专利名称：炼铁高炉铁沟防漏装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及高炉冶炼安全防护技术领域，更具体地讲，涉及一种炼铁高炉铁沟防 漏装置，该铁沟防漏装置能够迅速检测高炉主沟跑铁并及时报警。
背景技术：
通常，大型高炉以及中小型高炉均需要在其铁口外部设置主沟，以将从高炉铁口 流出的铁水引导至高炉的外部。然而，炼铁高炉主沟铁口普遍有跑铁问题，存在严重的人 员、设备安全隐患。目前，各钢铁企业尚未有适合的跑铁保护装置来实现炼铁高炉主沟跑铁 防漏的及时报警和防护。发明内容
本发明的目的在于提供一种炼铁高炉铁沟防漏装置，该铁沟防漏装置能够迅速检 测高炉主沟跑铁，并且能够及时报警，便于操作人员采取相应的保护措施。
根据本发明的一方面，提供一种炼铁高炉铁沟防漏装置，该炼铁高炉铁沟防漏装 置包括高炉炉皮冷却壁保护装置和铁水导流装置，其特征在于高炉炉皮冷却壁保护装置 固定在高炉铁口的下方，位于高炉炉皮外侧，与高炉炉皮连接成一体，在高炉炉皮冷却壁保 护装置中设置有槽体，在所述槽体外侧侧壁中心处形成有开口，在铁水导流装置中设置有 槽体，铁水导流装置的槽体开口与高炉炉皮冷却壁保护装置的槽体开口连接成一体，铁水 防漏高温保护材料以内筑式方式填充高炉炉皮冷却壁保护装置的槽体以及铁水导流装置 的槽体的内部作为衬底，形成由高至低的沟槽形式。
高炉炉皮冷却壁保护装置的与高炉炉体结合的部分可具有与高炉炉体的形状对 应的形状。
铁水导流装置可由一个或多个铁水导流装置支撑件支撑，沿高炉主沟方向向外延 伸导出。
铁水导流装置的槽体开口最低点位置可与高炉炉皮冷却壁保护装置的槽体开口 最低点位置相对应。
所述炼铁高炉铁沟防漏装置还可包括连管保护装置，固定在高炉铁口下方，位于 高炉的冷却壁连管上方，与高炉铁口下方的高炉炉皮以及高炉炉皮冷却壁保护装置连接成一体。
以磷酸和硫酸铝复合溶液为结合剂，以粘土熟料或三级高铝熟料为集料，添加减 重材料，配加塑性耐火粘土和外加剂调制形成半轻质复合可塑料，作为所述铁水防漏高温 保护材料。
可在高炉炉皮冷却壁保护装置的槽体内部中心下方布置热电偶的测点，热电偶通 过电偶数据线连接到安装在高炉主控室中的监控报警系统。
热电偶可以是铠装热电偶或白金丝型热电偶。
采用根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置，可获得以下优点3
1、当高炉发生漏铁时，由高炉炉皮冷却壁保护装置接载泄漏的铁水，泄漏的铁水 沿铁水导流装置导出，保证了操作人员及设备的安全；
2、当高炉发生漏铁时，安装在铁水防漏高温保护材料中的热电偶可以测得铁水防 漏高温保护材料的温度的急剧变化，由此可通过监控报警系统报警并由岗位人员进行检查 处理；
3、本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置造价低廉、安装方便，减少岗位人员检查检测 时受到煤气等环境因素影响，极大地消除了安全隐患，保障设备安全运行。
通过结合附图，从下面的实施例的描述中，本发明这些和/或其它方面及优点将 会变得清楚，并且更易于理解，其中
图1是根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置的整体示意图2是根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置的主视截面图3是根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置的俯视截面图4是根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置的高炉炉皮冷却壁保护装置以及热 电偶安装的示意图5是根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置的导流保护装置的示意图6是根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置的冷却壁连管保护装置的示意图。
附图主要符号说明
1 —主沟，2 —铁口，3 —铁口框，4 —高炉炉皮冷却壁保护装置，5 —铁水防漏高温 保护材料，6 —热电偶，7 —铁水导流装置，8 —铁水导流装置支撑件，9 —高炉冷却壁，10 — 冷却壁连管，11 —连管保护装置，12 —高炉炉皮。
具体实施方式
以下，参照附图来详细描述本发明的实施例。在附图中，相同的标号表示相同的部 件。
图1是根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置的整体示意图，图2是根据本发明的 炼铁高炉铁沟防漏装置的主视截面图，图3是根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置的俯视 截面图，图4是根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置的高炉炉皮冷却壁保护装置以及热电 偶安装的示意图，图5是根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置的导流保护装置的示意图， 图6是根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置的冷却壁连管保护装置的示意图。
参照图1至图6，炼铁高炉铁沟防漏装置包括高炉炉皮冷却壁保护装置4和铁水导 流装置7。
高炉炉皮冷却壁保护装置4固定在高炉铁口 2的下方，位于高炉炉皮12外侧以及 连管保护装置11上方，并通过各种连接方式(例如焊接、铆接等)与高炉炉皮12连接成一 体。高炉炉皮冷却壁保护装置4的与高炉炉体结合的部分可具有与高炉炉体的形状对应的 形状，例如，高炉炉皮冷却壁保护装置4的结合部分可根据高炉炉体弧度呈半月形。在高炉 炉皮冷却壁保护装置4中设置有槽体，所述槽体外侧侧壁中心处形成有开口。
在铁水导流装置7中设置有槽体，铁水导流装置7的槽体开口与高炉炉皮冷却壁保护装置4的开口通过各种连接方式(例如焊接、铆接等)连接成一体。优选地，铁水导流 装置7的槽体开口最低点位置与高炉炉皮冷却壁保护装置4的槽体开口最低点位置相对 应。铁水导流装置7可由一个或多个铁水导流装置支撑件8支撑，沿高炉主沟方向向外延 伸导出。
为了保护高炉的冷却壁连管，炼铁高炉铁沟防漏装置还包括连管保护装置11，该 连管保护装置11被固定在高炉铁口 2下方，位于高炉的冷却壁连管10上方，并且与高炉铁 口 2下方的高炉炉皮12以及高炉炉皮冷却壁保护装置4通过各种连接方式(例如焊接、铆 接等)连接成一体。因此，连管保护装置11也可起到支撑铁水导流装置7的作用，S卩，连管 保护装置11可与一个或多个铁水导流装置支撑件8 —起支撑铁水导流装置7。
铁水防漏高温保护材料5以内筑式方式填充高炉炉皮冷却壁9的槽体以及铁水导 流装置7的槽体的内部作为衬底，形成由高至低的沟槽形式，便于导出漏铁。
铁水防漏高温保护材料5可按照以下方式获得以磷酸和硫酸铝复合溶液为结合 剂，以粘土熟料或三级高铝熟料为集料，添加减重材料(例如漂珠)，配加塑性耐火粘土和 外加剂调制形成半轻质复合可塑料，作为铁水防漏高温保护材料5。
相关半轻质复合可塑料的理化指标如下表所示
材质粘土质备注Al2O3 %43耐压强度/MPa110。Cx24h13.01IOO0C x3h21.11400。Cx3h30.0抗折强度/MPa110°Cx24h3.71100°Cx3h3.11400。Cx3h7.0烘干后体积密度/g/cm31.651400 °C烧后的线变化率/%+1.2线膨胀系数(1200°C ) kxlO"65.1可塑性指数/%15-30
为了实时监测高炉铁口 2处的铁水泄漏情况，还可在高炉炉皮冷却壁保护装置4 内部安装热电偶6的测点。高炉出铁时铁水温度在1450°C左右，当铁水温度下降到1150°C 左右时将凝固不再流动，因此可选择温度测量范围在1000°C 1300°C左右的热电偶6。热 电偶6可以是铠装热电偶或者是白金丝型热电偶。
具体地讲，在高炉炉皮冷却壁保护装置4的槽体内部中心下方固定安装热电偶6的测点。可采用直径6mm钢管套住热电偶6的电偶丝延伸至高炉炉皮冷却壁保护装置4的 槽体中心开口位置，以便于热电偶6的测点位于高炉炉皮冷却壁保护装置4的槽体内部中 填充的铁水防漏高温保护材料5中，热电偶6通过电偶数据线连接到安装在高炉主控室中 的监控报警系统。
可总结根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置的工作原理如下
1、高炉出铁时铁水温度在1450°C左右，受液体流动特性和重力作用的影响，铁水 优先向低洼处流动。当铁水温度在1150°C时将凝固不再流动。同时，由于铁水高温易对钢 构件熔融，凝固后结为一体，所以在高炉主沟铁口易漏区域安装高炉炉皮冷却壁保护装置 4、铁水导流装置7和连管保护装置11，并用半轻质复合可塑料填充于高炉炉皮冷却壁保护 装置4、铁水导流装置7内，制成由高至低的沟槽形式。一旦发生铁水泄露，铁水将由高炉炉 皮冷却壁保护装置4接载，并在半轻质复合可塑料筑成槽体的保护、保温下迅速从铁水导 流装置7流出，进而起到保护高炉炉皮冷却壁9、冷却壁连管11的作用。
2、由于铁水的高温特性，在半轻质复合可塑料(铁水防漏高温保护材料幻内部安 装温度测量范围在1000°c 1300°c的测量精度比较高的热电偶，当铁水流过半轻质复合 可塑料沟槽时，导致温度急剧升高，热电偶将温度变化数据传输到高炉主控室中的监控报 警系统，监控报警系统报警提示，进而由岗位人员进行检查处理。
下面结合附图进一步说明根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置的制作和安装方法。
第一步，制作连管保护装置11。根据高炉主沟1下部漏铁区域的高炉炉皮冷却壁9 的数量以及冷却壁连管10的位置，采用钢板制作预定长宽高(例如2. 8米X0. 6米X0. 6 米)的保护盒体，保护盒体的一侧与高炉炉皮12通过各种连接方式(例如焊接、铆接等) 连接，保护盒体的底部被固定(参见图6)。
第二步，制作高炉炉皮冷却壁保护装置4。在连管保护装置11的上方采用钢板制 作预定长宽高(例如2. 8米X0. 5米X0. 6米)的高炉炉皮冷却壁保护装置4的槽体，高 炉炉皮冷却壁保护装置4的槽体内侧与高炉炉皮12连接，高炉炉皮冷却壁保护装置4的槽 体上部与主沟1的钢槽槽体连接，在高炉炉皮冷却壁保护装置4的槽体外侧侧壁中心处形 成开口，所述开口与槽体底部隔开预定距离(例如0. 2米)(参见图1至图4)。
第三步，制作铁水导流装置7并组装。根据高炉主沟1的实际走向，制作铁水导流 装置7的槽体，铁水导流装置7的槽体沿主沟方向向外延伸。铁水导流装置7的槽体上部 与高炉炉皮冷却壁保护装置4外侧的开口连接，连成一体，以便于从高炉铁口 2泄漏到高炉 炉皮冷却壁保护装置4的铁水从高炉炉皮冷却壁保护装置4的开口经由铁水导流装置7导 出(参见图1至图幻。另外，在铁水导流装置7的下方还可设置一个或多个铁水导流装置 支撑件8，用于支撑铁水导流装置7。
第四步，安装热电偶6。在高炉炉皮冷却壁保护装置4的槽体内侧可采用直径6mm 钢管套住热电偶6的电偶丝延伸至槽体中心开口位置，使得热电偶6的测点位于高炉炉皮 冷却壁保护装置4的槽体内部中心下方，热电偶6通过电偶数据线连接到安装在高炉主控 室中的监控报警系统。
第五步，制作铁水防漏高温保护材料7，以内筑式将铁水防漏高温保护材料7填充 在高炉炉皮冷却壁9以及铁水导流装置7的槽体内部作为内衬。具体地讲，以磷酸和硫酸6铝复合溶液为结合剂，以粘土熟料或三级高铝熟料为集料，添加减重材料(例如漂珠)，配 加塑性耐火粘土和外加剂制成半轻质复合可塑料，作为铁水防漏高温保护材料7。根据高炉 炉皮冷却壁保护装置4和铁水导流装置7的实际形状尺寸筑成外侧高中间低的沟槽内衬， 保证漏铁能够顺利导出。
制作安装完成后，根据实际主沟需求可以适当调整铁水导流装置7的尺寸和角 度，同时可增加安装铁水导流装置支撑件8以保证槽体牢固性，铁水导流装置7的槽体排铁 口下部安置在炉基空旷干燥处并适当存放河沙，保证漏铁排铁处的安全。
采用根据本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置，可获得以下优点
1、当高炉发生漏铁时，由高炉炉皮冷却壁保护装置接载泄漏的铁水，泄漏的铁水 沿铁水导流装置7导出，保证了操作人员及设备的安全；
2、当高炉发生漏铁时，安装在铁水防漏高温保护材料中的热电偶可以测得铁水防 漏高温保护材料的温度的急剧变化，由此可通过监控报警系统报警并由岗位人员进行检查 处理；
3、本发明的炼铁高炉铁沟防漏装置造价低廉、安装方便，减少岗位人员检查检测 时受到煤气等环境因素影响，极大地消除了安全隐患，保障设备安全运行。
虽然本发明是参照其示例性的实施例被具体描述和显示的，但是本领域的普通技 术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进 行形式和细节的各种改变。
权利要求
1.一种炼铁高炉铁沟防漏装置，包括高炉炉皮冷却壁保护装置和铁水导流装置，其特 征在于高炉炉皮冷却壁保护装置固定在高炉铁口的下方，位于高炉炉皮外侧，与高炉炉皮连 接成一体，在高炉炉皮冷却壁保护装置中设置有槽体，在所述槽体外侧侧壁中心处形成有 开口，在铁水导流装置中设置有槽体，铁水导流装置的槽体开口与高炉炉皮冷却壁保护装置 的槽体开口连接成一体，铁水防漏高温保护材料以内筑式方式填充高炉炉皮冷却壁保护装置的槽体以及铁水 导流装置的槽体的内部作为衬底，形成由高至低的沟槽形式。
2.根据权利要求1所述的炼铁高炉铁沟防漏装置，其特征在于，高炉炉皮冷却壁保护 装置的与高炉炉体结合的部分具有与高炉炉体的形状对应的形状。
3.根据权利要求1所述的炼铁高炉铁沟防漏装置，其特征在于，铁水导流装置由一个 或多个铁水导流装置支撑件支撑，沿高炉主沟方向向外延伸导出。
4.根据权利要求1所述的炼铁高炉铁沟防漏装置，其特征在于，铁水导流装置的槽体 开口最低点位置与高炉炉皮冷却壁保护装置的槽体开口最低点位置相对应。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的炼铁高炉铁沟防漏装置，其特征在于，所述炼铁 高炉铁沟防漏装置还包括连管保护装置，固定在高炉铁口下方，位于高炉的冷却壁连管上 方，与高炉铁口下方的高炉炉皮以及高炉炉皮冷却壁保护装置连接成一体。
6.根据权利要求5所述的炼铁高炉铁沟防漏装置，其特征在于，以磷酸和硫酸铝复合 溶液为结合剂，以粘土熟料或三级高铝熟料为集料，添加减重材料，配加塑性耐火粘土和外 加剂调制形成半轻质复合可塑料，作为所述铁水防漏高温保护材料。
7.根据权利要求6所述的炼铁高炉铁沟防漏装置，其特征在于，在高炉炉皮冷却壁保 护装置的槽体内部中心下方布置热电偶的测点，热电偶通过电偶数据线连接到安装在高炉 主控室中的监控报警系统。
8.根据权利要求7所述的炼铁高炉铁沟防漏装置，其特征在于，热电偶是铠装热电偶。
9.根据权利要求7所述的炼铁高炉铁沟防漏装置，其特征在于，热电偶是白金丝型热 电偶。
全文摘要
本发明提供一种炼铁高炉铁沟防漏装置，该炼铁高炉铁沟防漏装置包括高炉炉皮冷却壁保护装置和铁水导流装置，其特征在于高炉炉皮冷却壁保护装置固定在高炉铁口的下方，位于高炉炉皮外侧，与高炉炉皮连接成一体，在高炉炉皮冷却壁保护装置中设置有槽体，在所述槽体外侧侧壁中心处形成有开口，在铁水导流装置中设置有槽体，铁水导流装置的槽体开口与高炉炉皮冷却壁保护装置的槽体开口连接成一体，铁水防漏高温保护材料以内筑式方式填充高炉炉皮冷却壁保护装置的槽体以及铁水导流装置的槽体的内部作为衬底，形成由高至低的沟槽形式。
文档编号C21B7/14GK102041336SQ20101057650
公开日2011年5月4日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者化玉荣, 孙家荣, 李纲 申请人:莱芜钢铁股份有限公司