CN110408732A - 用于铁沟的排残铁装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高炉储铁式铁沟技术领域，公开了一种用于铁沟的排残铁装置及方法，该装置包括：挤出块，挤出块的底面及侧面的外表面至少部分覆盖有防护层，挤出块覆盖有防护层的部位形成挤出段，挤出段与铁沟的内壁相匹配，挤出段能够放入铁沟内；该方法包括：将挤出块放入铁沟中的待维修位置；挤出段因自身重力作用沉入铁水中，将该部位铁水剂走。多段挤出块依序放入铁沟，直至铁沟内大多数残铁被挤出，沿铁沟的主支沟流出；然后提起挤出块，铁沟内残余的少部分铁水将集中于后段沟底。前部冲击区，渣线以及铁线部位损毁严重区域将完全暴露在铁水液面以上，便于进行修补施工，营造高效、安全、环保的维修环境。
Description
技术领域
本发明涉及高炉储铁式铁沟技术领域，特别是涉及一种用于铁沟的排残铁装置及方法。
背景技术
高炉储铁式铁沟起到渣铁分离的作用，将铁水排入铁水罐中，并将熔渣排入渣沟中。铁沟在使用过程中，由于熔渣的密度小于铁水的密度，铁水在铁沟的底部输送(即铁线)，熔渣在铁沟的顶部输送(即渣线)。铁沟中渣线部位耐火材料因受到高温氧化，熔渣侵蚀、渗透及熔渣冲刷等作用，其被损毁最为严重；铁线部位耐火材料因受到铁水冲刷、高温化学反应等影响，其也被破坏较为严重。当渣线和铁线损毁严重时，需要修补才能维持使用。
铁沟修补包括大修及小修。铁沟大修需要将残铁排清，再将铁沟内渣铁以及性能降低过多的耐火材料清除，再重新浇筑铁沟，该方法成本较高，耗时较长。目前很多铁厂都采用铁沟小修，在两次大修之间进行多次铁沟小修，只需排出大部分残铁，露出损毁严重的渣线和铁线部位进行浇注或者喷涂耐火材料等快速小修操作，既省时又节约材料成本。目前排残铁均需要使用残铁孔排放，最常见的方法有吹氧烧残铁孔法和机械凿穿残铁孔法。
吹氧烧残铁孔法是使用钢管吹送工业氧气的方式烧掉残铁孔内的堵口料，吹氧处理时会导致残铁孔内壁周边耐火材料被氧化，使得该区域耐火料的强度下降，抗渣铁侵蚀性能不佳，成为渗铁漏铁的薄弱部位。此外该方法易因操作不当造成残铁孔扩大甚至异形，造成更为严重的后果。该方法在烧出铁口过程中还会产生有毒害的烟气，污染环境。在反复堵口过程中容易填补不实，引发残铁口漏铁事故。
机械凿穿残铁孔法是使用机械钻头将堵口料去除，虽然能够保证残铁孔不变形，但接近铁水处的铁沟料因充分烧结具有很高的强度，十分耗费机械钻头，此外机械凿穿残铁孔时会使周边材料留下的微裂纹，也容易引发残铁口漏铁事故。
并且，上述吹氧烧结残铁孔法和机械凿穿残铁孔法均需要在修补铁沟时打开残铁孔，在铁沟维修完毕后再将残铁孔堵上，在残铁孔部位反复开孔和堵孔，新旧材料存在结合不实的问题，易引发该处漏铁事故。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种用于铁沟的排残铁装置及方法，解决现有技术中在修补铁沟和使用铁沟时，需要频繁开孔和堵孔，导致新旧材料存在结合不实，易引发该处漏铁事故的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于铁沟的排残铁装置，包括：
挤出块，所述挤出块的底面及侧面的外表面至少部分覆盖有防护层，所述挤出块覆盖有所述防护层的部位形成挤出段，所述挤出段与铁沟的内壁相匹配，所述挤出段能够放入所述铁沟内。
其中，所述挤出块为中空结构，并在所述中空结构内设有配重块。
其中，所述防护层包括隔热层和耐火防护层，所述隔热层覆盖于所述挤出块的外侧，所述耐火防护层覆盖于所述隔热层的外侧。
其中，所述挤出块包括空心钢，所述隔热层为硅酸铝纤维层、氧化铝纤维层或陶瓷纤维层，所述耐火防护层为特级矾土、棕刚玉、致密刚玉、烧结镁砂、电熔镁砂、碳化硅以及石墨中的一种或几种混合的浇注/自流料或喷涂/涂抹料。
其中，所述挤出段的形状与所述铁沟内侧的底面和侧面形状一致，所述挤出段的尺寸与所述铁沟内侧的底面和侧面尺寸一致。
其中，还包括锚固件，所述防护层通过所述锚固件固定于所述挤出块的外表面。
其中，所述锚固件包括V型锚固件和/或L型锚固件和/或Y型锚固件，所述V型锚固件和/或L型锚固件和/或Y型锚固件固定于所述挤出块，所述防护层通过所述V型锚固件和/或L型锚固件和/或Y型锚固件固定于所述挤出块的外表面。
其中，所述挤出块的个数为2-8块，并沿所述铁沟的轴线方向依次排列。
其中，所述挤出块的顶部固定有牵拉部。
本发明还公开一种利用如本发明的用于铁沟的排残铁装置的方法，包括：
将挤出块由出铁口至撇渣器方向依次放入铁沟中；
处于铁沟中的铁水通过挤出块的占位作用液面升高，沿铁沟的主支沟流出；
提起挤出块，露出铁沟的待维修位置并进行维修。
(三)有益效果
本发明提供的一种用于铁沟的排残铁装置及方法，设计了一种挤出块，将该挤出块和防护层固定，构成挤出段，挤出段的形状和大小均与铁沟相匹配，将挤出块放入铁沟中的待维修位置，处于铁沟中待维修位置的铁水通过挤出段的占位作用，沿铁沟的主支沟流出，提起挤出块，露出铁沟待维修位置并进行维修。本发明在铁沟小修时，可以不打开残铁孔，避免了多次开孔和堵孔导致的新旧材料存在结合不实，易引发该处漏铁事故的问题；采用挤出块可将铁水从铁沟中迅速挤出，缩短施工时间，提高安全系数，营造良好维修环境。
附图说明
图1为本发明一种用于铁沟的排残铁装置的结构示意图；
图2为本发明一种用于铁沟的排残铁装置的第一端面横截面示意图；
图3为本发明一种用于铁沟的排残铁装置的第二端面的结构示意图；
图4为本发明一种用于铁沟的排残铁装置的第二端面横截面示意图；
图5为本发明防护层的横截面示意图。
图中，1、铁沟；2、挤出块；3、挤出段；4、防护层；41、隔热层；42、耐火防护层；7、牵拉部；8、V型锚固件；9、Y型锚固件；10、铁口；11、渣线；12、铁线；13、L型锚固件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图4所示，本发明实施例公开了一种铁沟，包括：
挤出块2，所述挤出块2的底面及侧面的外表面至少部分覆盖有防护层4，所述挤出块2覆盖有所述防护层4的部位形成挤出段3，所述挤出段3与所述铁沟1的内壁相匹配，所述挤出段3能够放入所述铁沟1内。
具体地，本申请中挤出块2的挤出段3位于其底面和侧面。挤出段3与铁沟1的内壁相匹配指的是：位于底面的挤出段3的外轮廓(即形状和尺寸)与铁沟1的内底面一致，位于侧面的挤出段3的外轮廓(即形状和尺寸)与铁沟1的内侧面一致。例如，有些铁沟1的横截面为圆弧状，相应地，挤出段3也设计成尺寸和形状一样的圆弧段；有些铁沟1的横截面为倒梯形，挤出段3也设计成尺寸和形状一样的倒梯形。
由于铁沟1内残留的铁水温度较高，挤出段3需要具有耐高温性能，因此在挤出段3的外表面覆盖防护层4，防护层4采用具有优良的绝热性能、耐火性能和抗腐蚀性能的材料制成，防护层4可采用多层结构叠加的形式实现。由于挤出块2的上表面不接触铁水，可采用常用的钢材制成，不需要覆盖防护层4。
将挤出块2放入到铁沟1内，大部分铁水能够沿铁沟1向后半段挤出，而小部分铁水可能由铁沟1的底部挤出到铁沟1的两侧，当抬起挤出块2时，铁水由于重力向底部回流，可以采用重复挤出的方式使铁水完全挤出到铁沟1的后半段。如图3和图4所示，其为本发明一种用于铁沟的排残铁装置临近于铁口的横截面示意图，由于熔融渣铁从铁口10喷出，落在了铁沟1的落铁点位置，因不能及时向后段流动，在该处形成漩涡，反复冲刷和侵蚀，导致铁沟1临近于落铁点位置是侵蚀最严重的部位。如图1和图2所示，其为本发明一种用于铁沟的排残铁装置远离于铁口的横截面示意图，由于该处远离铁沟1的落铁点位置，冲刷和侵蚀并不严重。如图1-图4所示，由于熔融渣铁的冲刷和侵蚀程度不同，导致临近和远离于落铁点位置的铁沟1形成不同形状和薄厚程度，但利用挤出块2的挤出作用依然能从铁沟1中将残留铁水挤出。
本发明提供的一种铁沟，设计了一种挤出块，将该挤出块和防护层固定，构成挤出段，挤出段的形状和大小均与铁沟相匹配，将挤出块放入铁沟中的待维修位置，处于铁沟中待维修位置的铁水通过挤出段的占位作用，沿铁沟的主支沟流出，提起挤出块，露出铁沟待维修位置并进行维修。本发明在铁沟小修时，可以不打开残铁孔，避免了多次开孔和堵孔导致的新旧材料存在结合不实，易引发该处漏铁事故的问题；采用挤出块可将铁水从铁沟中迅速挤出，缩短施工时间，提高安全系数，营造良好维修环境。
其中，所述挤出块2为中空结构，并在所述中空结构内设有配重块，以增加挤出块2的整体质量。由于挤出段3一般不会完全浸没于铁水中，因此配重块可选用铁块或铁板，这样挤出块2的密度略小于或等于铁水的密度，保证挤出块2自身重量大于该结构下方铁水重量，使得挤出块2可以下沉到将铁水完全挤出。也可以选用密度比铁大的材料制作配重块，例如：铜或铅等。
如图5所示，所述防护层4包括隔热层41和耐火防护层42，所述隔热层41覆盖于所述挤出块2的外侧，所述耐火防护层42覆盖于所述隔热层41的外侧。隔热层的导热系数低，避免挤出块受热变形；耐火防护层42具有优良的耐火性能，还具有优良的耐渣铁和铁水反复冲刷的耐侵蚀性能。优选地，所述挤出块2包括空心钢，所述隔热层41为硅酸铝纤维层、氧化铝纤维层或陶瓷纤维层，所述耐火防护层可以是特级矾土、棕刚玉、致密刚玉、烧结镁砂、电熔镁砂、碳化硅以及石墨等一种或几种混合的浇注/自流料或喷涂/涂抹料。本实施例中的挤出块2外轮廓部分为空心钢，内部填充铁板，其密度符合要求，可以将铁水挤出。根据实际需要，本领域技术人员可以采用其他材质来制作挤出块2的轮廓以及防护层4。
其中，所述挤出段3的形状与所述铁沟1内侧的底面和侧面形状一致，所述挤出段3的尺寸与所述铁沟1内侧的底面和侧面尺寸一致。本实施例中，挤出段3的尺寸完全覆盖铁沟1的内底面，根据待维修的位置需要，挤出段3可以选择设计成完全覆盖铁沟1的内侧面的形状和尺寸，也可以选择设计成覆盖铁沟1的内侧面下半部分的形状和尺寸，旨在将铁沟内残余铁水排出，以便维修时该位置没有残留铁水。
其中，所述防护层4通过所述锚固件固定于所述挤出块2的外表面。如图5所示，所述锚固件包括V型锚固件8和/或L型锚固件13和/或Y型锚固件9，所述V型锚固件8和/或L型锚固件13和/或Y型锚固件9固定于所述挤出块2，所述防护层4通过所述V型锚固件8和/或L型锚固件13和/或Y型锚固件9固定于所述挤出块2的外表面，本实施例通过V型锚固件8和/或L型锚固件13和/或Y型锚固件9将防护层4固定在挤出块2的外表面。具体地，本实施例先将V型锚固件8和/或L型锚固件13和/或Y型锚固件9焊接在挤出块2的外表面，再在挤出块2的外表面喷涂或铺设防护层4，由于防护层4可以为多层叠加而成的结构，因此先铺设固定隔热层41，然后再铺设(或喷涂)固定耐火防护层42，形成的防护层4通过V型锚固件8和/或L型锚固件13和/或Y型锚固件9与挤出块2固定。
其中，所述挤出块2的顶部固定有牵拉部7，用于机械臂或吊车等通过牵拉部7将挤出块2提起或放下。本实施例中的牵拉部7为至少对称设置的两个，保证稳定地提起或放下挤出块2。具体地，牵拉部7可以选用拉环或拉钩等挂载部件。
其中，所述挤出块2的个数为2-8块，并沿所述铁沟1的轴线方向依次排列。
以下给出两个实施例：
实施例1、如图1所示，根据某450立方米高炉储铁式铁沟尺寸，设计该挤出块2分为五段式结构，且每段结构类似，每段结构均具有四棱柱空心钢结构，每段结构均长1.7米，该挤出块2的剖面为倒置的等腰梯形，上边长0.6米，下边长0.4米，高0.6-0.9米(略高于铁沟1的高度)。根据该储铁式铁沟尺寸，铁沟1的坡度约为1.91°，该挤出块2的底部坡度也为1.91°，使得其与铁沟接触良好。该四棱柱空心钢结构使用30毫米厚铁板焊接而成，净重约1.11吨(体积密度按照7吨/立方米计算)，在空心钢结构内部放置2.39吨铁板作为配重，保证该段结构净重约3.5吨，假设在铁沟小修前，铁沟液面下降0.25米，该段挤出块2下方铁水约重3吨，此外铁沟具有一定坡度，故该段挤出块2结构重量足以挤走残铁。
除上表面外其他五个表面安装锚固件，锚固件长30毫米，锚固件间距100毫米，在五个表面先铺设硅酸铝纤维层，再在硅酸铝纤维层外表面涂抹Al2O3-SiC-C质涂抹材料(Al2O3-SiC-C质涂抹材料是一种由棕刚玉、致密刚玉、碳化硅、炭黑等为主要成分的不定形耐火材料，其中Al2O3含量≥70％，SiC含量≥18％，C含量≥1％。)，防护层4的总厚度为50毫米，该Al2O3-SiC-C质涂抹材料与铁沟材质相同，具有良好的抗侵蚀性能和耐火性能，不会污染铁水。在铁沟小修前，用行车将第一段挤出块2结构放入靠近铁口10位置，因铁沟1具有坡度，可将铁水挤出到铁沟1后半段，之后依次并排放入其他四段挤出块2结构，将剩余大部分铁水挤出到支沟中排走。此时依次将该五段挤出块2结构抬起，渣线11和铁线12部位全部露出，可快速进行小修。用行车将该挤出块2依次吊装放入库房，在下次维修时继续使用，不会造成资源浪费。
实施例2、根据某1080立方米高炉铁沟尺寸，设计该挤出块2分为六段式结构，且每段结构类似，每段结构均具有四棱柱空心钢结构，每段结构均长1.6米，该挤出块2的剖面为倒置的等腰梯形，上边长0.8米，下边长0.45米，高0.7-1米(略高于铁沟1的高度)。根据该储铁式铁沟尺寸，铁沟1的坡度约为1.93°，该挤出块2的底部坡度也为1.93°，使得其与铁沟接触良好。该四棱柱空心钢结构使用40毫米厚铁板焊接而成，净重1.66吨(体积密度按照7吨/立方米计算)，在空心钢结构内部配置2.34吨铁块作为配重，保证该段结构净重4吨，假设在铁沟小修前，铁沟液面下降0.3米，该段挤出块2下方铁水约重3.9吨，此外铁沟具有一定坡度，故该段挤出块2结构重量足以挤走残铁。
除上表面外其他五个表面安装锚固件，锚固件长35毫米，锚固件间距80毫米，在五个表面先铺设氧化铝纤维层，再在氧化铝纤维层的外表面喷涂Al2O3-MgO-C喷涂料(该耐火材料是一种由棕刚玉、电熔镁砂、球沥青等为主要成分的不定形耐火材料，其中Al2O3含量≥50％，MgO含量≥35％，C含量≥2％。)，防护层4的总厚度为60毫米，其具有优异的绝热性能、耐火性能和抗侵蚀性能。在铁沟小修前，用行车将第一段挤出块2放入靠近铁口10位置，因铁沟1具有坡度，可将铁水挤出到铁沟1后半段，之后依次并排放入其他五段挤出块2结构，将剩余大部分铁水挤出到支沟中排走。此时依次将该六段挤出块2结构抬起，渣线11和铁线12部位全部露出，可快速进行小修。用行车将该挤出块2依次吊装放入库房，在下次维修时继续使用，不会造成资源浪费。
本发明实施例还公开了一种用于铁沟的排残铁的方法，包括：
将挤出块由出铁口至撇渣器方向依次放入铁沟中；
处于铁沟中的铁水通过挤出块的占位作用液面升高，沿铁沟的主支沟流出；
提起挤出块，露出铁沟的待维修位置并进行维修。
如果采用多个挤出块进行挤出时，从铁口10沿铁沟1依次放入挤出块2将铁水挤出，之后再将挤出块2抬起，进行铁沟小修。
本发明提供的一种用于铁沟的排残铁的方法，设计了一种挤出块，将该挤出块和防护层固定，构成挤出段，挤出段的形状和大小均与铁沟相匹配，将挤出块放入铁沟中的待维修位置，处于铁沟中待维修位置的铁水通过挤出段的占位作用，沿铁沟的主支沟流出，提起挤出块，露出铁沟待维修位置并进行维修。本发明在铁沟小修时，可以不打开残铁孔，避免了多次开孔和堵孔导致的新旧材料存在结合不实，易引发该处漏铁事故的问题；采用挤出块可将铁水从铁沟待维修位置迅速挤出，缩短施工时间，提高安全系数，营造良好维修环境。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于铁沟的排残铁装置，其特征在于，包括：
挤出块，所述挤出块的底面及侧面的外表面至少部分覆盖有防护层，所述挤出块覆盖有所述防护层的部位形成挤出段，所述挤出段与铁沟的内壁相匹配，所述挤出段能够放入所述铁沟内。
2.根据权利要求1所述的用于铁沟的排残铁装置，其特征在于，所述挤出块为中空结构，并在所述中空结构内设有配重块。
3.根据权利要求1所述的用于铁沟的排残铁装置，其特征在于，所述防护层包括隔热层和耐火防护层，所述隔热层覆盖于所述挤出块的外侧，所述耐火防护层覆盖于所述隔热层的外侧。
4.根据权利要求3所述的用于铁沟的排残铁装置，其特征在于，所述挤出块包括空心钢，所述隔热层为硅酸铝纤维层、氧化铝纤维层或陶瓷纤维层，所述耐火防护层为特级矾土、棕刚玉、致密刚玉、烧结镁砂、电熔镁砂、碳化硅以及石墨中的一种或几种混合的浇注/自流料或喷涂/涂抹料。
5.根据权利要求1所述的用于铁沟的排残铁装置，其特征在于，所述挤出段的形状与所述铁沟内侧的底面和侧面形状一致，所述挤出段的尺寸与所述铁沟内侧的底面和侧面尺寸一致。
6.根据权利要求1所述的用于铁沟的排残铁装置，其特征在于，还包括锚固件，所述防护层通过所述锚固件固定于所述挤出块的外表面。
7.根据权利要求6所述的用于铁沟的排残铁装置，其特征在于，所述锚固件包括V型锚固件和/或L型锚固件和/或Y型锚固件，所述V型锚固件和/或L型锚固件和/或Y型锚固件固定于所述挤出块，所述防护层通过所述V型锚固件和/或L型锚固件和/或Y型锚固件固定于所述挤出块的外表面。
8.根据权利要求1所述的用于铁沟的排残铁装置，其特征在于，所述挤出块的个数为2-8块，并沿所述铁沟的轴线方向依次排列。
9.根据权利要求1所述的用于铁沟的排残铁装置，其特征在于，所述挤出块的顶部固定有牵拉部。
10.一种利用如权利要求1-9中任意一项所述的用于铁沟的排残铁装置的方法，其特征在于，包括：
将挤出块由出铁口至撇渣器方向依次放入铁沟中；
处于铁沟中的铁水通过挤出块的占位作用液面升高，沿铁沟的主支沟向下流动；
提起挤出块，露出铁沟的待维修位置并进行维修。
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| CN116083670A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-05-09 | 北京联合荣大工程材料股份有限公司 | 铁沟热修补用预制件及其施工方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005154876A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-16 | Jfe Steel Kk | 高炉主樋の残銑滓レベル調整方法及び溶銑滓排除部材 |
| CN210458242U (zh) * | 2019-08-30 | 2020-05-05 | 北京联合荣大工程材料股份有限公司 | 用于铁沟的排残铁装置 |
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