高炉熔渣沟流嘴的制作方法

本发明涉及高炉渣处理技术领域，尤其指一种高炉熔渣沟流嘴及水冲渣处理系统。

背景技术：

已知，高炉熔渣是高炉炼铁的副产品，高炉熔渣水淬工艺由于处理后的水渣质量好，玻璃化率高，使该工艺的占有率达90％以上。在高炉熔渣水淬处理工艺中需要在熔渣沟出口、粒化器上部设置熔渣沟流嘴。传统的熔渣沟流嘴底部为半圆形，采用水冲渣时中间熔渣流厚度大，冲渣水不易穿透熔渣，不能使炉渣快速冷却，导致粒化后的渣水混合物中仍会有大块渣，大块渣由于内部的热量得不到及时冷却，极易在水中产生爆炸，影响生产操作的安全。

另外，由于从传统流嘴结构流出的熔渣流厚度大，为保证水流穿透，需要增加冲渣水的压力和流量，水资源浪费较高，供水设备的耗电量较大，导致运营维护的成本较高。同时，高压冲击易产生大量渣棉或渣纤维，不但造成环境污染，也影响操作人员的健康安全。

中国专利文献(公告号：cn202989189u)公开了一种高炉出铁场渣沟，该渣沟包括钢质外壳、保护砖层、工作层和修补层，其中，位于最内层的修补层形成u形沟槽。该结构使用高耐热性和抗震性的不定性耐火材料修补磨损渣沟，减少渣沟的修补次数，降低相关维修费用。但没有考虑高炉熔渣沟截面形状对熔渣层厚度及形状，以及对高炉冲渣水的作用和影响，也没有考虑高炉冲渣后渣的玻璃化率，因此，上述问题亟待解决。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种高炉熔渣沟流嘴及水冲渣处理系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种高炉熔渣沟流嘴，流嘴采用两层结构，外层是焊接钢板外壳，内层为抗渣铁侵蚀的耐火材料；内层的底面与两侧壁面采用倒角或弧面连接，形成扁平状出口形状，所述倒角或弧面与两侧壁面交点所在的水平面到所述底面的最低点所在水平面的距离为h，两个所述侧壁面之间的最小距离为l，其中，l/h大于2。

作为优选，所述底面包括位于中部的水平段以及由所述水平段的两端分别向上弯曲延伸形成的弧面段，所述弧面段的远端与所述侧壁面的底边连接。

作为优选，所述底面中间为水平或凹弧面。

作为优选，所述熔渣沟流嘴采用金属材料铸造成型，铸体内设置水流通道。

作为优选，所述水流通道由弯曲钢管铸入在铸体内而成。

作为优选，所述水流通道呈曲线形或直线形，且相邻两条所述水流通道内的流体的流动方向相反。

作为优选，两个所述侧壁面均朝外侧倾斜，且两个所述侧壁面朝外侧倾斜的倾斜幅度相同。

与现有技术相比，本发明的高炉熔渣沟流嘴及水冲渣处理系统可以使熔渣流厚度变薄，便于冲渣水更好的冲透熔渣层，从而提高冷却效率，提高水渣的玻璃化率，减少了渣棉或渣纤维的生成，减少了环境污染，使水渣的利用率大为提高，另外，还可以降低冲渣水的水量及水压，减少了电力的消耗，同时，通过将铸铁材料一次成型，并在熔渣沟流嘴内部设置水流通道，使熔渣在流入熔渣沟流嘴时在流嘴的内表面凝固形成一层熔渣凝固层，使后续的熔渣在熔渣沟流嘴中运动时不会磨损熔渣沟流嘴，从而降低了熔渣沟流嘴的损耗，提升了高炉熔渣沟的使用寿命，这种结构的熔渣沟流嘴无论是新建还是改造都不影响生产，使用维护费用都较为低廉。

附图说明

图1为本发明的一种实施例的结构示意图；

图2为本发明的另一种实施例的结构示意图；

图3为本发明的再一种实施例的结构示意图；

图4为本发明的水冲渣处理系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-熔渣沟流嘴11-底面12-侧壁面111-水平段112-弧面段2-熔渣沟沟体3-钢壳5-熔渣沟流嘴工作层6-高炉61-高炉出渣口7-冲制槽或粒化塔8-粒化器81-冲渣水出口9-水流通道。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

本发明提供一种高炉熔渣沟流嘴，其中，高炉熔渣沟流嘴包括底面及与底面两侧相接的两个侧壁面，所述底面的最高点所在的水平面到所述底面的最低点所在的水平面的距离为h，两个所述侧壁面之间的最小距离为l，其中，l/h大于2，通过这样的结构使高炉熔渣在熔渣沟底部的熔渣层厚度降低，使粒化器的冲渣水更易于冲透熔渣层，从而提升冷却效率，提高水渣的玻璃化率，减少渣棉或渣纤维的生成，也可以降低冲渣水的水量及水压，减少了电力消耗，具体的，所述底面可以由其中心向两个侧壁面方向以固定的曲率逐渐弯曲形成，或者，所述底面也可以由其中心向两个侧壁面方向以变化的曲率逐渐延伸形成，下面通过具体实施例进行举例说明。

实施例一

如图1至图3所示，本实施例提供一种高炉熔渣沟，其包括熔渣沟流嘴，流嘴采用两层结构，外层是焊接钢板外壳的钢壳3，内层为抗渣铁侵蚀的耐火材料的熔渣沟流嘴工作层5，所述熔渣沟流嘴1的内壁包括底面11及分别与所述底面11的两侧相接的两个侧壁面12，内层的底面11与两侧壁面12采用倒角或弧面连接，形成扁平状出口形状，所述倒角或弧面与两侧壁面交点所在的水平面到所述底面11的最低点所在水平面的距离为h，两个所述侧壁面12之间的最小距离为l，其中，l/h的比值大于2。

进一步的，所述底面11为水平或凹弧面，例如，本实施例中，所述底面11为半椭圆形，当然，所述底面11也可以是其他的弧面，如非半圆的圆弧面或其他弧面。

进一步的，所述熔渣沟沟体2的一端连接所述熔渣沟流嘴，所述熔渣沟沟体2的另一端连接至高炉6的出渣口。

继续参照图1，所述流嘴由设置在最外侧的钢壳3和设置在内侧的渣沟工作层构成。两个所述侧壁面12均朝外侧倾斜，以使熔渣沟流嘴断面形状呈扩口状，从而形成上宽下窄的楔形的沟体形状。

优选的，两个所述侧壁面12朝外侧倾斜的倾斜幅度相同，易于制造。

本实施例中，当l/h的比值越大于2，熔渣沟流嘴的内侧宽度相比于熔渣沟内侧的宽度变宽，从而便于熔渣流更好的平铺在高炉熔渣沟流嘴的底部，使熔渣流在流嘴的厚度变薄，便于冲渣水冲透熔渣流，便于熔渣快速冷却，且冲渣水供水设备的运行水压可减少，降低了冲渣水供水设备的运行压力，节约能源；熔渣粒化后不易产生大量渣棉或渣纤维，减少环境污染及对人体健康的影响。

具体实施时，高炉熔渣沟流嘴的宽度尺寸一般与高炉熔渣沟的出口尺寸匹配，l与h的比值满足大于2时，所述底面11的截面形状为半椭圆形或其他的非半圆的圆弧状，则能够满足熔渣在熔渣沟流嘴的底部更好地平铺的技术要求，例如，当所述底面11的最高点(即所述倒角或弧面与两侧壁面12交点)所在的水平面到所述底面11的最低点所在的水平面的距离h为0.15m时，l大于0.3m。

实施例二

参照图2，本实施例是在实施例一的基础上的改进，具体的，其提供一种高炉熔渣沟流嘴，所述高炉熔渣沟流嘴包括底面11及分别与所述底面11的两侧相接的两个侧壁面12，所述底面11包括位于中部的水平段111以及由所述水平段111的两端分别向上弯曲延伸形成的弧面段112，所述弧面段112的远端与所述侧壁的底边连接。

本实施例中，所述熔渣沟流嘴的底面11中部具有水平段111，更便于熔渣在沟体底部的平铺，同时也可以降低熔渣流的厚度，更便于冲渣水冲透熔渣流，便于熔渣快速冷却，本实施例中的熔渣沟的两个侧壁面12之间的最小距离l与底面11的最高点(即所述倒角或弧面与两侧壁面12交点)所在的水平面到所述底面11的最低点所在的水平面的距离h的比值也是大于2的。

本实施例中，在所述熔渣沟流嘴的底面11的两侧分别向上弯曲形成两个弧面段112，避免了熔渣在熔渣沟流嘴的底部拐角处形成熔渣粘附层，提升了出渣速度和粒化效果。

实施例三

参照图3，本发明实施例进一步提供一种高炉熔渣沟，本实施例是在实施例二的基础上的改进，具体的，本实施例中的高炉熔渣沟流嘴的耐火材料层断面结构是具有一定厚度的不定性耐材形成，或是采用金属材料在模具中铸造成型，所述金属材料可以采用铸铁等，其具有良好的导热性。

进一步的，在金属材料制成的熔渣沟流嘴1中设置水流通道9，所述水流通道9沿熔渣流动方向设置，另外，所述水流通道9可以仅设置在所述熔渣沟流嘴1的底面内，使用时，向所述水流通道9中通水，使熔渣沟流嘴1的内侧温度降低，从高炉中流入高炉熔渣沟的熔渣在经过熔渣沟流嘴1时，受低温影响，能够在流嘴的内侧表面凝固形成一层熔渣凝固保护层，后续的熔渣在通过熔渣沟流嘴1时，与熔渣凝固保护层接触，而不与熔渣沟流嘴工作层接触，从而避免了对流嘴工作层的磨损，提升了高炉熔渣沟流嘴的使用寿命，降低了维护费用；从而使后续的熔渣在流动过程中不会对熔渣沟流嘴的工作层造成磨损，从而提高熔渣沟流嘴工作层的使用寿命，减少维修成本。

上述实施例中，进一步参照图3，水流通道9具有多条且沿熔渣流动方向，分别在流嘴的底面内并列设置，这样的结构可以使熔渣沟流嘴工作面各个部分的冷却效果尽量一致。

优选的，水流通道9的形状可以根据需要设置，例如蛇形或直线形等，本实施例中为蛇形且相邻两条水流通道9内的流体(水)的流动方向相反，这样可以进一步使在流嘴的不同位置的冷却效果更趋于一致，使熔渣沟流嘴的工作层的不同位置能够形成更为均匀的熔渣保护层。

参照图4，本发明进一步提供一种水冲渣处理系统，包括高炉6、冲制槽或粒化塔7、粒化器8及上述的高炉熔渣沟，具体的，所述粒化器8设置在所述熔渣沟流嘴1的下方，所述熔渣沟流嘴1的末端与所述粒化塔7的入料口相对。

具体实施时，当高炉6冶炼产生铁水时，高炉6产生的副产品-高温熔渣经过熔渣沟进入熔渣沟流嘴1，熔渣的流动截面形状产生变化，熔渣层的厚度变薄，此时熔渣继续向前流动，以一定的速度流出熔渣沟流嘴1并落下，在流出熔渣沟流嘴1的同时，粒化器的冲渣水出口喷出冲渣水，及时穿透从熔渣沟流嘴流出的高温熔渣，冲渣水穿透击碎熔渣后，随渣水混合物一同落入冲制槽或粒化塔7进行快速粒化冷却，熔渣由液相快速冷却实现岩相转变，得到高玻璃化晶体渣粒，渣水混合物通过进一步分离过滤，脱去其中的水分,得到合格水渣粒，由于熔渣层的厚度在经过熔渣沟流嘴时变薄，使得冲渣水更易于冲透熔渣层，冲渣水压力与普通渣沟结构相比可以降低20％，也可以降低水泵扬程，电力消耗与普通渣沟结构相比可以减少30％。提高了冲渣水的冷却效率，使得熔渣液相转化为固相时生成硅酸盐和铝酸盐结晶率更高，提高水渣的玻璃化率，玻璃化率可以达到98％。另外减少了渣棉或渣纤维的生成，极大的提高了水渣的质量，能够将水渣质量从一级提升至特级，另外，减少了环境污染，使水渣的利用率大为提高，这样结构的熔渣沟流嘴无论是新建还是改造都不影响生产，使用维护费用都较为低廉。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。