CN111455128A - 一种炉下积渣降温装置及工作方法 - Google Patents

一种炉下积渣降温装置及工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种炉下积渣降温装置及工作方法,具体涉及一种喷嘴以及一种炉渣降温装置,包括挡火墙、喷液装置;所述喷液装置包括:喷液杆、输液管;所述喷液杆设置在挡火墙的道轨侧,所述喷液杆的杆体端部进液口与输液管相连,输液管的另一端穿过挡火墙与储液装置相连,所述喷液杆的杆体端部出液口设有所述喷嘴,本发明利用上述装置应用于炉下积渣降温,有效防止了熔融状态积渣对道轨的粘附,避免了道轨的变形,同时不产生危险的放炮现象。

Description

一种炉下积渣降温装置及工作方法
技术领域
本发明涉及转炉炼钢领域,具体地,本发明涉及一种炉下积渣降温装置及工作方法。
背景技术
转炉是将铁水废钢通过氧气吹炼,经过一系列复杂的化学变化后,冶炼成钢水的容器。在转炉冶炼过程中,会产生大量的熔融态炉渣,其中一部分熔融态炉渣会落入炉下道轨形成积渣。由于积渣的初始温度高达1000度以上,对周围的关键设备如道轨、钢包车本体、渣车本体、挡渣板等产生一定的损坏,减少了设备寿命,严重的致使设备变形无法使用,被迫更换。若积渣中含有较多液态钢水时,极易粘附在钢质设备上,不易剥离,若炉下道轨被液态钢水粘附后,易在道轨上形成结瘤,使道轨局部变粗甚至变形,造成钢包车、渣车车轮掉道等生产事故,转炉被迫转为检修状态,将严重影响生产进度,恢复时间一般长达8小时以上。当炉下道轨粘附变形严重无法使用时,需被迫更换道轨,更换时间将长达30小时以上,影响极大。
现有技术中对熔融状态下的炉渣落入道轨后没有有效的降温方法,虽然用水降温在很多领域是常用的方法,但是在冶炼领域,尤其是炼钢领域,由于应用环境的特殊性,利用水对道轨炉渣进行降温存在很大的危险,现有技术中禁止用水对高温炉渣进行打水降温,倒渣时不得倒在潮湿或有积水的地方,避免造成放炮(爆炸)现象,所以用水对炉渣进行降温存在很多需要解决的技术问题,限制了用水对炉下道轨炉渣进行降温的使用。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种炉下积渣降温装置及工作方法。
本发明的目的在于提供一种炉下积渣降温装置及方法,解决了现有技术中存在的问题,可以对转炉道轨下的高温炉渣进行降温,将液态炉渣快速冷却为固态炉渣,显著降低了炉下设备粘附风险,防止炉渣中含有的液态钢水黏附在道轨上形成结瘤,有效避免高温产生的设备损耗,便于后期炉渣的清理,并且在道轨上不产生积水,避免造成放炮(爆炸)现象。所需材料简单,安装、操作简便,使用效果显著。
名词解释
炉体,为转炉冶炼钢水时的反应容器;
挡火墙,为防止转炉冶炼钢水过程中产生的高温钢渣溅出伤人,可确保钢渣溅出时将其控制在一定范围内的墙体结构。
道轨,为转炉炉下盛装钢水的钢包车及盛装钢渣的渣车行走专用道轨。
积渣,为转炉冶炼时,发生复杂化学反应后的生成物;高温时为液态,冷却后为硬质不规则固态。
本发明的技术方案:
一种喷嘴,包括一个通道,所述通道的横截面为等腰梯形,所述梯形的两腰夹角为45-50°,所述通道的高度为2-3mm,所述梯形的上底边长度为10-13mm,所述梯形的两个底边的距离为6-8mm。
所述通道端部开口小的一端为流体进口。
根据本发明优选的,所述喷嘴,包括一个通道,所述通道的横截面为等腰梯形,所述梯形的两腰夹角为45°,所述通道的高度为2mm,所述梯形的上底边长度为10mm,所述梯形的两个底的距离为6mm。
根据本发明优选的,所述通道流体进口,连接一个圆柱形通道结构。
一种炉渣降温装置,包括挡火墙、喷液装置;所述喷液装置包括:喷液杆、输液管;所述喷液杆设置在挡火墙的道轨侧,所述喷液杆的杆体端部进液口与输液管相连,输液管的另一端穿过挡火墙与储液装置相连,所述喷液杆的杆体端部出液口设有上述喷嘴。
所述喷液装置中的液体压力是可控的。
根据本发明优选的,所述喷液杆的杆体内径为Φ15mm。
根据本发明优选的,所述喷液杆的杆体长度为1m。
根据本发明优选的,所述喷液杆设置在挡火墙上。
根据本发明优选的,所述喷液杆水平距离道轨的高度为1.5m;
根据本发明优选的,在挡火墙上设置水平距离标识条,目的在于可以判断炉渣的具体位置;
进一步优选的:采用银白色铝合金带作为水平距离标识条。
根据本发明优选的,在输液管与喷液杆之间连接有控制装置。
所述控制装置用于控制液体压力。
一种设有上述炉渣降温装置的炉体装置,包括:挡火墙、喷液装置,炉体;所述喷液装置包括:喷液杆、输液管;所述喷液杆设置在挡火墙的道轨侧,所述喷液杆的杆体端部进液口与输液管相连,输液管的另一端穿过挡火墙与储液装置相连,所述喷液杆的杆体端部出液口设有上述喷嘴,所述喷液杆在挡火墙上的设置点水平距离炉体外缘上的距离为7-8米,所述距离为所述设置点到直线的距离,所述直线为以道轨宽度的中心点与炉体外缘上的切点连成的直线,且直线垂直于道轨。
所述喷液装置中的液体压力是可控的。
根据本发明优选的,所述喷液杆的杆体内径为Φ15mm。
根据本发明优选的,所述喷液杆的杆体长度为1m。
根据本发明优选的,所述喷液杆设置在挡火墙上。
根据本发明优选的,所述喷液杆水平距离道轨的高度为1.5m。
根据本发明优选的,所述炉体为120吨顶底复吹转炉。
根据本发明优选的,在挡火墙上设置水平距离标识条,目的在于可以判断炉渣的具体位置;
进一步优选的:采用银白色铝合金带作为水平距离标识条。
根据本发明优选的,在输液管与喷液杆之间连接有控制装置。
所述控制装置用于控制液体压力。
一种炉下积渣的降温方法,包括如下步骤:
步骤1)当炉下落有呈熔融状态的积渣时,根据挡火墙上的水平距离标识,判断炉渣的具体位置,从而确定上述喷液装置的喷液压力;
步骤2)调整喷液杆,水平指向落渣方向的炉体,且喷液杆上的喷嘴呈水平方向,根据步骤(1)确定的喷液压力,喷射水雾对熔融状态的积渣降温;
步骤3)步骤2)的喷水时间控制在20-35秒。
根据本发明优选的,步骤2)中喷液杆设置在挡火墙上,所述喷液杆水平距离道轨的高度为1.5m。
根据本发明优选的,步骤2)中所述喷液杆在挡火墙上的设置点水平距离炉体外缘上的距离为7-8米,所述距离为所述设置点到直线的距离,所述直线为以道轨宽度的中心点与炉体外缘上的切点连成的直线,且直线垂直于道轨;
进一步优选的:所述炉体为120吨顶底复吹转炉;
根据本发明优选的,步骤2)所述喷液杆的内径为Φ15mm,长度为1m;
根据本发明优选的,步骤1)中,喷液压力在0.75Mpa时,水雾喷射有效距离约5.5米;喷液压力在0.65Mpa时,水雾喷射有效距离约4.5米;喷液压力在0.55Mpa时,水雾喷射有效距离约3.5米;喷液压力在0.45Mpa时,水雾喷射有效距离约2.5米;喷液压力在0.35Mpa时,水雾喷射有效距离约1.5米。
上述有效距离是指水雾喷出口到水雾集中落地点之间的水平距离。
本发明涉及的炉渣降温方法,应用环境的温度为50-100℃,熔渣温度为1350℃-1600℃,利用本发明涉及的降温装置,在该环境下进行喷水降温,控制喷射时间,使高温熔融状积渣快速冷却为固态炉渣,有效防止熔融状积渣粘附在道轨上,便于快速清理炉渣,有效防止对设备造成的损害,用水量少,降温效果好,并且在道轨表面不形成积水,避免了高温炉渣落入积水产生放炮现象,安全性好,便于推广利用。
本发明技术方案的有益效果
1、本发明涉及的炉渣降温方法,应用环境的温度为50-100℃,熔渣温度为1350℃-1600℃,利用本发明涉及的降温装置,在该环境下进行喷水降温,控制喷射时间,使高温熔融状积渣快速冷却为固态炉渣,有效防止熔融状积渣粘附在道轨上,便于快速清理炉渣,有效减免高温产生的设备损耗,保障了生产顺行。
2、本发明的应用有效防止对设备造成的损害,用水量少,降温效果好,并且在道轨表面不形成积水,避免了高温炉渣落入积水产生放炮现象,安全性好。
3、本发明的应用,所需材料简单,安装、操作简便,该方法可在任何炼钢厂应用,具有应用范围广,推广价值高等优点。
附图说明
图1、本发明涉及的一种炉下积渣快速降温前的示意图;
图中:1、炉体,2、挡火墙,3、道轨,4、积渣,5、喷液装置,10、距离标识条,L、为喷液杆在挡火墙上的设置点水平距离炉体外缘上的距离;
图2、本发明涉及的一种炉下积渣快速降温过程中的示意图;
图中:3、道轨,4、积渣,6、输液管,7、控制装置,8、喷液杆,9、水雾;
图3是喷液嘴示意图;
图中:A为侧面示意图,B为正面示意图,C为横截面示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步阐述,但保护范围不限于此。
实施例1
一种喷嘴,所述喷嘴,包括一个通道,所述通道的横截面为等腰梯形,所述梯形的两腰夹角为45°,所述通道的高度为2mm,所述梯形的上底边长度为10mm,所述梯形的两个底的距离为6mm。
所述通道端部开口小的一端为流体进口。
所述通道流体进口,连接一个圆柱形通道结构。
所述喷嘴的材质为金属铜。
所述喷嘴示意图见图3
图中:A为侧面示意图,B为正面示意图,C为横截面示意图
实施例2
一种炉渣降温装置,包括挡火墙(2)、喷液装置(5),所述喷液装置(5)包括喷液杆(8)、输液管(6)、控制装置(7),所述喷液杆(8)设置在挡火墙(2)上,设置在挡火墙(2)的道轨(3)侧,所述喷液杆(8)的杆体端部出液口设置有实施例1所述的喷嘴,所述喷液杆(8)的杆体端部进液口与输液管(6)相连,输液管(6)的另一端穿过挡火墙(2)与储液装置相连;所述喷液杆(8)水平距离道轨(3)的高度为1.5m,在输液管(6)与喷液杆(8)之间连接有控制装置(7),用于控制液体压力;见图1、图2。
所述喷液杆的杆体内径为Φ15mm。
所述喷液杆的杆体长度为1m。
所述喷液杆设置在挡火墙上。
在挡火墙设置距离标识条(10),标识条采用银白色铝合金窄带,宽度为10cm,高度为2m,目的在于可以判断炉渣的具体位置。
所述输液管为橡胶管。
实施例3
一种设有实施例2所述炉渣降温装置的炉体装置,包括:挡火墙(2)、喷液装置(5),炉体(1);所述喷液装置(5)包括喷液杆(8)、输液管(6)、控制装置(7),所述喷液杆(8)设置在挡火墙(2)上,设置在挡火墙(2)的道轨(3)侧,所述喷液杆(8)的杆体端部出液口设置有实施例1所述的喷嘴,所述喷液杆(8)的杆体端部进液口与输液管(6)相连,输液管(6)的另一端穿过挡火墙(2)与储液装置相连;所述喷液杆(8)水平距离道轨(3)的高度为1.5m,在输液管(6)与喷液杆(8)之间连接有控制装置(7),用于控制液体压力,所述喷液杆在挡火墙上的设置点水平距离炉体外缘上的距离(L)为7米,所述距离为所述设置点到直线的距离,所述直线为以道轨宽度的中心点与炉体外缘上的切点连成的直线,且直线垂直于道轨;见图1、图2。
所述喷液杆的杆体内径为Φ15mm。
所述喷液杆的杆体长度为1m。
所述喷液杆设置在挡火墙上。
所述炉体为120吨顶底复吹转炉。
在挡火墙设置距离标识条(10),标识条采用银白色铝合金窄带,宽度为10cm,高度为2m,目的在于可以判断炉渣的具体位置。
所述输液管为橡胶管。
实施例4
一种炉下积渣的降温的方法
以山钢集团型钢炼钢厂120吨顶底复吹转炉为例,包括如下步骤:
步骤1)当炉下落有呈熔融状态的积渣时,根据挡火墙上的距离标识条,判断炉渣的具体位置,从而确定上述喷液装置的喷液压力;
喷液压力在0.75Mpa时,水雾喷射有效距离约5.5米;喷液压力在0.65Mpa时,水雾喷射有效距离约4.5米;喷液压力在0.55Mpa时,水雾喷射有效距离约3.5米;喷液压力在0.45Mpa时,水雾喷射有效距离约2.5米;喷液压力在0.35Mpa时,水雾喷射有效距离约1.5米;
喷液杆设置在挡火墙上,所述喷液杆水平距离道轨的高度为1.5m;
所述喷液杆在挡火墙上的设置点水平距离炉体外缘上的距离7米,所述距离为所述设置点到直线的距离,所述直线为以道轨宽度的中心点与炉体外缘上的切点连成的直线,且直线垂直于道轨;见图1、图2。
所述喷液杆的内径为Φ15mm,长度为1m;
步骤2)调整喷液杆水平指向落渣方向的炉体,且喷液杆上的喷嘴呈水平方向,根据步骤(1)确定的喷液压力,喷射水雾对熔融状态的积渣降温;
步骤3)步骤2)的喷水时间控制在20-35秒。
对比例1
将喷嘴形状改变为喷嘴内径为10mm的圆柱型时,喷出的水呈柱状抛物线射出,由于水过于集中,不易落到积渣上,与实施例4相同喷射条件下,10秒钟即可在渣道内侧形成水坑,随着时间推移,水坑范围逐步扩大,向下渗透速度不足以弥补水坑表面扩大速度,30秒时,水坑表面扩展至30cm。高温熔渣落下至水坑上时,易产生放炮现象,如果喷射时间过短,达不到降温的效果。
对比例2
一种炉下积渣降温方法
以山钢集团型钢炼钢厂120吨顶底复吹转炉为例,包括如下步骤:
与实施例4的不同之处,调节喷液杆高度测量水雾距离,当喷液杆水平距离道轨高度为1米时:
水压力在0.75Mpa时,水雾喷射有效距离约4.8米;
水压力在0.65Mpa时,水雾喷射有效距离约4.2米;
水压力在0.55Mpa时,水雾喷射有效距离约2.7米;
水压力在0.45Mpa时,水雾喷射有效距离约2.5米;
水压力在0.35Mpa时,水雾喷射有效距离约1.0米。
采用此对比例,水雾有效距离近,炉渣降温效果较差。
对比例3
一种炉下积渣降温方法
以山钢集团型钢炼钢厂120吨顶底复吹转炉为例,包括如下步骤:
与实施例4的不同之处在于将喷嘴形状改变为:所述通道的高度为5mm,其它不变。在降温过程中,地面易形成水坑,易产生放炮现象。
对比例4
一种炉下积渣降温方法
以山钢集团型钢炼钢厂120吨顶底复吹转炉为例,包括如下步骤:
与实施例4的不同之处在于将喷嘴形状改变为:所述梯形的两腰夹角为60°,其它不变。
在降温过程中,辐射面过大,造成无积渣区域覆盖面远大于有积渣区域,炉渣降温效果较差。
如果增长喷射时间,地面易形成水坑,易产生放炮现象。
效果例1
采用实施例4时,采集50炉冶炼数据(均有炉渣喷出掉落在炉下的现象),未出现放炮现象;清理炉渣时未发生炉渣发红,未发现粘附道轨情况,未出现道轨变形的现象;
采用对比例1时,采集5炉冶炼数据(均有炉渣喷出掉落在炉下的现象),出现2次放炮现象;清理炉渣时,未发现炉渣发红情况,未发生粘附道轨情况,未发现道轨变形现象;
采用对比例2时,采集30炉冶炼数据(均有炉渣喷出掉落在炉下的现象),未出现放炮现象;清理炉渣时,8次炉渣发红(有效喷射距离不足,无法进行降温);清理炉渣时,有2次道轨粘附现象,1次道轨轻微变形现象。
采用对比例3时,采集20炉冶炼数据(均有炉渣喷出掉落在炉下的现象),出现2次放炮现象;清理积渣时,未发现炉渣发红情况,未发现粘附道轨情况,未发现道轨变形现象;
采用对比例4时,采集25炉冶炼数据(均有炉渣喷出掉落在炉下的现象),出现1次放炮现象;清理炉渣时,5次炉渣发红;清理炉渣时,有1次道轨粘附现象,未发现次道轨轻微变形现象。
传统冶炼,即在冶炼过程不进行炉渣降温,采集50炉冶炼数据(均有炉渣喷出掉落在炉下的现象),清理炉渣时,17次炉渣发红,5次粘附道轨现象,3次道轨轻微变形。
上述对应结果,见表1:
表1
Figure BDA0002461966880000081
综上,本发明涉及的技术方案能够使炉下积渣快速降温,有效防止了熔融状态积渣对道轨的粘附,避免了道轨的变形,同时不产生危险的放炮现象;喷射压力过大,在有效的喷水时间内有产生积水的风险,如果喷水时间过短,又不能达到有效的降温效果;如果喷射压力过小,有效降温时间内,喷水量过小不能达到应有的降温效果。

Claims (10)

1.一种喷嘴,其特征在于,包括一个通道,所述通道的横截面为等腰梯形,所述梯形的两腰夹角为45-50°,所述通道的高度为2-3mm,所述梯形的上底边长度为10-13mm,所述梯形的两个底边的距离为6-8mm。
2.如权利要求1所述喷嘴,其特征在于,包括一个通道,所述通道的横截面为等腰梯形,所述梯形的两腰夹角为45°,所述通道的高度为2mm,所述梯形的上底边长度为10mm,所述梯形的两个底的距离为6mm。
3.一种炉渣降温装置,其特征在于,包括挡火墙、喷液装置;所述喷液装置包括:喷液杆、输液管;所述喷液杆设置在挡火墙的道轨侧,所述喷液杆的杆体端部进液口与输液管相连,输液管的另一端穿过挡火墙与储液装置相连,所述喷液杆的杆体端部出液口设有权利要求1所述的喷嘴。
4.如权利要求3所述的炉渣降温装置,其特征在于,所述喷嘴,包括一个通道,所述通道的横截面为等腰梯形,所述梯形的两腰夹角为45°,所述通道的高度为2mm,所述梯形的上底边长度为10mm,所述梯形的两个底的距离为6mm。
5.如权利要求3所述降温装置,其特征在于,所述喷液杆的杆体内径为Φ15mm;
优选的,所述喷液杆的杆体长度为1m;
优选的,所述喷液杆设置在挡火墙上;
优选的,所述喷液杆水平距离道轨的高度为1.5m;
优选的,在挡火墙上设置水平距离标识条;
优选的,在输液管与喷液杆之间连接有控制装置。
6.一种设有权利要求3所述炉渣降温装置的炉体装置,其特征在于,包括:挡火墙、喷液装置,炉体;所述喷液装置包括:喷液杆、输液管;所述喷液杆设置在挡火墙的道轨侧,所述喷液杆的杆体端部进液口与输液管相连,输液管的另一端穿过挡火墙与储液装置相连,所述喷液杆的杆体端部出液口设有权利要求1所述喷嘴,所述喷液杆在挡火墙上的设置点水平距离炉体外缘上的距离7-8米,所述距离为所述设置点到直线的距离,所述直线为以道轨宽度的中心点与炉体外缘上的切点连成的直线,且直线垂直于道轨。
7.如权利要求6所述炉体装置,其特征在于,所述喷嘴,包括一个通道,所述通道的横截面为等腰梯形,所述梯形的两腰夹角为45°,所述通道的高度为2mm,所述梯形的上底边长度为10mm,所述梯形的两个底的距离为6mm。
8.如权利要求6所述炉体装置,其特征在于,所述喷液杆的杆体内径为Φ15mm;
优选的,所述喷液杆的杆体长度为1m;
优选的,所述喷液杆设置在挡火墙上;
优选的,所述喷液杆水平距离道轨的高度为1.5m;
优选的,所述炉体为120吨顶底复吹转炉;
优选的,在挡火墙上设置水平距离标识条;
优选的,在输液管与喷液杆之间连接有控制装置。
9.一种炉下积渣的降温方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1)当炉下落有呈熔融状态的积渣时,根据挡火墙上的水平距离标识,判断炉渣的具体位置,从而确定权利要求3所述喷液装置的喷液压力;
步骤2)调整喷液杆,水平指向落渣方向的炉体,且喷液杆上的喷嘴呈水平方向,根据步骤(1)确定的喷液压力,喷射水雾对熔融状态的积渣降温;
步骤3)步骤2)的喷水时间控制在20-35秒。
10.如权利要求9所述炉下积渣的降温方法,其特征在于,步骤2)中喷液杆设置在挡火墙上,所述喷液杆水平距离道轨的高度为1.5m;
优选的,步骤2)中所述喷液杆在挡火墙上的设置点水平距离炉体外缘上的距离7-8米,所述距离为所述设置点到直线的距离,所述直线为以道轨宽度的中心点与炉体外缘上的切点连成的直线,且直线垂直于道轨;
优选的,所述炉体为120吨顶底复吹转炉;
优选的,步骤2)所述喷液杆的内径为Φ15mm,长度为1m;
优选的,所述喷嘴,包括一个通道,所述通道的横截面为等腰梯形,所述梯形的两腰夹角为45°,所述通道的高度为2mm,所述梯形的上底边长度为10mm,所述梯形的两个底的距离为6mm。
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