢工艺中实现（无渣）少渣冶炼的障碍，对于炼钢工序冶炼超低磷、低硫等洁净钢造成困难。

目前，工业上大、中型高炉铁沟一般采用现场浇注的耐火材料构成工作层，由于没有保护设施，在落铁点附近铁水对耐火材料的冲蚀相当严重，大量的耐火材料被卷入铁水中成为杂质，对后续工序和产品质量提高产生非常不利的影响。

此外，在出铁过程中，现有的出铁工艺只有一道简单渣铁分离装置即撇渣器，撇渣的效果不能适应日益严格的质量控制要求，通过撇渣器的高炉渣混在铁水中直接流入铁水罐，也成为后续工序的杂质。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种偏心底出铁炉，该出铁炉可以更好的提高铁水洁净度，实现少渣甚至无渣出铁。

本发明的另一目的在于提供一种无渣出铁方法，该出铁方法可以改善铁水质量，减少卷入铁水罐的渣量，降低落铁点附近耐火材料的冲蚀，提高铁水洁净度，实现少渣甚至无渣出铁。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种偏心底出铁炉，包括炉体和使所述炉体倾动的倾动机构；其中：

所述炉体包括前壁、后壁、底壁、第一侧壁以及第二侧壁；还包括：出铁口，设置于所述底壁且靠近所述第一侧壁，所述出铁口中填满有填料，可在所述炉体中铁水的静压力作用下自动下落，以实现自动开浇出铁；出铁口挡板，设置于所述底壁外侧，用于挡住出铁口；以及渣门，设置于所述第二侧壁的上部，用于控制炉渣的排出；所述第二侧壁向炉体外部倾斜，而且所述第二侧壁的上部与水平方向的夹角α大于所述第二侧壁的其他部分与水平方向的夹角β；所述第二侧壁的垂直高度小于所述第一侧壁的垂直高度。

上述偏心底出铁炉上的倾动机构可以是钢铁生产中常用的倾动装置，优选地，所述倾动机构包括：

摇架，位于所述炉体的下方，用于支撑和固定所述炉体并为所述炉体的倾动提供枢轴；以及倾动缸，其一端设置于所述第二侧壁的外侧上，用于使炉体倾斜。

一种采用上述偏心底出铁炉的无渣出铁方法，包括如下步骤：

步骤一，经高炉冶炼的铁水从高炉出铁口流出后进入出铁沟；

步骤二，所述出铁沟中的铁水经过设置于出铁沟上的撇渣器，从而初步分离铁水中的炉渣，而炉渣通过设置于所述撇渣器上游的渣沟排走；

步骤三，经过所述撇渣器的铁水通过所述出铁沟流入设于出铁沟末端的偏心底出铁炉，随着铁水的不断流入，铁水中的夹杂物上浮，当渣量足够大时炉渣自动沿渣门排出；待铁水在所述偏心底出铁炉中聚集到所述偏心底出铁炉体积的50%以上时，开启所述偏心底出铁炉的出铁口挡板，所述偏心底出铁炉的出铁口中的填料在铁水静压力作用下自动下落，铁水流入出铁口下方的铁水罐，待本次高炉出铁完毕且所述偏心底出铁炉中的剩余铁水体积为所述偏心底出铁炉体积的10-20%时，将偏心底出铁炉向所述偏心底出铁炉的出铁口一侧倾动以继续出铁，当偏心底出铁炉内剩余铁水体积为自动开浇出铁停止时偏心底出铁炉中剩余铁水体积的3%-7%时迅速回倾使炉体回复为水平以防止炉渣进入铁水罐，然后关闭所述出铁口，等待下一次的高炉出铁。

在上述无渣出铁方法中，优选地，在高炉出铁的同时开启水冷装置，待落铁点附近形成一层死铁层后关闭所述水冷装置；所述水冷装置，设置于高炉出铁口下方到落铁点之间的出铁沟槽两侧，埋于所述出铁沟槽的外壁与浇筑而成的耐火材料工作层之间，通过控制冷水的流量来控制所述出铁沟落铁点附近的冷却强度。所述水冷装置优选为多个相连的U型管道，设有冷水入口和冷水出口，所述冷水入口设置于所述出铁沟前端，冷水出口设置于所述出铁沟槽的一侧壁。在实际生产中，所述水冷装置的长度优选为小于6米。

在上述无渣出铁方法中，所述步骤三的将偏心底出铁炉向所述偏心底出铁炉的出铁口一侧倾动的角度优选为3°，该倾动角度可以更好的防止铁水中的炉渣进入铁水罐。

在上述无渣出铁方法中，所述撇渣器优选是按照如下方式设置的：与铁水流动方向垂直，并且嵌入出铁沟，所述撇渣器的最下端低于所述渣沟底部但高于出铁沟底部。所述撇渣器可以是一个撇渣器或者连续设置的两个撇渣器。

本发明的有益效果：

（1）本发明所使用的偏心底出铁炉兼具储存铁水、促使炉渣上浮以及实现无渣出铁的功能；

（2）本发明通过开启设置在出铁沟处冷却装置可使靠近工作层的铁水因温度低于凝固点而在耐火材料工作层表面凝固，从而在主铁沟落铁点附近一段形成死铁层保护层，可有效阻止从高炉出铁口冲出的铁水对主铁沟耐火材料工作层形成严重的冲蚀，有效延长铁水沟内衬使用寿命；本发明将高炉铁水通过设置在出铁钩上的连续多个撇渣器，从而进行了多级渣铁分离，并减缓铁水流速，减少卷渣量，使得95%以上的渣可以在此阶段和铁水分开，减少后续工序的除渣压力。

（3）本发明的无渣出铁方法相较于目前正在采用的出铁工艺而言，工作效率得到提高，产品质量得到提升，劳动强度大幅下降，能降低成本，增加效益，让高炉出铁工艺更加可控，产品质量更加稳定。

总之，该出铁方法可以改善铁水质量，减少卷入铁水罐的渣量，降低落铁点附近耐火材料的冲蚀，提高铁水洁净度，实现少渣甚至无渣出铁。

附图说明

图1为本发明优选的无渣出铁方法的系统结构示意图；

图2为本发明优选的出铁沟落铁点附近循环水冷却装置结构示意图；

图3为本发明优选的出铁沟冷却装置示意图；

图4为本发明优选的撇渣器剖面图；

图5为本发明优选的偏心底出铁炉的结构示意图；

图6为本发明优选的偏心底出铁炉的俯视图。

其中，附图标记说明如下：100、出铁沟；200、偏心底出铁炉；1、高炉出铁口；2、水冷装置；3、渣沟；4、撇渣器；41、本体；411、本体前半部的上表面；412、本体后半部的上表面；42、过梁；43、渣铁入口；44、铁水出口；45、铁水通道；5、出铁沟槽外壁；6、浇筑而成的耐火材料工作层；7渣门；8、倾动缸；9、水泥支架墩；10、炉体；11、出铁口挡板；12、出铁口；13、摇架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但本发明并不限于此。

下面先对本发明的偏心底出铁炉做出详细说明。

本发明提供的偏心底出铁炉，包括炉体10和使所述炉体倾动的倾动机构。炉体能够在一定角度内倾斜，从而实现偏心底无渣出铁功能。所述炉体10的正面视图形状近似为倒置的梯形，参见图1和图5，其俯视图参见图6，包括前壁、后壁、底壁、第一侧壁（远离出铁沟100）以及第二侧壁（靠近出铁沟100）；还包括：出铁口12，设置于所述底壁且靠近所述第一侧壁，其内填满了填料，可在铁水静压力作用下自动下落，以实现自动开浇出铁，所述填料可以是普通酸性耐火材料；出铁口挡板11，设置于所述底壁外侧，用于挡住出铁口；以及渣门7，设置于所述第二侧壁的上部，用于控制炉渣的排出，渣门7可以连续设置2个或更多个，图1中并列设置了两道渣门7，第一道渣门直接竖立在炉体的第二侧壁面上；第二道渣门设置在第一道渣门的后面并与第一道渣门保持一定距离，而且第二道渣门的底端与炉体的第二侧壁面之间留有一定的空隙，这样设置的两道渣门7可以更好的控制炉渣的排出；所述第二侧壁向炉体10外部倾斜，而且所述第二侧壁的上部与水平方向的夹角α大于所述第二侧壁的其他部分与水平方向的夹角β，夹角α优选为接近180°（第二侧壁的结构也可以简单地说成如下：所述第二侧壁包括相互连续连接的第一部分和第二部分，其中第一部分与所述底壁相连，其向炉体10外部倾斜，与底壁也即水平方向的夹角为β，第二部分位于第一部分的上方，其继续向炉体10外部倾斜，与底壁也即水平方向的夹角为α，但α>β，另外，在第二部分的上部设置有渣门7）；所述第二侧壁的垂直高度小于所述第一侧壁的垂直高度，优选为略低于所述第一侧壁的垂直高度，以便于炉渣从渣门排出。炉体10采用普通酸性耐火材料比如粘土砖砌成。本发明的倾动机构可以是钢铁生产中常用的倾动装置，比如转炉上使用的倾动装置、渣罐上使用的液压倾动装置。

作为一种优选实施方式，参见图1和图5，所述倾动机构包括：摇架13，近似为Y型，位于所述炉体10的下方，用于支撑和固定所述炉体10并为所述炉体10的倾动提供枢轴，所述摇架13的底座置于水泥支架墩9上；以及倾动缸8，其一端设置于所述第二侧壁的外侧上，另一端置于水泥支架墩的U型凹槽中，所述倾动缸8用于使炉体10倾斜，所述倾动缸8可以是液压倾动缸。

下面对本发明的无渣出铁方法做出详细说明。该无渣出铁方法采用上述偏心底出铁炉，其无渣出铁方法的系统结构参见图1，该系统包括设置于高炉出铁口1下方的出铁沟100、设置于出铁沟100上用于初步分离铁水中炉渣的撇渣器4以及设于所述撇渣器4上游用于排走炉渣的渣沟3（所谓上游是指在铁水流动方向上的上游），还包括：设置于所述出铁沟100末端、用于进一步分离经过撇渣器4的铁水中炉渣的偏心底出铁炉200，其通过偏心底出铁的方式将铁水流入铁水罐。

该无渣出铁方法，包括如下步骤：

步骤一，经高炉冶炼的铁水从高炉出铁口1流出后进入出铁沟100；

步骤二，所述出铁沟100中的铁水经过设置于出铁沟上的撇渣器3，从而初步分离铁水中的炉渣，而炉渣通过渣沟3排走；

步骤三，经过所述撇渣器3的铁水通过所述出铁沟100流入设于出铁沟100末端的偏心底出铁炉200，随着铁水的不断流入，新流入的铁水对炉内的铁水形成搅拌作用，在此过程中，铁水中的夹杂物上浮，当渣量足够大比如超过渣门高度时炉渣自动沿渣门7排出；待铁水在所述偏心底出铁炉中聚集到所述偏心底出铁炉容积的50%以上时，开启偏心底出铁炉的出铁口挡板11，出铁口12中的填料在铁水静压力作用下自动下落，铁水流入出铁口下方的铁水罐，实现自动开浇出铁，待本次高炉出铁完毕且偏心底出铁炉中剩余铁水的体积为偏心底出铁炉体积的10%-20%（比如1000公斤，其为偏心底出铁炉体积的15%）时，通过倾动缸8将炉体10向出铁口一侧以倾动方式继续出铁（此时采用倾动方式出钢的原因为：由于铁水深度变浅，如果不倾动出钢，炉内的渣将和铁一起流出，此时倾动偏心底出铁炉炉体，可以保证在出铁口位置有足够的铁水深度），倾动角度优选为3°左右，当偏心底出铁炉中剩余铁水的体积为自动开浇出铁停止时偏心底出铁炉中剩余铁水体积的3%-7%（比如50公斤）时迅速回倾使炉体回复为水平以防止炉渣进入铁水罐，回倾过程还会有少量约5%的剩余铁水和少许炉渣流入到铁水罐中，然后关闭出铁口，等待下一次的高炉出铁。

在上述无渣出铁方法中，优选地，在高炉出铁的同时开启水冷装置，待落铁点附近形成一层死铁层后关闭所述水冷装置。在落铁点附近形成的死铁层可以有效地保护出铁沟内层的耐火材料的冲蚀，从而减少了进入铁水中的杂质。参见图1、图2和图3，本发明的无渣出铁方法的系统中还包括水冷装置2，其设置于高炉出铁口1下方到落铁点之间的出铁沟槽两侧，埋于所述出铁沟槽外壁5与浇筑而成的耐火材料工作层6之间，所述水冷装置可以是如图2中所示的水冷装置，是多个相连的U型管道，管道材质为普通金属管，一个U型管和与其相邻的U型管之间为左右对称结构，也可以是如图3中所示的水冷装置；其设有冷水入口和冷水出口，所述冷水入口设置于所述出铁沟前端，冷水出口设置于所述出铁沟槽的一侧壁，通过控制冷水的流量来控制所述出铁沟落铁点附近的冷却强度。所述水冷装置的长度优选小于6米。

在上述无渣出铁方法中使用的撇渣器4可实现动态渣量控制，并且按照如下方式设置的：参见图1，所述撇渣器4位于出铁沟100正上方，和铁水流动方向垂直，并且嵌入出铁沟100一定深度，其最下端低于渣沟3底部，但高于出铁沟100底部，从高炉流出的铁水经过撇渣器4的物理分离，大部分炉渣流入渣沟，在撇渣器4下方和出铁沟底之间有一个出铁通道，铁水和部分未能分离的炉渣通过此通道流出。更优选地，采用上述设置方法在出铁沟100正上方连续设置多个撇渣器4，最优选连续设置两个撇渣器，从而通过多个撇渣器实现多级炉渣分离。多个撇渣器可共用渣沟3，每个撇渣器通过各自的支沟汇聚于共用渣沟3即主渣沟3。

本发明中使用的撇渣器4可以是本领域中使用的常规撇渣器，比如图4所述的撇渣器，包括本体41和放置于本体41上的过梁42，待渣铁混合物自渣铁入口43进入撇渣器，经渣铁分离后的铁水流经铁水通道45自铁水出口44流出撇渣器，其中本体前半部的上表面411的坡度较缓，目的是让渣铁混合物的流入速度缓慢些，而本体后半部的上表面412的坡度较本体前半部的上表面411的坡度陡些，目的是让经渣铁分离的铁水快速流走，避免当出铁流量大时渣沟头过铁。本体41可以处在出铁沟100的任何位置，最好是出铁沟的中间部位。

如果本发明的无渣出铁方法同时采用水冷装置2，撇渣器3以及偏心底出铁炉200，铁水中炉渣的去除效果最好。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种偏心底出铁炉，其特征在于，包括炉体和使所述炉体倾动的倾动机构；其中：

所述炉体包括前壁、后壁、底壁、第一侧壁以及第二侧壁；还包括：

出铁口，设置于所述底壁且靠近所述第一侧壁，所述出铁口中填满有填料，可在所述炉体中铁水的静压力作用下自动下落，以实现自动开浇出铁；

出铁口挡板，设置于所述底壁外侧，用于挡住出铁口；以及

渣门，设置于所述第二侧壁的上部，用于控制炉渣的排出；

所述第二侧壁向炉体外部倾斜，而且所述第二侧壁的上部与水平方向的夹角α大于所述第二侧壁的其他部分与水平方向的夹角β；所述第二侧壁的垂直高度小于所述第一侧壁的垂直高度。

2.根据权利要求1所述的偏心底出铁炉，其特征在于，所述倾动机构包括：

摇架，位于所述炉体的下方，用于支撑和固定所述炉体并为所述炉体的倾动提供枢轴；以及

倾动缸，其一端设置于所述第二侧壁的外侧上，用于使炉体倾斜。

3.一种采用权利要求1或2所述偏心底出铁炉的无渣出铁方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，经高炉冶炼的铁水从高炉出铁口流出后进入出铁沟；

步骤二，所述出铁沟中的铁水经过设置于出铁沟上的撇渣器，从而初步分离铁水中的炉渣，而炉渣通过设置于所述撇渣器上游的渣沟排走；

步骤三，经过所述撇渣器的铁水通过所述出铁沟流入设于出铁沟末端的偏心底出铁炉，随着铁水的不断流入，铁水中的夹杂物上浮，当渣量足够大时炉渣自动沿渣门排出；待铁水在所述偏心底出铁炉中聚集到所述偏心底出铁炉体积的50%以上时，开启所述偏心底出铁炉的出铁口挡板，所述偏心底出铁炉的出铁口中的填料在铁水静压力作用下自动下落，铁水流入出铁口下方的铁水罐，待本次高炉出铁完毕且所述偏心底出铁炉中的剩余铁水体积为所述偏心底出铁炉体积的10-20%时，将偏心底出铁炉向所述偏心底出铁炉的出铁口一侧倾动以继续出铁，当偏心底出铁炉内剩余铁水体积为自动开浇出铁停止时偏心底出铁炉中剩余铁水体积的3%-7%时迅速回倾使炉体回复为水平以防止炉渣进入铁水罐，然后关闭所述出铁口，等待下一次的高炉出铁。

4.根据权利要求3所述的无渣出铁方法，其特征在于，

在高炉出铁的同时开启水冷装置，待落铁点附近形成一层死铁层后关闭所述水冷装置；所述水冷装置，设置于高炉出铁口下方到落铁点之间的出铁沟槽两侧，埋于所述出铁沟槽的外壁与浇筑而成的耐火材料工作层之间，通过控制冷水的流量来控制所述出铁沟落铁点附近的冷却强度。

5.根据权利要求4所述的无渣出铁方法，其特征在于，所述水冷装置为多个相连的U型管道，设有冷水入口和冷水出口，所述冷水入口设置于所述出铁沟前端，冷水出口设置于所述出铁沟槽的一侧壁。

6.根据权利要求4或5所述的无渣出铁方法，其特征在于，所述水冷装置的长度小于6米。

7.根据权利要求3所述的无渣出铁方法，其特征在于，所述步骤三中，将偏心底出铁炉向所述偏心底出铁炉的出铁口一侧倾动的角度为3°。

8.根据权利要求3所述的无渣出铁方法，其特征在于，所述撇渣器与铁水流动方向垂直，并且嵌入出铁沟，所述撇渣器的最下端低于所述渣沟底部但高于出铁沟底部。

9.根据权利要求3或8所述的无渣出铁的方法，其特征在于，所述撇渣器为一个撇渣器或者连续设置的两个撇渣器。