CN109622935A - 铁水扒渣板及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁水扒渣板及使用方法，包括连接部和工作部；所述工作部包括左侧板、中间板和右侧板，所述左侧板和所述右侧板沿所述中间板的中心线对称分布且所述左侧板与所述中间板的夹角、所述右侧板与所述中间板的夹角均为钝角。本发明通过扒渣板结构尺寸与铁水罐结构尺寸的匹配设计、扒渣板复合体结构设置与复合体部件结构尺寸优化以及制备方法制定等，能够达到提高扒渣效率、降低扒渣铁损、缩短扒渣时间、减少扒渣次数、延长扒渣板使用寿命等改善铁水扒渣综合技术经济制备的目的。

Description

铁水扒渣板及使用方法

技术领域

本发明涉及铁水扒渣板装置领域，具体涉及一种铁水扒渣板及使用方法。

背景技术

转炉入炉铁水带渣多，不仅影响钢水成分与杂质含量的精确控制，导致钢水质量波动大，同时熔剂消耗增加、冶炼时间延长，导致生产成本上升、冶炼效率下降；因而，必须尽量减少铁水入炉带渣量。然而，高炉出铁带渣难以避免，尤其是铁水预处理后铁水液面漂浮大量预处理渣，为此，国内外钢铁企业均设置有铁水除渣工艺，控制入炉铁水带渣量。目前，铁水除渣方法主要有机械扒渣法、捞渣法、倒渣法、撇渣法、真空吸渣法和挡板挡渣法等，由于机械扒渣法具有除渣效率高、设备简单、已与操作等优点而被国内外钢铁企业普遍采用。机械扒渣法是通过扒渣板将铁水液面的高炉渣与预处理后的预处理渣进行扒除，具体是装载高炉铁水或预处理后铁水的铁水罐运抵至扒渣工位后，将铁水罐向扒渣方向倾斜一定角度，使铁水液面上的浮渣与铁水罐兑铁嘴最低面基本平齐，但铁水液面高于兑铁嘴最低面，防止铁水外溢，通过扒渣臂前后、上下与左右摆动，将安装固定在扒渣臂上的矩形钢制扒渣板底部浸入铁水，并驱动铁水液面浮渣向兑铁嘴方向运动，最终将浮渣从兑铁嘴扒出落入渣罐；通过反复的扒渣动作，达到控制入炉铁水带渣量的目的。然而，在实际生产的铁水扒渣过程中，由于浮渣与铁水间的粘附力以及扒渣板浸入部分对铁水的驱动力，在浮渣扒除过程中铁水也跟随扒除，因而，铁水随渣扒出问题难以避免，并随着扒渣动作次数和扒渣板浸入铁水深度的增加，扒渣铁损不断增大；由于矩形扒渣板与铁水罐圆形截面的形状差异，铁水罐边缘与后壁区域浮渣难以覆盖；由于矩形扒渣板缺乏对浮渣的包裹限制作用，扒渣过程中浮渣易从扒渣板两侧挤压溢出；由于钢制扒渣板的高温氧化及其在铁水中的高温渗碳熔化，扒渣板下部易氧化熔损，尤其是与铁水接触时间最长的扒渣板底部中心部位，往往使扒渣板底部形成向上凸起的大缺口；由于铁水罐兑铁嘴下凹弧形与矩形扒渣板下边缘直线形结构的关系，在浮渣扒出兑铁嘴时，扒渣板下边缘与兑铁嘴之间存在大缝隙，虽然便于铁水通过缝隙回流至铁水罐，但同时也使浮渣回流，并在回流过程中易冷却凝固，使兑铁嘴渣铁堆积、堵塞，不利于再次扒渣过程中浮渣的扒出，并形成散流，造成铁损增大、浮渣散落等问题，造成兑铁嘴频繁清渣与修补；由于上述种种原因，导致铁水机械扒渣动作次数多，扒渣时间长、扒渣铁损大、扒渣效率低、扒渣板寿命短、运行成本高等不足；此外，扒渣板结构尺寸与铁水罐大小的适应性问题还未进行细致研究，扒渣板设计主要依靠经验设计，导致不同企业之间铁水扒渣关键技术指标差异巨大。同时，因扒渣板重量大、固定机构高温易变形、飞溅渣铁粘连牢固等因素，导致扒渣板更换困难、操作耗时长，严重影响了炼钢生产节奏，制约了预处理工序技术经济指标的改善与炼钢生产效益的发挥。

针对上述问题，国内外学者就如何改善铁水机械扒渣效能开展了大量的工作，尤其是直接驱动浮渣运动的扒渣板，先后从提高扒渣过程中扒渣板的浮渣包裹能力、扒渣板长寿化、降低扒渣铁损等角度发明了形式各样的新型扒渣板，如：中国专利“一种铁水渣扒渣板，授权公告号CN202054847U”公开了一种正面与背面均为球面、底面为外凸圆弧面结构的铸钢扒渣板，提高扒渣板对浮渣的包容量与单次扒渣动作的扒渣量，减少扒渣板底面与铁水罐兑铁嘴下凹面的间隙，防止浮渣与铁水回流过程在兑铁嘴的凝固堆积，同时在扒渣板表面浸涂石墨质涂料，减少扒渣板的渣铁粘接，降低扒渣板氧化烧蚀，达到延长扒渣板寿命的目的，但在实际生产应用中，由于扒渣板表面浸涂石墨质涂料难以有效实施，扒渣板粘渣粘铁与氧化熔损依然严重，导致尺度有限的凸面结构难以维持，并因制作成本问题未能推广应用。中国专利“一种新型铁水扒渣板，授权公告号CN201807734U”公开了一种正面、背面和底面均为圆弧面的铸钢扒渣板，通过扒渣板内部布置有气体冷却通道实现扒渣过程中扒渣板的在线冷却，降低扒渣板的高温氧化与熔蚀，达到延长扒渣板寿命的目的，但势必导致扒渣铁水温降的增大，影响铁水扒渣综合效益，同时，扒渣板冷却通道一旦烧蚀必须更换，影响生产节奏。中国专利“铁水包扒渣板，授权公告号CN202317003U”公开了一种主体钢板表面浇注有耐火材料层的扒渣板，其中，主体钢板背面设置有两根垂直的加强筋板，加强筋板包裹在耐火材料层中，保证扒渣板扒渣过程不弯曲变形，包裹厚度为20～40mm的耐火材料层，实现对主体钢板的保护，达到延长扒渣板使用寿命、降低扒渣板更换劳动强度与生产成本的目的。中国专利“一种铁水扒渣板，授权公告号CN207655909U”公开了一种包括扒渣板本体、扒渣附板的扒渣板，其中，扒渣板本体中心线上端开设有矩形销孔，实现扒渣板与扒渣臂的销钉快速连接，缩短扒渣板的更换时间；扒渣板本体下端设置对称圆弧，底部设置与铁水罐口形状一致的矩形扒渣附板，并在附板增设截面为三角形的挡渣板，使扒渣板与铁水罐兑铁口配合紧密，防止浮渣回流，并在扒渣板本体上开设若干个呈阶梯分布的溢铁孔、挡渣板上开若干个铁水回流孔，实现扒渣过程中的铁水回流罐内，大大提高扒渣效率、减少扒渣铁损、降低扒渣成本的目的。中国专利“扒渣机上的扒渣手，授权公告号CN202606850U”公开了一种包括连接头的扒渣板，其中，扒渣板端部为锯齿状，扒渣板两侧设置有角板，在浮渣扒出过程中铁水沿锯齿缝隙和角板斜面回流，实现渣铁分离；扒渣板外设置有耐火材料层，可采用电熔莫来石、微晶莫来石或铝矾土质浇注料制备，使金属主板不与铁水接触，延长扒渣板使用寿命。中国专利“一种铁水包用扒渣头，授权公告号CN206047078U”公开了一种由50～80mm耐火材料层包裹簸箕状钢板下部的扒渣板，扒渣头总宽度为300～800mm，总高度为600～1300mm，耐火材料层高度为300～800mm；其中，包裹耐火材料层的钢板开设有20～40mm的圆孔，圆孔分布间距为50～80mm，设置有V形或Y形金属锚固件，锚固件分布间距为50～100mm，锚固件材料为圆钢或螺纹钢，高度30～40mm，直径为3～5mm，从而强化了耐火材料层与钢板的结合强度，减少了铁水高温对钢板的熔损变形的影响，达到延长扒渣头使用寿命的目的。上述三个专利均采取了在金属主板表面覆盖耐火材料层的措施，实现了耐火材料层对金属主板的高温保护，但如何保证耐火材料层在使用过程中的结构稳定性，实现耐火材料层对金属主板的可靠保护却未阐述，尤其是金属主板与耐火材料层因材质不同的内应力问题，若解决不好势必导致扒渣板耐火材料层结构破损，扒渣过程中扒渣板与铁水罐相对位置关系的视觉错误，导致操控困难、扒渣效能急剧降低，甚至出现扒渣板与铁水罐壁的撞击破损；此外，扒渣板上的溢铁孔与铁水回流梳齿结构设计，虽然理论上能够实现扒渣板内铁水的回流，但扒渣过程中严重的粘渣粘铁难以扒渣铁水回流通道的畅通，同时下部梳齿结构大大降低了扒渣板的抗磨损能力，导致扒渣板与铁水罐兑铁口形状匹配度下降，扒渣效率将进一步降低。同时，目前国内钢铁企业还未将铁水扒渣作为一项核心关键技术来对待，认为铁水扒渣只是一项凭经验操作的工作，导致铁水扒渣过程中相关操作参数、结构参数以及铁水罐与扒渣板间的结构尺寸匹配关系对铁水与浮渣的运行规律的影响未能系统研究，这也是为什么相关专利与文献资料之中未能实际上述核心内容而只涉及扒渣板的主要原因。

综上所述，虽然在扒渣板结构、扒渣板构成与扒渣板制备材料等方面开展了大量探索，提出了铁水扒渣的改进发展方向，并制定了系列改进措施，但相关改进措施距离实际生产要求仍有较大的差距，仍需自实际生产中不断改进与提升。基于铁水扒渣的实际生产需求，通过对铁水扒渣工艺过程的分析，认为还需开展如下方面的研究与改进工作，即：提高单次扒渣量降低扒渣动作次数，防止扒渣板熔蚀破损延长使用寿命，优化扒渣板与铁水罐结构尺寸匹配关系提高扒渣覆盖率，提高扒渣板与铁水罐兑铁口形状匹配度较少底部漏渣堆积，增强扒渣板外形结构保持能力提高扒渣稳定性等，最终达到提高扒渣效率、降低扒渣铁损、延长扒渣板使用寿命、显著改善铁水扒渣技术经济指标的目的。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种寿命长、扒渣铁损低、扒渣时间短的铁水扒渣板及使用方法。

为实现上述目的，本发明所设计的铁水扒渣板，包括连接部和工作部；所述工作部包括左侧板、中间板和右侧板，所述左侧板和所述右侧板沿所述中间板的中心线对称分布且所述左侧板与所述中间板的夹角、所述右侧板与所述中间板的夹角均为135±10°；

所述工作部总厚度H为80～100mm，所述工作部总宽度A与铁水罐罐口直径D之比为0.2～0.3，所述工作部总高度B与总宽度A之比为0.55～0.75；所述中间板宽度A1与所述工作部总宽度A之比为0.15～0.3，所述左侧板与所述右侧板的底部外角为向所述中间板方向倒圆弧角，倒圆弧角的圆弧半径R与工作部总宽度A之比为0.2～0.4。

进一步地，所述左侧板、所述中间板和所述右侧板均包括金属板、焊接在所述金属板上的金属格网、焊接在所述金属板和所述金属格网上的金属锚固件及耐火材料衬；其中，金属锚固件包括V形锚固件和双V形锚固件，所述V形锚固件和所述双V形锚固件交替且均匀焊接在所述金属板的前后表面和两侧面，同理，所述V形锚固件和所述双V形锚固件也交替且均匀焊接在金属格网的前后表面、底面和两侧面。

进一步地，所述连接部为上端开设有连接销孔的连接部金属板，所述连接部金属板、所述左侧板的金属板、所述中间板的金属板和所述右侧板的金属板的厚度和高度b均相等，且厚度为18～30mm，高度b与工作部总高度B之比为0.2～0.4。

进一步地，所述V形锚固件的高度与所述耐火材料衬的厚度之比、所述双V形锚固件的高度与所述耐火材料衬的厚度之比相等均为1:2～3:4，所述V形锚固件和所述双V形锚固件的V形夹角相等均为30～60°；所述V形锚固件与所述双V形锚固件间隔距离均为40～100mm。

进一步地，所述金属格网中的相邻两横向钢条之间的距离与相邻两纵向钢条之间的间隔相等均为40～100mm。

进一步地，所述耐火材料衬采用耐火浇注料整体浇注制备，耐火浇注料包括耐火主料和添加剂，耐火主料的原料按重量百分比包括：焦宝石50～60％、三级高铝熟料20～30％、蓝晶石5～8％、矾土水泥5～8％、硅微粉3～5％、α-Al2O3微粉3～5％，添加剂的原料包括耐热钢纤维、短切碳纤维、六偏磷酸钠、聚丙烯或聚乙烯纤维，其中，耐热钢纤维重量占耐火主料重量之和的1～3％、短切碳纤维重量占耐火主料重量之和的0.1～0.3％、六偏磷酸钠重量占耐火主料重量之和的0.15～0.3％、聚丙烯或聚乙烯纤维重量占耐火主料重量之和的0.05～0.1％；

其中，3mm＜粒度≤5mm的焦宝石占焦宝石总重量的50～60％、1mm＜粒度≤3mm的焦宝石占焦宝石总重量的30～35％、0.088mm＜粒度≤1mm的焦宝石占焦宝石总重量的10～15％；0.008＜粒度≤1mm的三级高铝熟料占三级高铝熟料总重量的40～60％、粒度≤0.088mm的三级高铝熟料占三级高铝熟料总重量的40～60％；蓝晶石的粒度≤0.088mm。

还提供一种如上述所述铁水扒渣板的使用方法，所述扒渣板使用前或使用过程中扒渣板粘渣清理后采用防粘渣涂料对扒渣板耐火材料衬表面涂刷或浸涂制备防粘渣层；其中，所述防粘渣涂料的原料按重量百分比包括：含Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料70～90％、鳞片石墨3～6％、土状石墨5～7％、钠基膨润土2～4％、硅微粉3～5％、α-Al₂O₃微粉3～5％，外加磷酸二氢铝水溶液、草酸、六偏磷酸钠、聚丙烯或聚乙烯纤维及适量水，其中，磷酸二氢铝重量占所有原料重量之和的8～10％、草酸重量占所有原料重量之和的0.1～0.2％、六偏磷酸钠重量占所有原料重量之和的0.2～0.4％、聚丙烯或聚乙烯纤维重量占所有原料重量之和0.05～0.15％；

且0.10mm＜粒度≤1mm的Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料占Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料总重量的60～75％、粒度≤0.10mm的Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料占Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料总重量的25～40％，鳞片石墨的粒度≤0.15mm，土状石墨的粒度≤0.15mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明通过扒渣板结构尺寸与铁水罐结构尺寸的匹配设计、扒渣板复合体结构设置与复合体部件结构尺寸优化以及制备方法制定等，能够达到提高扒渣效率、降低扒渣铁损、缩短扒渣时间、减少扒渣次数、延长扒渣板使用寿命等改善铁水扒渣综合技术经济制备的目的。

附图说明

图1为本发明铁水扒渣板主视示意图；

图2为图1的A-A剖面示意图；

图3为图2的B-B剖面示意图；

图4为图1的内部结构示意图。

图中各部件标号如下：连接部1(其中：连接销孔1.1)、工作部2、左侧板3、中间板4、右侧板5、金属板6、金属格网7、V形锚固件8、双V形锚固件9、耐火材料衬10。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1、图2及图3所示的一种铁水扒渣板，包括连接部1和工作部2。其中，工作部2包括左侧板3、中间板4和右侧板5，左侧板3和右侧板5沿中间板4的中心线对称分布且左侧板3与中间板4的夹角、右侧板5与中间板4的夹角均为135±10°从而形成“马鞍”结构，“马鞍”结构开口方向朝向铁水罐兑铁嘴方向；另外，结合图4所示，左侧板3、中间板4和右侧板5均包括金属板6、焊接在金属板6上的金属格网7、焊接在金属板6和金属格网7上的金属锚固件及耐火材料衬10，金属板6、金属格网7和金属锚固件由耐火材料衬10完全包裹；其中，金属锚固件包括V形锚固件8和双V形锚固件9，V形锚固件8和双V形锚固件9交替且均匀焊接在金属板6的前后表面和两侧面，同理，V形锚固件8和双V形锚固件9也交替且均匀焊接在金属格网7的前后表面、底面和两侧面，且V形锚固件8与双V形锚固件9间隔距离均为40～100mm。

本实施例中，左侧板的金属格网7、中间板的金属格网7和右侧板的金属格网7可以整体焊接折弯制备，也可以单独制备再焊接相连。

工作部2总厚度H为80～100mm，工作部2总宽度A与铁水罐罐口直径D之比为0.2～0.3(优选为0.25)，工作部2总高度B与总宽度A之比为0.55～0.75(优选为0.6)；中间板4宽度A1与工作部2总宽度A之比为0.15～0.3(优选0.2)，左侧板3与右侧板5的底部外角为向中间板方向倒圆弧角，倒圆弧角的圆弧半径R与工作部2总宽度A之比为0.2～0.4(优选0.3)。

连接部1为上端开设有连接销孔1.1的连接部金属板，该连接部金属板与中间板的金属板6一体加工制备，也可与中间板的金属板6焊接连接制备，连接部金属板、左侧板的金属板6、中间板的金属板6和右侧板的金属板6的厚度和高度b均相等，且厚度为18～30mm，高度b与工作部总高度B之比为0.2～0.4(优选为0.3)。金属格网由两排间隔分布的垂直钢条夹持一排间隔分布的横向钢条焊接组成，相邻两横向钢条之间的距离与相邻两纵向钢条之间的间隔相等均为40～100mm，横向钢条和纵向钢条可以是螺纹钢筋、盘条，也可以是方形或矩形截面条钢，条钢截面直径或等效直径为工作部2厚度H的1/10～1/5。

V形锚固件8的高度与耐火材料衬10的厚度之比、双V形锚固件9的高度与耐火材料衬10的厚度之比相等均为1:2～3:4，V形锚固件8和双V形锚固件9的V形夹角相等均为30～60°，采用直径为2.5～4.5mm的螺纹钢筋、盘条或耐热金属丝制备。

本实施例中，耐火材料衬10采用耐火浇注料整体浇注制备，耐火浇注料包括耐火主料和添加剂，耐火主料的原料按重量百分比包括：焦宝石50～60％、三级高铝熟料20～30％、蓝晶石5～8％、矾土水泥5～8％、硅微粉3～5％、α-Al2O3微粉3～5％，添加剂的原料包括耐热钢纤维、短切碳纤维、六偏磷酸钠、聚丙烯或聚乙烯纤维，其中，耐热钢纤维重量占耐火主料重量之和的1～3％、短切碳纤维重量占耐火主料重量之和的0.1～0.3％、六偏磷酸钠重量占耐火主料重量之和的0.15～0.3％、聚丙烯或聚乙烯纤维重量占耐火主料重量之和的0.05～0.1％。

3mm＜粒度≤5mm的焦宝石占焦宝石总重量的50～60％、1mm＜粒度≤3mm的焦宝石占焦宝石总重量的30～35％、0.088mm＜粒度≤1mm的焦宝石占焦宝石总重量的10～15％；0.008＜粒度≤1mm的三级高铝熟料占三级高铝熟料总重量的40～60％、粒度≤0.088mm的三级高铝熟料占三级高铝熟料总重量的40～60％；蓝晶石的粒度≤0.088mm。

耐火浇注料中的焦宝石可以是相应粒度的粘土质、高铝质、莫来石质、铝碳化硅碳质、铝碳质用后耐火材料再生料。

扒渣板使用前采用防粘渣涂料对扒渣板耐火材料衬表面涂刷或浸涂制备防粘渣层，在使用过程中进行了扒渣板表面粘渣清理后，再采用防粘渣涂料对扒渣板耐火材料衬表面涂刷或浸涂制备防粘渣层，如此操作直至扒渣板下线终止使用。本实施例中，防粘渣涂料的原料按重量百分比包括：含Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料70～90％、鳞片石墨3～6％、土状石墨5～7％、钠基膨润土2～4％、硅微粉3～5％、α-Al₂O₃微粉3～5％，外加磷酸二氢铝(重量百分比浓度48％)水溶液、草酸、六偏磷酸钠、聚丙烯或聚乙烯纤维及适量水，其中，磷酸二氢铝重量占所有原料重量之和的8～10％、草酸重量占所有原料重量之和的0.1～0.2％、六偏磷酸钠重量占所有原料重量之和的0.2～0.4％、聚丙烯或聚乙烯纤维重量占所有原料重量之和0.05～0.15％。

其中，0.10mm＜粒度≤1mm的Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料占Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料总重量的60～75％、粒度≤0.10mm的Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料占Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料总重量的25～40％，鳞片石墨的粒度≤0.15mm，土状石墨的粒度≤0.15mm。

本发明的铁水扒渣板，通过扒渣板工作部由左侧板、中间板和右侧板三部分组成，左右侧板由中间板向前倾斜布置形成“马鞍”形结构设计，且“马鞍”形开口方向朝向铁水罐兑铁嘴方向，大幅度提高了扒渣板工作部“马鞍”形凹槽内的容渣能力，减少扒渣板内渣滓从扒渣板两侧挤压溢出回流铁水罐；通过基于铁水罐罐口尺寸的扒渣板结构尺寸优化设计以及左右侧板向前折弯角度的优化，保证了扒渣板与扒渣机扒渣力相适应的容渣能力，与常规扒渣板单次扒渣动作的扒渣量提高20％，同时在保证了扒渣操作顺利的条件下，增强扒渣板与铁水罐壁的匹配度，减少扒渣“死区”，提高单次扒渣动作过程中铁水液面渣滓的有效覆盖率50％，减少铁水扒渣动作次数，缩短扒渣时间；通过扒渣板工作部左右侧板底部外侧向中间圆弧倒角的结构设计以及倒角圆弧半径的优化，提高了扒渣板底部与铁水罐兑铁嘴流道间的形状匹配度，减少熔渣从扒渣板与兑铁嘴之间的缝隙回流铁水罐，防止铁水罐兑铁嘴流道内熔渣的冷凝堆积，与常规扒渣板相比，提高了兑铁嘴流道形状保持能力，罐嘴清渣间隔周期延长50％。通过扒渣板工作部长宽比的优化设计，使扒渣过程中扒渣板铁水浸入深度稳定在30～80mm范围，提高扒渣可靠性与扒渣效率，降低扒渣带铁量；通过扒渣板工作部左侧板、中间板和右侧板均由金属芯和耐火材料衬组成的复合体结构设计，由金属芯结构保证扒渣板工作部的结构强度与结构外形，耐火材料衬提供抗高温、抗侵蚀功能，实现了扒渣板整体功能在复合体部件上的分解担当，避免了工作部金属芯与铁水的接触渗碳熔化，克服了常规金属扒渣板的高温变形、渗碳熔化、高温氧化以及渣铁冷凝熔焊粘结等不足，提高了扒渣板结构形状的保持和稳定扒渣板综合性能，延长扒渣板使用寿命，通过扒渣板的结构尺寸优化设计，保证了扒渣板灵活的操控性能与视觉效果，进一步提高扒渣效率；通过由中间金属板、金属侧板、金属格网、金属锚固件构成的金属芯结构设计及其结构尺寸的优化，提高了扒渣板工作部的强度与刚度，保证了耐火材料衬浇注成型的顺利实施与金属芯结构内部的密实填充，扩大了金属芯与耐火材料衬的结合表面积，提高工作部复合体的综合整体性与结构稳定性，延长扒渣板使用寿命。通过耐火材料衬结构尺寸以及V形锚固件与双V形锚固件布置方式和结构尺寸设计，强化了耐火材料衬与金属芯的结合以及界面结构应力缓解能力，减轻了扒渣板重量，便于扒渣操作使用，延缓耐火材料衬的破损进程，提高扒渣板使用寿命；

通过耐火材料衬用耐火浇注料中耐火主料与添加剂的配方设计，提高耐火材料衬堆积密实性、力学性能与热震稳定性，利用加入的钢纤维与短切碳纤维的复合增强增韧机制以及短切碳纤维的高强度、耐高温、抗浸润、抗侵蚀等性能，大幅度提高了纤维增强增韧的服役温度，提高耐火材料衬的热冲击韧性与抗机械损毁能力，保证扒渣板的结构稳定性，通过部分耐火材料再生料的利用，达到降低耐火材料衬制备成本；通过矾土水泥与微粉复合结合，提高浇注料服役条件下的力学强度；通过短切碳纤维、聚丙烯或聚乙烯纤维、钢纤维的复配利用，不仅改善了浇注料的热震稳定性，同时也满足了浇注料快干烘烤的防爆要求，缩短扒渣板浇注养护与烘烤时间50％。

通过扒渣板防粘渣涂料的原料选择与配方设计，利用含碳耐火材料再生料和石墨质材料的抗浸润、抗侵蚀性能，降低扒渣板粘渣挂渣速度、粘渣结合强度与材料成本，延长扒渣板粘渣清理间隔周期，减轻粘渣清理难度，降低粘渣清理对扒渣板的机械损伤。利用钠基膨润土的悬浮性能，提高了涂料存放稳定性与涂刷或浸凃涂层的均匀性。利用聚丙烯或聚乙烯纤维，提高涂层的抗剥落性能，保证使用过程中防粘渣涂层的完整性与粘渣隔离效果，利用磷酸二氢铝水溶液结合剂的高强度、抗高温性能，避免涂层脱落，利用草酸对磷酸二氢铝水溶液结合剂的反应抑制作用，防止原料中铁元素杂质于磷酸二氢铝的反应排气，提高涂层致密性与粘渣隔离效果。通过防粘渣涂料的应用，可实现扒渣板耐火材料衬裂纹、凹坑的修复，进一步延长扒渣板使用寿命。

通过工业性对比试验，与常规金属直板扒渣板相比，本发明扒渣板扒渣操作顺利，扒渣时间缩短33％，扒渣铁损减少25％，扒渣板寿命延长30～50倍，扒渣板粘渣单次清理时间减少50％以上，扒渣板清渣间隔周期延长50％以上。

综上所述，本发明通过扒渣板结构尺寸与铁水罐结构尺寸的匹配设计、扒渣板复合体结构设置与复合体部件结构尺寸优化以及制备方法制定等，能够达到提高扒渣效率、降低扒渣铁损、缩短扒渣时间、减少扒渣次数、延长扒渣板使用寿命等改善铁水扒渣综合技术经济制备的目的。

Claims (7)

1.一种铁水扒渣板，包括连接部(1)和工作部(2)；其特征在于：所述工作部(2)包括左侧板(3)、中间板(4)和右侧板(5)，所述左侧板(3)和所述右侧板(5)沿所述中间板(4)的中心线对称分布且所述左侧板(3)与所述中间板(4)的夹角、所述右侧板(5)与所述中间板(4)的夹角均为135±10°；

所述工作部(2)总厚度H为80～100mm，所述工作部(2)总宽度A与铁水罐罐口直径D之比为0.2～0.3，所述工作部(2)总高度B与总宽度A之比为0.55～0.75；所述中间板(4)宽度A1与所述工作部(2)总宽度A之比为0.15～0.3，所述左侧板(3)与所述右侧板(5)的底部外角为向所述中间板方向倒圆弧角，倒圆弧角的圆弧半径R与工作部(2)总宽度A之比为0.2～0.4。

2.根据权利要求1所述铁水扒渣板，其特征在于：所述左侧板(3)、所述中间板(4)和所述右侧板(5)均包括金属板(6)、焊接在所述金属板(6)上的金属格网(7)、焊接在所述金属板(6)和所述金属格网(7)上的金属锚固件及耐火材料衬(10)；其中，金属锚固件包括V形锚固件(8)和双V形锚固件(9)，所述V形锚固件(8)和所述双V形锚固件(9)交替且均匀焊接在所述金属板(6)的前后表面和两侧面，同理，所述V形锚固件(8)和所述双V形锚固件(9)也交替且均匀焊接在金属格网(7)的前后表面、底面和两侧面；

3.根据权利要求2所述铁水扒渣板，其特征在于：所述连接部(1)为上端开设有连接销孔(1.1)的连接部金属板，所述连接部金属板、所述左侧板的金属板(6)、所述中间板的金属板(6)和所述右侧板的金属板(6)的厚度和高度b均相等，且厚度为18～30mm，高度b与工作部总高度B之比为0.2～0.4。

4.根据权利要求2所述铁水扒渣板，其特征在于：所述V形锚固件(8)的高度与所述耐火材料衬(10)的厚度之比、所述双V形锚固件(9)的高度与所述耐火材料衬(10)的厚度之比相等均为1:2～3:4，所述V形锚固件(8)和所述双V形锚固件(9)的V形夹角相等均为30～60°；所述V形锚固件(8)与所述双V形锚固件(9)间隔距离均为40～100mm。

5.根据权利要求2所述铁水扒渣板，其特征在于：所述金属格网(7)中的相邻两横向钢条之间的距离与相邻两纵向钢条之间的间隔相等均为40～100mm。

6.根据权利要求2所述铁水扒渣板，其特征在于：所述耐火材料衬(10)采用耐火浇注料整体浇注制备，耐火浇注料包括耐火主料和添加剂，耐火主料的原料按重量百分比包括：焦宝石50～60％、三级高铝熟料20～30％、蓝晶石5～8％、矾土水泥5～8％、硅微粉3～5％、α-Al2O3微粉3～5％，添加剂的原料包括耐热钢纤维、短切碳纤维、六偏磷酸钠、聚丙烯或聚乙烯纤维，其中，耐热钢纤维重量占耐火主料重量之和的1～3％、短切碳纤维重量占耐火主料重量之和的0.1～0.3％、六偏磷酸钠重量占耐火主料重量之和的0.15～0.3％、聚丙烯或聚乙烯纤维重量占耐火主料重量之和的0.05～0.1％；

其中，3mm＜粒度≤5mm的焦宝石占焦宝石总重量的50～60％、1mm＜粒度≤3mm的焦宝石占焦宝石总重量的30～35％、0.088mm＜粒度≤1mm的焦宝石占焦宝石总重量的10～15％；0.008＜粒度≤1mm的三级高铝熟料占三级高铝熟料总重量的40～60％、粒度≤0.088mm的三级高铝熟料占三级高铝熟料总重量的40～60％；蓝晶石的粒度≤0.088mm。

7.一种如权利要求1所述铁水扒渣板的使用方法，其特征在于：所述扒渣板使用前或使用过程中扒渣板粘渣清理后采用防粘渣涂料对扒渣板耐火材料衬表面涂刷或浸涂制备防粘渣层；其中，所述防粘渣涂料的原料按重量百分比包括：含Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料70～90％、鳞片石墨3～6％、土状石墨5～7％、钠基膨润土2～4％、硅微粉3～5％、α-Al₂O₃微粉3～5％，外加磷酸二氢铝水溶液、草酸、六偏磷酸钠、聚丙烯或聚乙烯纤维及适量水，其中，磷酸二氢铝重量占所有原料重量之和的8～10％、草酸重量占所有原料重量之和的0.1～0.2％、六偏磷酸钠重量占所有原料重量之和的0.2～0.4％、聚丙烯或聚乙烯纤维重量占所有原料重量之和0.05～0.15％；

且0.10mm＜粒度≤1mm的Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料占Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料总重量的60～75％、粒度≤0.10mm的Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料占Al₂O₃-C或Al₂O₃-SiC-C质用后耐火材料再生骨料总重量的25～40％，鳞片石墨的粒度≤0.15mm，土状石墨的粒度≤0.15mm。