[發(fā)明專利]水冷型儲鐵式鐵水溝結(jié)構(gòu)

在審

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• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111139328A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁豐收;孫龍豹;賀曉杰;晁尚奎
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州市瑞沃耐火材料有限公司
• 主分類號: C21B7/14
• 分類號: C21B7/14;C21B7/10
• 代理公司: 鄭州異開專利事務(wù)所(普通合伙) 41114
• 代理人: 王霞

本發(fā)明公開了一種水冷型儲鐵式鐵水溝結(jié)構(gòu)，包括與高溫混合溶液直接接觸的工作層，以及包覆在工作層外的永久層和鋼殼；永久層由碳復(fù)合磚砌筑而成；與鐵水溝溝槽高度對應(yīng)位置處的鋼殼外側(cè)壁上設(shè)置有水冷裝置。本發(fā)明在鋼殼外貼壁設(shè)置水冷裝置，將傳統(tǒng)儲鐵式鐵水溝永久層用的高鋁澆注料或高鋁磚變?yōu)閷?dǎo)熱性能優(yōu)良的碳復(fù)合磚砌筑，利用水冷裝置內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的冷卻水帶走鐵水溝內(nèi)富裕的熱量，保持鐵水溝內(nèi)部溫度的恒定，使渣鐵作用于鐵水溝內(nèi)襯的滲透、磨損、侵蝕等損毀作用保持在合理范圍內(nèi)；同時(shí)，本發(fā)明的水冷裝置安裝在鐵水溝鋼殼的外側(cè)，即使出現(xiàn)漏水也無法進(jìn)入鐵水溝內(nèi)部，從而確保鐵水無法和水相遇，達(dá)到安全水冷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煉鐵高爐鐵水溝，尤其是涉及一種水冷型儲鐵式鐵水溝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

鐵水溝屬于煉鐵高爐生產(chǎn)用重要設(shè)施，是高溫鐵水從高爐流出后進(jìn)行渣鐵分離的載體，也是高溫鐵水流向鐵水罐等鐵水容器的通道。

從高爐流出的是渣和鐵水混合的高溫液體，高溫液體中含渣量約占三分之一左右。高爐鐵水溝的長度約為10~15米，當(dāng)高溫混合溶液從儲鐵式鐵水溝中通過時(shí)，鐵水的比重大，會保持在溝槽下部，渣子因?yàn)楸戎剌p，會逐步上浮到鐵水上面，當(dāng)混合高溫溶液流經(jīng)設(shè)置在鐵水溝尾部的撇渣器時(shí)，實(shí)現(xiàn)渣鐵分離，渣子被除去，純凈的鐵水流入鐵水容器中。

儲鐵式鐵水溝在工作時(shí)不但要承受高爐出鐵的高壓沖擊和1400℃以上的高溫，還要承受來自渣子中復(fù)雜化學(xué)成分的熱侵蝕作用，導(dǎo)致鐵水溝內(nèi)襯耐火材料壽命短、維修頻繁，勞動(dòng)強(qiáng)度大、維修成本高，故提高鐵水溝的壽命、降低鐵水溝的使用成本一直是行業(yè)內(nèi)的研發(fā)方向。

經(jīng)過技術(shù)人員多年的不斷努力，現(xiàn)在煉鐵企業(yè)所用的儲鐵式鐵水溝相比曾經(jīng)的傳統(tǒng)鐵水溝，其使用壽命已得到了大幅提高，目前儲鐵式鐵水溝的一次性使用壽命一般在2～3個(gè)月或10～15萬噸鐵水，噸鐵消耗耐火材料在0.6kg的水平。

持續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，高爐煉鐵因?yàn)椴僮骷芭涞V的原因會導(dǎo)致鐵水溫度不穩(wěn)定，出現(xiàn)出鐵溫度超過設(shè)計(jì)溫度的現(xiàn)象，而富余的溫度所帶來的問題有如下幾點(diǎn)：1、高溫會造成鐵水溝內(nèi)襯材料的熔蝕；2、高溫會增加鐵水的活性，加大對鐵水溝內(nèi)襯的磨損；3、高溫增加了渣子的活性，加大了對鐵水溝內(nèi)襯的滲透；4、高溫增加了渣鐵中化學(xué)元素的活性，加大了對鐵水溝內(nèi)襯的化學(xué)侵蝕。從以上幾點(diǎn)可以明確看出，鐵水溫度不穩(wěn)定及富余的溫度是造成鐵水溝內(nèi)襯使用壽命縮短的重要原因。如果能有效降低鐵水溝側(cè)壁的溫度，則可延長鐵水溝內(nèi)襯的使用壽命。

儲鐵式鐵水溝的結(jié)構(gòu)包括與高溫溶液直接接觸的耐材工作層，包覆在耐材工作層外的永久層（澆注或砌筑），永久層外還包覆有鋼殼。為降低鐵水溝的溫度，業(yè)界曾有人研究在鐵水溝側(cè)壁的永久層內(nèi)加裝水冷裝置來對鐵水溝內(nèi)襯進(jìn)行降溫，如中國發(fā)明專利申請CN110317913A就公開了一種在耐材澆注層（永久層）內(nèi)緊貼鐵水溝工作層背面內(nèi)置金屬管或非金屬冷卻板，利用通入金屬管或非金屬冷卻板內(nèi)的冷卻介質(zhì)對鐵水溝側(cè)壁進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的方法。

由于鐵水遇到水會發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe(液)+ 2H₂O = FeO + 2H₂(氣)，然后氫氣發(fā)生爆炸 2H₂ + O₂ = 2H₂O。一旦水冷裝置出現(xiàn)漏水，水進(jìn)入鐵水溝內(nèi)部后就會發(fā)生爆炸，因?yàn)闊o法徹底解決安全方面的問題，故在鐵水溝上加裝水冷裝置的技術(shù)至今無法實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，提出一種可延長鐵水溝使用壽命一倍以上且能徹底消除安全隱患的水冷型儲鐵式鐵水溝結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的水冷型儲鐵式鐵水溝結(jié)構(gòu)，包括與高溫混合溶液直接接觸的工作層，以及包覆在工作層外的永久層和鋼殼；所述永久層由碳復(fù)合磚砌筑而成；與鐵水溝溝槽高度對應(yīng)位置處的鋼殼外側(cè)壁上設(shè)置有水冷裝置。

所述水冷裝置在鐵水溝的出鐵口到撇渣器之間設(shè)置。