[發明專利]撇渣器的生產方法

有效

• 申請號: 201310644765.4
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103611921A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 王志斌;潘宏偉;樊旭初;邢濤
• 申請（專利權）人: 江蘇聯興成套設備制造有限公司
• 主分類號: B22D19/00
• 分類號: B22D19/00;C21B7/14
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種撇渣器的生產方法，具體講是涉及一種應用于冶金行業的冷卻裝置，屬于鋼鐵冶金行業技術領域。

背景技術

撇渣器，是促進高爐出鐵過程中高溫液態爐渣（1400-1500℃）、鐵水（1400-1600℃）有效分離的裝置。撇渣器上接高爐主鐵溝，下接支鐵溝，旁路連接渣溝，在出鐵場上處于核心節點位置，也是保證渣鐵有效分離的唯一節點，對高爐出鐵過程的穩定、順行十分重要。從廣義上來講，撇渣器由前溝槽、砂壩、擋板（亦稱為過梁或大閘）、過道、小井（鐵水出口，接流向鐵水罐的支溝）和放殘鐵孔道組成。當前，諸多學者將擋板簡稱為撇渣器。撇渣器的主要組成部分為內側的不同性能的耐火材料及外側的高溫鋼殼。撇渣器長期受到高溫鐵水的沖刷和爐渣的化學侵蝕，其服役環境十分惡劣。

在實際生產過程中，撇渣器被懸掛在充滿了液態爐渣和鐵水的主鐵溝中，其底部與主鐵溝之間有一個通道，即上述的過道，主鐵溝內的爐渣和鐵水因其密度不同（熔渣的密度3.0?t/m³，鐵水的密度7.0t/m³），自然分層。對于爐渣，由于密度小浮在鐵水的上面，被撇渣器擋住后轉而流向渣溝；對于鐵水，由于密度大沉在下面，可以通過撇渣器與主鐵溝之間的間隙（即上文所述的過道），流向鐵溝。據此，撇渣器完成高溫液態的爐渣、鐵水的分流。

在高爐出鐵過程中，撇渣器關系到高爐操作的穩定、順行，在高爐煉鐵過程的作用十分重要，撇渣器在服役過程中，主要經受以下幾種因素的持續破壞：（1）?高溫鐵水的機械沖刷；（2?）高溫條件下的爐渣化學侵蝕；（3?）高爐間歇出鐵、出渣時引發的熱震侵蝕。三種因素交替作用，相互加強，大大降低了撇渣器的服役壽命。然而，隨著現代高爐技術的不斷發展，高爐呈現出明顯的大型化趨勢，出鐵、出渣時間不斷延長，伴隨著高溫條件下持續的機械沖刷和化學侵蝕，撇渣器的服役環境進一步惡化，加劇了撇渣器的破壞。在日常高爐爐前操作時，經常由于撇渣器工作不正常而直接影響到高爐生產，打亂了高爐正常生產節奏。由于撇渣器服役壽命達不到要求，造成爐前工藝休風與設備計劃休風不同步，造成無計劃休風率高、消耗高、產量低，因此對撇渣器的技術改進成為高爐的重中之重。

撇渣器損毀的主要表現形式為擋板下部的沖刷侵蝕、中間耐材開裂。直到擋板的下部被大量沖刷掉以后，爐渣從開裂通過并進入到后續的鐵水溝中，失去撇渣功能。為避免這種情況，現場需要頻繁的對撇渣器進行維修，既增加了人工成本、物料成本，也限制了高爐產量，給煉鐵企業造成了較大的經濟損失。如何進一步提高撇渣器壽命，已成為了廣大煉鐵工作者面臨的一項緊迫技術難題。

鑒于對撇渣器服役環境的分析，其最大的破壞因素可歸結于兩點：（1）高溫。高溫條件及由此產生的熱應力對耐材持續破壞，耐材易發生結構性剝落，耐材的持續剝落將危及耐材的服役壽命。另一方面，當高溫間歇出現時，將對撇渣器形成強烈的熱震侵蝕，加速了撇渣器耐材的剝落；（2）化學侵蝕。由于爐渣成分與耐材成分相似，根據“相似相溶”原理，材料在于爐渣接觸的過程中，容易生成低熔點的化學物質，低熔點的化學物質在高溫爐渣沖刷時迅速液化并進入爐渣，耐材此時發生了“熔損”反應，高溫環境進一步促使了熔損反應的進行，隨著熔損反應持續進行，耐材的化學侵蝕過程持續發生。因而，提高撇渣器壽命的關鍵問題應該是降低其服役環境的溫度，然而，現有的撇渣器尚未采取有效地降溫手段，尚未找到降低其服役環境溫度的有效措施。

鑒于對撇渣器服役環境和破壞機理的分析，提出延長撇渣器壽命的改進措施：對撇渣器的耐材采取強制冷卻的方式，降低撇渣器耐材服役環境的溫度。當耐材的溫度降低后，可以有效減小熱應力，以及由此引發的“熱震”效應，進而延長撇渣器使用壽命。同時，也解決了上述的化學侵蝕問題，當爐渣與撇渣器的耐材發生化學反應時，形成的低熔點物質、未與耐材發生反應的爐渣也同時被冷卻，基于已發生化學變化的反應層，爐渣被牢固地粘結在耐材上，形成了一層致密的半凝固狀態的保護膜，保護膜導熱性差，隔絕了高溫爐渣與撇渣器耐材的直接接觸，可以保護撇渣器免受高溫侵蝕，在低溫狀態下，化學反應速率大大降低，降低了爐渣與耐材的化學侵蝕。