CN108941481A - 一种降低铁水温降的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种降低铁水温降的方法，包括：使高炉出铁后的铁水流入储铁中间包；待高炉出铁完毕且铁水罐到位后，使储铁中间包中的铁水流入铁水罐；所述铁水流入铁水罐的时间小于等于铁水在储铁中间包中停留时间的1/2。本发明通过高炉出铁后增加储铁中间包，铁水先储存在中间包内，待铁水罐到位后迅速将中间包铁水放入铁水罐中，缩短铁水罐的停留等待时间，达到降低铁水温降的目的。本发明提供的降低高炉铁水温降的方法简单可靠、不添加其他物质，不破坏铁水的纯净度；而且本发明采用的储铁中间包不仅具有保温功能，而且还能够对铁水进行混匀，使铁水的成分更加均匀。本发明还提供了一种降低铁水温降的装置。

Description

一种降低铁水温降的方法及装置

技术领域

本发明涉及铁水保温技术领域，尤其涉及一种降低铁水温降的方法及装置。

背景技术

铁水在出炉后的传搁过程中温降很大，一般铁水出炉的平均温度为1470℃，到炼钢厂温度降低120℃左右。这不但造成了极大的能源浪费，而且直接影响了生产技术经济指标。铁水温降减少50℃，氧气炉可多吃废钢15～20kg/t，氧气顶吹转炉可多吃废钢20～25kg/t，还可节约提温合金，减少氧气消耗，减少钢水传搁过程的温降同样可降低出钢温度，增加废钢用量，延长炉龄及包衬寿命，节约提温合金，减少氧气消耗。因此，降低铁水出炉后的温降有着重要的现实意义，并有着较高的经济效益。

铁水降温直接关系着后续工序的处理成本。目前，关于降低铁水温降的方法主要为制造保温剂减少铁水对外辐射，如首钢等企业曾用稻壳、碳粉做保温剂，撒盖在铁水面保温，效果较好，但是这种方法会增加成本，且铁罐结圈影响罐衬寿命。

因此，提供一种简单有效的降低铁水温降的方法成为本领域技术人员研究的重点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种降低铁水温降的方法及装置，本发明提供的降低铁水温降的方法能够有效降低铁水的降温。

本发明提供了一种降低铁水温降的方法，包括：

使高炉出铁后的铁水流入储铁中间包；

待高炉出铁完毕且铁水罐到位后，使铁水中间包中的铁水流入铁水罐；

所述铁水流入铁水罐的时间小于等于铁水在储铁中间包中停留时间的1/2。

在本发明中，所述高炉出铁后的铁水的温度优选大于1430℃。

在本发明中，所述高炉出铁后的铁水优选通过出铁沟流入储铁中间包。本发明对所述出铁沟的形状和尺寸没有特殊的限制，本领域技术人员可根据实际生产情况选择合适尺寸和形状的出铁沟设计出铁场，满足实际生产需求即可。

发明人经过大量的研究发现，当铁水温度超过1430℃时，铁水由储铁中间包流入铁水罐的时间不大于铁水在储铁中间包停留时间的一半时，此时通过储铁中间包进入到铁水罐中的铁水温度要高于铁水直接从高炉出铁口进入铁水罐后的温度。本发明通过严格控制铁水在储铁中间包中的停留时间以及铁水从储铁中间包进入铁水罐的时间，达到了降低铁水温降的效果。

在本发明中，所述储铁中间包的铁水流出速度优选为高炉出铁铁水流出速度的2～4倍，更优选为2.5～3.5倍，最优选为3倍。本发明优选控制储铁中间包铁水的流出速度与高炉铁水的流出速度为上述比例关系，若达不到上述比例则不能达到降低铁水温降的目的，若超过上述比例，则超过了出铁中间包的工作负荷。

在本发明中，所述高炉出铁后的铁水流入储铁中间包的流速优选为2～3T/min，更优选为2.2～2.8T/min，最优选为2.4～2.6T/min。在本发明中，铁水流入储铁中间包的速度过大易发生不易堵口的安全事故且会加快储铁中间包耐火材料的磨损，速度过小会使铁水在流入储铁中间包过程中温降过大，本发明优选采用上述铁水速度使铁水流入储铁中间包。

在本发明中，铁水在储铁中间包中的停留时间包括铁水从高炉出铁口全部流入储铁中间包的时间以及全部流入后在储铁中间包中的留置时间，为了能够达到更好的降低温降的效果，本发明优选在铁水全部进入储铁中间包后立即使铁水从储铁中间包流出进入铁水罐，尽量减少铁水在储铁中间包中的留置时间。

在本发明中，所述高炉出铁后的铁水全部流入储铁中间包的时间优选为95～105min，更优选为98～102min，最优选为100min。在本发明中，铁水流入储铁中间包的时间较长会使铁水温降过大，时间较短会使铁口开口过大，易发生安全事故，本发明优选使铁水在上述时间全部流入储铁中间包中。

在本发明中，所述高炉出铁后的铁水全部流入储铁中间包的体积优选为储铁中间包容积的0.4～0.8，更优选为0.5～0.7，最优选为0.6。在本发明中，铁水流入储铁中间包的体积过大会加大储铁中间包的负荷造成一定的安全隐患，体积过小会加快铁水热量散失，本发明优选使铁水流入储铁中间包的体积在上述范围。

在本发明中，高炉出铁完毕且铁水罐到位后，使储铁中间包中的铁水流入铁水罐。在本发明中，控制铁水中间包铁水流入铁水罐的速度优选为3～12T/min，更优选为3.5～7.5T/min，最优选为4～5T/min，最最优选为3.5T/min、5T/min、7.5T/min或12T/min。本发明优选控制铁水流入铁水罐的速度在上述范围内，铁水流入铁水罐的速度过大会造成铁水对铁水罐底冲刷加剧，铁水四溅，铁损增加，铁水流入铁水罐的速度过小会达不到降低温降的目的。

在本发明中，所述储铁中间包中的铁水全部流入铁水罐中的时间优选为20～70min，更优选为30～60min，最优选为40～50min。本发明优选控制铁水流入铁水罐的时间在上述范围内，铁水流入铁水罐的时间过长会达不到降低铁水温降的目的，时间过短会增加储铁中间包出口出铁的负荷，造成安全隐患。

本发明提供了一种降低铁水温降的装置，包括：

高炉出铁设备；

进口与所述高炉出铁设备铁水出口连通的储铁中间包；

进口与所述储铁中间包铁水出口连通的铁水罐。

本发明对所述高炉出铁设备的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的高炉冶炼设备，所述高炉冶炼设备具有出铁口即可。

本发明通过在所述高炉出铁设备和铁水罐之间设置储铁中间包，能够使高炉出铁的铁水先进入到储铁中间包内，降低铁水的热量损失，然后通过储铁中间包控制铁水进入铁水罐的速度，使铁水迅速进入铁水罐内，减少铁水罐的停留时间，降低铁水的温降。同时，本发明设置储铁中间包还能够使铁水在储铁中间包中停留，铁水在流入储铁中间包的过程中具有一定的流动性，能够将铁水进行混匀，使铁水成分更加均匀。

在本发明中，所述储铁中间包的进口与高炉出铁设备的出铁口连通，高炉出铁设备冶炼的铁水能够从高炉出铁设备的出铁口进入储铁中间包。在本发明中，所述储铁中间包优选设置在高炉出铁设备的出铁口下方，能够承接高炉出铁设备出铁口流出的铁水，如可固定设置在高炉出铁设备的炉台下方。在本发明中，所述储铁中间包优选安装灵活、换取方便，以便储铁中间包的耐材侵蚀或粘接严重时，方便更换。在本发明中，所述储铁中间包的安装方式优选如图1所示，炉台两端设置有上下贯通的通孔，在通孔内部放置有挂钩，挂钩上端固定在炉台上表面，将所述储铁中间包固定挂在挂钩上，使储铁中间包位于炉台下方，此时，炉台能够对储铁中间包的上方空间进行一定的遮挡，保证储铁中间包的进口露出能够使铁水流入即可，由于炉台对储铁中间包的遮挡能够进一步提高储铁中间包的保温效果，更好的降低铁水的温降。

在本发明中，所述高炉出铁设备的铁水出口优选为圆形出口，所述高炉出铁设备的铁水出口的直径优选为8～10cm。

在本发明中，所述高炉出铁设备的铁水出口与储铁中间包的进口优选通过出铁沟连接，高炉出铁设备流出的铁水经过撇渣器后通过出铁沟进入储铁中间包。本发明对所述出铁沟的尺寸和形状没有特殊的限制，本领域技术人员可根据实际生产情况通过设计出铁沟的宽度、长度、坡度等形成不同的铁场分布，满足实际生产要求即可。

在本发明中，所述储铁中间包的形状优选为漏斗形，所述储铁中间包优选具有顶部圆形入口，所述圆形入口的直径优选为80～120cm，更优选为90～110cm，最优选为100cm；所述储铁中间包优选具有底部圆形出口，所述圆形出口的直径优选为20～40cm，更优选为25～35cm，最优选为30cm，即储铁中间包为漏斗形，顶部较大的圆形截面为储铁中间包的进口，底部较小的圆形截面为储铁中间包的出口。

本发明优选采用上述尺寸的储铁中间包，所述储铁中间包进口尺寸过大会加剧铁水温降，所述储铁中间包进口尺寸过小会使铁水进入储铁中间包时发生溅射，加大了铁损，所述储铁中间包出口尺寸过大会提高控铁装置的耐火材料的磨损度，提高发生安全事故的风险，所述储铁中间包出口尺寸过小达不到降低铁水温降的目的，上述尺寸的储铁中间包能够更好的降低铁水的温降。

在本发明中，所述储铁中间包的容积优选为高炉出铁设备单次出铁量的1.5～5倍，更优选为2～4.5倍，更优选为2.5～4倍，最优选为3～3.5倍。本发明优选采用上述容积的储铁中间包，储铁中间包容积过大铁水温降快且增加了储铁中间包的负荷，易发生安全事故，储铁中间包的容积过小不利于生产组织，对降低温降不利，上述容积的储铁中间包能够更好的降低铁水的温降。

在本发明中，所述储铁中间包优选包括：

外壳；

设置在所述外壳内部的内衬。

在本发明中，所述外壳优选为钢材质。在本发明中，所述内衬优选为耐火材料，所述耐火材料优选为高铝砖、莫来石砖或粘土砖。

本发明对所述储铁中间包的外壳和内衬的结构没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于钢铁冶炼的中间包即可。

在本发明中，所述储铁中间包上优选设置有控铁装置，所述控铁装置能够控制储铁中间包出铁的速度，本发明提供的降低铁水温降的装置优选设置有控铁装置，本发明通过控铁装置可以根据不同的实际生产情况，如高炉出铁量、储铁中间包容积等对储铁中间包的出铁速度进行调节，以便更好的降低铁水的温降。

在本发明中，所述控铁装置优选设置在储铁中间包的出口处或者出口上方，能够控制储铁中间包出口的间隙大小，进而控制储铁中间包的出铁速度。在本发明中，所述控铁装置优选为滑板，通过控制滑板的位置移动对储铁中间包出口进行遮挡，改变储铁中间包出口间隙的尺寸。在本发明中，所述滑板优选设置在储铁中间包出口上方，其能够滑动改变位置对储铁中间包出口进行部分以及全部遮挡。在本发明中，所述滑板优选为圆形，本发明对所述滑板的尺寸的没有特殊的限制，本领域技术人员可根据储铁中间包出口的尺寸选择合适尺寸的滑板，能够满足对储铁中间包出口的遮挡要求即可。在本发明中，所述滑板的直径优选为50～70cm，更优选为55～65cm，最优选为60cm。在本发明中，所述滑板的材质优选为铝碳材质或铝碳锆材质。

在本发明中，所述储铁中间包优选还包括PLC系统，所述PLC系统用于控制上述滑板的移动，进而改变滑板对储铁中间包出口的遮挡位置，进而改变储铁中间包出口间隙的尺寸，从而改变储铁中间包括出铁的速度。本发明对所述PLC系统控制滑板移动的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的PLC系统控制机构移动的方法，将PLC系统与滑板进行电路或机械连接，并设定PLC控制系统的程序，能够实现通过PLC系统操作控制滑板位置移动即可。

在本发明中，所述铁水罐的进口与所述储铁中间包的出口连通，所述铁水罐优选设置在储铁中间包的出口下方，使储铁中间包流出的铁水能够进入铁水罐。在本发明中，所述铁水罐的进口与储铁中间包出口的垂直距离优选为0.5～1.5m，更优选为0.8～1.2m，最优选为1m。

本发明对所述铁水罐的尺寸、形状以及材质没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的在钢铁冶炼过程中运输铁水的铁水罐即可。

本发明是通过在高炉出铁设备和铁水罐之间建立一个储铁中间包，使高炉出铁后的铁水先进入储铁中间包进行保温，然后通过控制储铁中间包的出铁速度，使储铁中间包中的铁水快速进入到铁水罐中，虽然铁水从高炉进入到铁水罐总的时间增加，但是通过综合控制铁水到储铁中间包以及到铁水罐的出铁速度和出铁时间，有效减少了铁水罐的运输时间，实现了减少温降的目的。

本发明提供的降低高炉铁水温降的方法简单可靠、不添加其他物质，不破坏铁水的纯净度；而且本发明采用储铁中间包不仅具有保温功能，而且通过铁水进入储铁中间包还能够对铁水进行混匀，使铁水的成分更加均匀。

本发明提供了一种降低高炉出铁铁水温降的方法，通过在高炉出铁后增加储铁中间包，铁水先储存在中间包内，待铁水罐到位后迅速将储铁中间包中的铁水放入铁水罐中，通过严格控制铁水进入储铁中间包的停留时间以及铁水进入铁水罐的时间，缩短铁水罐的停留等待时间，达到降低铁水温降的目的。

以攀钢集团西昌钢钒冶炼条件为例，每减少1℃铁水降温，炼钢多使用废钢带来的效益为0.4元/吨，通过本发明的技术方案，能够减少铁水温降约5℃，年产铁水约400万吨，本发明提供的方法能够每年带来800万的收益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的降低铁水温降的装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的储铁中间包控铁装置的纵向截面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的储铁中间包控铁装置的横向截面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明以下实施例中高炉出铁铁水总量、平均流速、出铁时间相同，测温位置一致，高炉稳定顺行，炉内其他操作条件均相同，铁水罐装铁时的温度相同。

实施例1

本实施例提供了一种降低铁水温降的装置，结构示意图如图1所示，包括：

高炉出铁设备；

固定设置在所述高炉出铁设备出铁口下方的储铁中间包，所述储铁中间包的固定方式为：

高炉出铁设备下方的炉台两端设置有上下贯穿的通孔，通孔内部放置有挂钩，挂钩上端固定在炉台上表面，所述储铁中间包固定挂在挂钩上，位于炉台的下方，炉台对储铁中间包的上方空间具有一定的遮挡，使储铁中间包露出进口保证高炉出铁的铁水能够进入储铁中间包中。

所述高炉出铁设备出铁口的出口与所述储铁中间包的进口通过出铁沟连通；

所述储铁中间包为漏斗形，上端为直径100cm的进口，下端为直径30cm的出口，包括高铝砖内衬以及钢质外壳。

所述储铁中间包出口上方(距离出口的距离为70cm处)设置有直径为60cm的圆形滑板作为控铁装置，圆形滑板通过电路和/或机械机构与PLC系统连接，通过对PLC系统进行编程，能够通过PLC系统控制圆形滑板的位置移动，以遮挡储铁中间包的出口间隙，通过改变储铁中间包出口间隙的大小控制储铁中间包的出铁速度。

设置在储铁中间包出口下方的铁水罐，铁水罐的进口与储铁中间包出口的垂直距离为1m，储铁中间包流出的铁水能够进入铁水罐。

实施例2

采用实施例1所述的装置进行出铁：

高炉出铁设备中的铁水通过出铁沟流入储铁中间包进行存储，储铁中间包出铁口下沿高于铁水罐上沿进口的距离为1m，高炉出铁设备出铁口的铁水流速为2.5T/min，出铁时间为100min，待高炉出铁完毕且铁水罐到位后，通过储铁中间包的控铁装置控制储铁中间包中的铁水流入铁水罐的流速为3.5T/min，全部流入铁水罐的时间为70min。

在上述出铁过程中，出铁30min时，测试出铁沟小井处的铁水温度为1450℃，铁水罐装铁完毕后，测试铁水罐内铁水的温度为1375℃，铁水装入铁水罐过程中铁水几乎无溅射损失。

实施例3

采用实施例1所述的装置进行出铁：

高炉出铁设备中的铁水通过出铁沟流入储铁中间包进行存储，储铁中间包出铁口下沿高于铁水罐上沿进口的距离为1m，高炉出铁设备出铁口的铁水流速为2.5T/min，出铁时间为100min，待高炉出铁完毕且铁水罐到位后，通过储铁中间包的控铁装置控制储铁中间包中的铁水流入铁水罐的流速为5T/min，全部流入铁水罐的时间为50min。

在上述出铁过程中，出铁30min时，测试出铁沟小井处的铁水温度为1450℃，铁水罐装铁完毕后，测试铁水罐内的铁水温度为1406℃，铁水装入铁水罐过程中铁水几乎无溅射损失。

实施例4

采用实施例1所述的装置进行出铁：

高炉出铁设备中的铁水通过出铁沟流入储铁中间包进行存储，储铁中间包出铁口下沿高于铁水罐上沿进口的距离为1m，高炉出铁设备出铁口的铁水流速为2.5T/min，出铁时间为100min，待高炉出铁完毕同时铁水罐到位后，通过储铁中间包的控铁装置控制储铁中间包中的铁水流入铁水罐的流速为7.5T/min，全部流入铁水罐的时间为30min。

在上述出铁过程中，出铁30min时，测试出铁沟小井处的铁水温度为1450℃，铁水罐装铁完毕后，测试铁水罐内铁水温度为1412℃，铁水装入铁水罐过程中铁水几乎无溅射损失。

实施例5

采用实施例1所述的装置进行出铁：

高炉出铁设备中的铁水通过出铁沟流入储铁中间包进行存储，储铁中间包出铁口下沿高于铁水罐上沿进口的距离为1m，高炉出铁设备出铁口的铁水流速为2.5T/min，出铁时间为100min，待高炉出铁完毕且铁水罐到位后，通过储铁中间包的控铁装置控制储铁中间包中的铁水流入铁水罐的流速为12T/min，全部流入铁水罐的时间为20min。

在上述出铁过程中，出铁30min时，测试出铁沟小井处的铁水温度为1450℃，铁水罐装铁完毕后，测试铁水罐内的铁水温度为1415℃，铁水装入铁水罐过程中铁水几乎无溅射损失。

比较例1

高炉出铁设备的铁水直接通过出铁沟流入铁水罐，高炉出铁设备铁水口距离铁水罐上沿进口的距离为1mm，高炉出铁设备出铁口的铁水流速为2.5T/min，出铁时间为100min。

在上述出铁过程中，出铁30min时，测试出铁沟小井处铁水的温度为1450℃，出铁完毕后，测试铁水罐内的铁水温度为1390℃，铁水装入铁水罐过程中铁水几乎无溅射损失。

由以上实施例可知，本发明提供了一种降低铁水温降的方法，包括：使高炉出铁后的铁水流入储铁中间包；待高炉出铁完毕且铁水罐到位后，使储铁中间包中的铁水流入铁水罐。本发明通过高炉出铁后增加储铁中间包，铁水先储存在中间包内，待铁水罐到位后迅速将中间包铁水放入铁水罐中，缩短铁水罐的停留等待时间，达到降低铁水温降的目的。本发明提供的降低高炉铁水温降的方法简单可靠、不添加其他物质，不破坏铁水的纯净度；而且本发明采用的储铁中间包不仅具有保温功能，而且还能够对铁水进行混匀，使铁水的成分更加均匀。

Claims (10)

1.一种降低铁水温降的方法，包括：

使高炉出铁后的铁水流入储铁中间包；

待高炉出铁完毕且铁水罐到位后，使储铁中间包中的铁水流入铁水罐；

所述铁水流入铁水罐的时间小于等于铁水在储铁中间包中停留时间的1/2。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述储铁中间包的出铁速度为高炉出铁速度的2～4倍。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高炉出铁的铁水流速为2～3T/min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述储铁中间包出铁的铁水流速为3.5～12T/min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁水流入储铁中间包的时间为95～105min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁水流入铁水罐的时间为20～70min。

7.一种降低铁水温降的装置，包括：

高炉出铁设备；

进口与所述高炉出铁设备铁水出口连通的储铁中间包；

进口与所述储铁中间包铁水出口连通的铁水罐。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述储铁中间包的形状为漏斗形。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述储铁中间包的容积为高炉出铁设备单次出铁量的1.5～5倍。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述储铁中间包上设置有控铁装置，所述控铁装置用于控制储铁中间包的出铁速度。