CN103508117A - 高温金属化球团的料罐 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温金属化球团的料罐，该料罐包括：罐体（1），该罐体（1）具有进料口；气体流动腔，该气体流动腔设置在罐体（1）中并且与提供惰性气体的外部气源相连通，其中，气体流动腔的腔体上开设有通孔（51）；以及密封盖（7），该密封盖（7）安装在进料口处。本发明在料罐中设置气体流动腔和密封盖结构，可以有效防止金属化球团的二次氧化和粘结。并且，密封盖和耐火材料层结构可以防止金属化球团的显热的损失。

Description

高温金属化球团的料罐

技术领域

本发明涉及炼铁领域，具体地，涉及一种高温金属化球团的料罐。

背景技术

转底炉还原得到的产品为金属化球团（俗称海绵铁）。该金属化球团具有温度高（800℃～1000℃）、金属化率高（＞80%）、活性高（晶粒不稳定）等特点。若不对其采取任何保护措施，会出现金属化球团的二次氧化、显热损失和粘结等不利后果。

已经存在一些防止金属化球团转运和暂时储存过程中发生氧化和粘结的研究，例如：有方法提出对整堆金属化球团进行钝化，即通过通入含氧气体使金属化球团表面钝化，从而阻止球团内部金属铁进一步被氧化；并且对球团进行降温处理，将球团冷却到35℃～120℃之间，以防止粘结。还有方法提出对金属化球团打水润湿并且放置于不通风的环境中。上述的方法均不能适用于各种不同的温度环境，并且损失金属化球团显热，能源利用效率低。特别是对于转底炉处理的后续工艺中的熔分电炉或其他设备的深入处理而言，冷却（尤其是打水冷却）操作会对冶炼工艺带来不利影响。

实践中主要采取以下方式转运和暂时储存金属化球团：方式一，根据地势上下排布设备，采用转底炉和电流流程相结合的方式，将转底炉布置在电炉上方，金属化球团通过布料机直接进入电炉。该方式缓冲能力欠佳，当电炉出现问题时，转底炉需停产。方式二，在转底炉出料螺旋的后部设置两条阀门通道，金属化球团进入对辊压力机成型后落入设有水池坑的链板机，水冷后利用皮带倒运至堆放仓；或者将金属化球团从另一阀门通道直接由管道落入链板机内，水冷后利用皮带倒运至堆放仓。该方式采用水冷，损失了球团显热。特别是对于转底炉和熔分电炉流程结合使用的工艺而言，该方式增加了能源消耗，同时对熔分电炉生产造成不利影响。方式三，采用料罐转运和暂时储存金属化球团。由于现有技术中的该方式未采取密封和防氧化措施，故通常导致装料过程中的二次氧化、显热损失和高温球团在料罐中粘结成团。

因此，现有技术在金属化球团的转运和暂时储存方面有待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属化球团的料罐，以解决现有技术中金属化球团转运和暂时储存工艺中存在的二次氧化、显热损失和粘结问题中的至少一个问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种高温金属化球团的料罐，该料罐包括：罐体，该罐体具有进料口；气体流动腔，该气体流动腔设置在罐体中并且与提供惰性气体的外部气源相连通，其中，气体流动腔的腔体上开设有通孔；以及密封盖，该密封盖安装在进料口处。

优选地，料罐包括：吊装柱，该吊装柱的第一端部固定连接在料罐的罐体的底部，第二端部延伸至罐体的顶部并且贯穿罐体的顶面伸出至罐体外部；以及套管，该套管环绕吊装柱设置，并且所述套管的两端与所述吊装柱的外壁密封连接；其中，吊装柱的外壁和套管的内壁之间形成气体流动腔；并且套管的管壁上开设有通孔。

优选地，通孔有多个，均布在套管的位于罐体内部的部分的管壁上；其中，沿着自罐体顶部至底部的方向，通孔的直径逐渐增大。

优选地，通孔的直径为3mm至5mm。

优选地，气体流动腔与外部的气源相连通的装置为快速接头；快速接头设置在套管的伸出至罐体顶面外部的部分的管壁上。

优选地，套管与吊装柱沿着罐体的轴向方向同轴设置；其中，套管的内壁与吊装柱外壁之间的径向距离为3mm至6mm。

优选地，气源提供的惰性气体是气压为0.3MPa至0.4MPa的氮气。

优选地，密封盖的内表面上，敷设有用于隔热的耐火纤维棉。

优选地，耐火纤维棉的材质为弹性材质。

优选地，进料口和罐体的横截面均为圆形，进料口的直径为罐体的顶面半径的1/3~2/3。

优选地，料罐包括：开设在罐体的底面上的出料口；以及用于封闭或者开启出料口的密封塞；其中，吊装柱的第一端部与密封塞固定连接从而吊装柱、套管和密封塞沿着罐体的轴向一体移动。

优选地，沿着自罐体的底部到顶部的方向，密封塞的横截面的半径逐渐减小。

优选地，套管的顶部设置成沿套管的底部指向套管的顶部的方向延伸的渐缩区段，套管的顶端的边缘与吊装柱的外壁密封连接；

套管的底部边缘通过密封板连接至吊装柱的外壁，或者套管的底部边缘固定连接在密封塞上。

优选地，罐体的内壁上涂覆有耐火材料层。

优选地，耐火材料层涂覆在焊接有铆钉的罐体的内壁上。

通过上述技术方案，在罐体中设置气体流动腔，外部气源提供的惰性气体从气体流动腔的通孔吹送至罐体中。这样，转运和暂时储存金属化球团时，由于装料过程中惰性气体持续地弥散在整个罐体内部，装料完成后使用密封盖封闭料罐的进料口，因此可以有效地避免装料和暂时储存过程中金属化球团与空气接触，从而防止金属化球团的二次氧化和粘结。另外，密封盖以及涂覆在罐体内壁上的耐火材料层的设置可以防止金属化球团的显热的损失。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的实施例的料罐的俯视图；

图2是沿图1中所示的A-A线剖开的剖视图；

图3是根据本发明的实施例的套管和吊装柱的结构示意图；

图4是根据本发明的实施例的密封盖的主视图。

附图标记说明

1    罐体             2密封塞

3    吊装柱           31吊装柱的第一端部

33   吊装柱的第二端部

4    吊车挂钩

5    套管             51通孔

6    快速开关

7    密封盖           71耐火纤维棉

73   螺栓

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种高温金属化球团的料罐。该料罐包括罐体1、开设在罐体1顶面上的进料口、和开设在罐体1底部的出料口。

参考图1、图2和图4，根据本发明的实施例，在进料口处安装有密封盖7。向料罐中装料完毕后、从料罐中卸料前，以及暂时储存金属化球团的过程中，使用密封盖7封闭料罐的进料口，可以将料罐中的物料与外界环境隔绝，从而防止物料与空气接触而发生二次氧化。同时，由于密封盖7的密封作用，使得物料的热量封存在料罐中而不发生损失。根据本发明的实施例，密封盖7可以通过任何合适的方式连接在罐体1上。包括但不限于，将密封盖7铰接在罐体1的顶面上，旋转轴固定连接在进料口处的罐体1外侧顶面。需要打开密封盖7时，沿竖直方向将密封盖7掀开即可。还可以将密封盖7的旋转轴线设置成与罐体1顶面的法线延伸方向一致，使得密封盖7在与罐体1的顶面平行的平面内旋转。需要打开密封盖7时，沿水平方向将密封盖7推开即可。

如图4所示，在密封盖7的内表面上，敷设有用于隔热的耐火纤维棉71。耐火纤维棉71具有弹性，当密封盖7盖紧在进料口处时，耐火纤维棉71具有密封垫的作用。并且由于耐火纤维棉71本身的隔热性能，可以更加强化密封盖7的防止物料显热损失的功能。

另外，根据本发明实施例，进料口和罐体1的横截面均为圆形。由于进料口面积过小不利于装料，进料口面积过大不利于密封，因此优选进料口的直径为罐体1的顶面半径的1/3~2/3，进一步优选进料口的直径为罐体1的顶面半径的1/2。

参考图2和图3，根据本发明的实施例，在罐体1内部设置有气体流动腔。该气体流动腔与外部气源相连通，并且在气体流动腔的腔体上设置有通孔51，以使得气体流动腔与罐体1的内部通过通孔51相连通。外部气源能够提供惰性气体，这些惰性气体通过通孔51进入到罐体1中并在整个罐体1中弥散。这样，在装料过程中始终有惰性气体包围金属化球团，使得金属化球团与空气隔绝，从而有效阻止金属化球团的二次氧化。根据发明的实施例，气源提供的惰性气体为氮气。

继续参考图2和图3。根据本发明的实施例，罐体1内部设置有吊装罐体1的吊装柱3。该吊装柱3的第一端部31固定连接在料罐的罐体1的底部，第二端部33延伸至罐体1的顶部并且贯穿罐体1的顶面伸出至罐体1外部。第二端部33形成吊装框架，吊车的挂钩4与吊装框架配合，通过提拉吊装框架将整个料罐起吊。根据本发明的实施例，料罐具有沿着罐体1的轴向移动的、用于封闭或者开启出料口的密封塞2。密封塞2的至少一部分横截面的面积大于出料口的面积，使得密封塞2能够从罐体1的外部完全覆盖出料口。吊装柱3的第一端部31与密封塞2的朝向罐体1内部的内表面（即图2中密封塞2的上侧端面）固定连接，因此吊装柱3与密封塞2能够沿着罐体1的轴向一体移动。当在密封塞2的外表面（即图2中密封塞2的下侧端面）施加指向罐体1顶部的支撑力，或者从吊装框架处提拉吊装柱3时，密封塞2与出料口紧密配合。即，密封塞2的大于出料口的面积的部分卡设在出料口的边缘，形成密封塞2与罐体1之间的连接部位。该连接部位既是密封塞2与出料口紧密配合的密封部位，又是密封塞2支撑罐体3的支撑部位。无论是从密封塞2的外表面施加向上支撑密封塞2的力，还是从密封塞2的内表面施加向上提拉密封塞2的力，连接部位都将承受并且支撑整个罐体1的重量。另一方面，当在罐体1外部底面施加指向罐体1的顶部的支撑力、并且吊装柱3被释放时，密封塞2和出料口失去紧密配合的条件。此时，密封塞2因重力作用沿罐体1的轴线方向向下移动，将出料口打开，形成料罐的卸料状态。

更具体地，在金属化球团的转运过程中，首先将罐体1放置在转底炉的出料口下方。此时，密封塞2封闭料罐的出料口。金属化球团从料罐的进料口装入罐体1中。装料完毕后，通过起吊吊装框架提拉吊装柱3。密封塞2受到提拉的力继续封闭料罐的出料口，并且支撑罐体1和金属化球团的全部重量。将料罐移动到熔分电炉料仓的顶部，使得罐体1的外底面支撑在熔分电炉料仓的顶部支架上。然后释放吊钩。在密封塞2和金属化球团的重力作用下，密封塞2向下移动，打开出料口，金属化球团从出料口卸料。当然，应该理解，密封塞2向下移动的距离是可控的，例如但不限于可以通过吊车的吊钩4下放的距离控制密封塞2向下移动的距离。

进一步，密封塞2设置成截顶的锥形。设置方式为沿着自罐体1的底部到顶部的方向，密封塞2的横截面的半径逐渐减小。这样，当密封塞2封闭出料口时，罐体1的重量由密封塞2的侧壁承受，密封塞2类似于插入出料口的楔子。在重力作用下，罐体1的重量越大，出料口的边缘与密封塞2的侧壁之间的接合越紧密。

仍然参考图2和图3。根据本发明的实施例，环绕吊装柱3设置套管5。其中，在吊装柱3的外壁和套管5的内壁之间形成上述的气体流动腔，通孔51开设在套管5的管壁上。套管5与吊装柱3沿着罐体1的轴向方向同轴设置。同吊装柱3一样，套管5也具有位于罐体1内部的部分和贯穿罐体1顶面延伸至罐体1外部的部分。根据本发明的实施例，套管5的顶部设置成沿套管5的底部指向套管5的顶部的方向延伸的渐缩区段，该渐缩区段的横截面直径较小的一端的端部边缘与吊装柱3的外壁密封连接。套管5的底部可以有多种连接方式。例如，包括但不限于设置成自套管5的底部边缘至吊装柱3的外壁之间连接密封板，或者套管5的底部设置成套管5的底部边缘固定连接在密封塞2上（例如固定于密封塞2的内表面）。由此，当吊装柱3和密封塞2沿着罐体1的轴向移动时，套管5也一体移动。

如图3所示，通孔51有多个，均布在套管5的位于罐体1内部的部分的管壁上。由于吊装柱3在罐体1内部自罐体1的底面至顶面沿着罐体1的整个高度延伸，因此通孔51也会遍及罐体1的整个高度分布，使得惰性气体能够在整个罐体1的内腔中弥散。另外，气体流动腔与外部的气源相连通的装置为快速接头6，该快速接头6设置在套管5的伸出至罐体1顶面外部的部分的管壁上，以便于与外部气源相连接。

更具体地，根据本发明的实施例，套管5的内壁与吊装柱3外壁之间的径向距离优选为3mm至6mm。间距过大时气体流动腔容积太大会影响惰性气体的喷出效率，间距太小时不利于惰性气体流向罐体1的底部。另外，为了防止金属化球团中携带的固体小颗粒从通孔51进入气体流动腔中，根据本发明的实施例，惰性气体（氮气）应具有一定的气压。与套管5的内壁与吊装柱3外壁之间的间距相匹配，惰性气体（氮气）的气压优选为0.3MPa至0.4MPa。

进一步，通孔51的直径优选为3mm至5mm。并且，沿着自罐体1顶部至底部的方向，通孔51的直径逐渐增大。这是因为，快速接头6设置在气体流动腔的顶部，当气体流动腔底部的通孔51的直径大于气体流动腔顶部的通孔51的直径时，可以实现使惰性气体能够从各个通孔51吹出。

此外，根据本发明的实施例，为了强化罐体1的保温效果，在罐体1的内壁上涂覆耐火材料层。涂覆的方式为：首先在罐体1的内壁上焊接任意分布的铆钉，以增强罐体1的内壁的附着力。然后，将耐火材料配制成泥浆状后涂覆在罐体1的内壁上。将涂覆层烘干，形成所需的耐火材料层。

综上，在装料前，先向气体流动腔中通入惰性气体；并且装料过程中持续喷吹惰性气体，以避免金属化球团与空气接触。金属化球团装满罐体1后，首先使用密封盖7封闭进料口，然后再关闭惰性气体的气源。这样，可以保证转运和暂时储存过程中都有惰性气体封存在罐体1中，防止金属化气体二次氧化和粘结。同时，密封盖7和耐火材料层还可以加强罐体1的保温效果，防止损失金属化球团的显热。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (15)

1.一种高温金属化球团的料罐，其特征在于，所述料罐包括：

罐体（1），该罐体（1）具有进料口；

气体流动腔，该气体流动腔设置在所述罐体（1）中并与提供惰性气体的外部气源相连通，其中，所述气体流动腔的腔体上开设有通孔（51）；以及

密封盖（7），该密封盖（7）安装在所述进料口处。

2.根据权利要求1所述的高温金属化球团的料罐，其特征在于，所述料罐包括：

吊装柱（3），该吊装柱（3）的第一端部（31）固定连接在所述料罐的罐体（1）的底部，第二端部（33）延伸至所述罐体（1）的顶部并且贯穿所述罐体（1）的顶面伸出至所述罐体（1）外部；以及

套管（5），该套管（5）环绕所述吊装柱（3）设置，并且所述套管（5）的两端与所述吊装柱（3）的外壁密封连接；

其中，所述吊装柱（3）的外壁和所述套管（5）的内壁之间形成所述气体流动腔；并且所述通孔（51）开设在所述套管（5）的管壁上。

3.根据权利要求2所述的高温金属化球团的料罐，其特征在于，所述通孔（51）有多个，均布在所述套管（5）的位于所述罐体（1）内部的部分的管壁上；

其中，沿着自所述罐体（1）顶部至底部的方向，所述通孔（51）的直径逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的高温金属化球团的料罐，其特征在于，所述通孔（51）的直径为3mm至5mm。

5.根据权利要求3或4所述的高温金属化球团的料罐，其特征在于，所述气体流动腔与外部的气源相连通的装置为快速接头（6）；

所述快速接头（6）设置在所述套管（5）的伸出至所述罐体（1）顶面外部的部分的管壁上。

6.根据权利要求5所述的高温金属化球团的料罐，其特征在于，所述套管（5）与吊装柱（3）沿着所述罐体（1）的轴向方向同轴设置；

其中，所述套管（5）的内壁与吊装柱（3）外壁之间的径向距离为3mm至6mm。

7.根据权利要求6所述的高温金属化球团的料罐，其特征在于，所述气源提供的惰性气体是气压为0.3MPa至0.4MPa的氮气。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的高温金属化球团的料罐，其特征在于，所述密封盖（7）的内表面上，敷设有用于隔热的耐火纤维棉（71）。

9.根据权利要求8所述的高温金属化球团的料罐，其特征在于，所述耐火纤维棉（71）的材质为弹性材质。

10.根据权利要求8所述的高温金属化球团的料罐，其特征在于，所述进料口和所述罐体（1）的横截面均为圆形，所述进料口的直径为所述罐体（1）的顶面半径的1/3~2/3。

11.根据权利要求2-4中任一项所述的高温金属化球团的料罐，其特征在于，所述料罐包括：

开设在所述罐体（1）的底面上的出料口；以及

用于封闭或者开启所述出料口的密封塞（2）；

其中，所述吊装柱（3）的第一端部（31）与所述密封塞（2）固定连接从而所述吊装柱（3）、套管（5）和密封塞（2）沿着所述罐体（1）的轴向一体移动。

12.根据权利要求11所述的高温金属化球团的料罐，其特征在于，沿着自所述罐体（1）的底部到顶部的方向，所述密封塞（2）的横截面的半径逐渐减小。

13.根据权利要求11所述的高温金属化球团的料罐，其特征在于，所述套管（5）的顶部设置成沿所述套管（5）的底部指向所述套管（5）的顶部的方向延伸的渐缩区段，所述套管（5）的顶端的边缘与所述吊装柱（3）的外壁密封连接；

所述套管（5）的底部边缘通过密封板连接至所述吊装柱（3）的外壁，或者所述套管（5）的底部边缘固定连接在所述密封塞（2）上。

14.根据权利要求1-4中任一项所述的高温金属化球团的料罐，其特征在于，所述罐体（1）的内壁上涂覆有耐火材料层。

15.根据权利要求14所述的高温金属化球团的料罐，其特征在于，所述耐火材料层涂覆在焊接有铆钉的所述罐体（1）的内壁上。

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