一种大型高炉长期休风后复风初期渣铁分离方法与流程

本发明属于冶炼铁水技术领域，更具体地说，涉及一种大型高炉长期休风后复风初期渣铁分离方法。

背景技术：

撇渣器(俗称砂口)是出铁过程中熔渣和铁水分离的地方，从铁口出来的熔渣和铁水，因其密度不同，熔渣浮在铁水的上面。撇渣器充满铁水后，因小坑和主铁沟经过道连通，铁水可以通过。熔渣被挡板阻隔，不能流到小坑里，从而完成渣铁分流工作。当高炉恢复后，首炉铁出铁时间比较难掌握，如正常来铁，可通过撇渣器入罐，但打开铁口时机不对，渣多铁少或炉温高渣铁流动性差时，则会危及到撇渣器的安全，当渣铁在撇渣器分离时会造成撇渣器的堵塞，影响炉前正常出渣铁，一般采用在撇渣器的主坑用潮湿的黄沙筑一道沙坝，将流动性不好的渣铁引入渣沟，这种方法能有效解决复风后初次渣铁排放问题，但当渣铁流动性转好后，不能及时将渣铁改为由撇渣器排放入罐，需要在堵铁口后，人工清理小坑的黄沙，第二炉出铁时才由撇渣器正常排放，此外，由于潮湿的黄沙在铁水的高温作用下，水分快速气化，极容易导致渣槽放炮，造成铁水四溅，会伤及操作工人，因此存在安全隐患。

经检索，专利文献1：中国专利cn201110414417.9公开了一种高炉长期休风后复风时渣铁与撇渣器分离方法：(1)用一块钢板从过梁与大沟之间斜插入小坑，钢板上方与过梁上表面与侧面的连接线接触，钢板底端与小坑底面与侧面的连接线接触，钢板将大沟进入小坑的入口挡住；(2)用炮泥将钢板与小坑侧面的缝隙密封；(3)在大沟位于钢板侧方用干燥的黄沙满铺形成黄沙坝，黄沙坝高度至过梁，黄沙坝厚度0.5m；(4)当高炉长期休风后复风时，初始流动性不好的渣铁从位于大沟上方的渣沟流出，进入干渣坑；(5)当流动性转好后，用行车吊住钢板，将钢板拔出，即实现渣铁通过撇渣器排放。但是由于该专利中钢板从过梁与大沟之间斜插入小坑，一旦将钢板拔出后，干燥的黄沙及炮泥部分直接进入到小坑内，黄沙和炮泥的用量较大(根据黄沙坝厚度为0.5m以及大沟的宽度计算得到)，且不容易清理掉，增大了撇渣器堵塞的风险；此外，干燥的黄沙不易堆塑，耗时耗力，增加了劳动强度，即使堆塑起来后，在重力作用下也容易松垮掉，影响后续的出铁排渣过程，进而影响高炉恢复进程。

技术实现要素：

1.要解决的问题

针对现有高炉长期休风后复风时，采用钢板、炮泥和干燥的黄沙堆筑结构使得渣铁与撇渣器分离，撇渣器堵塞的风险大，且影响高炉恢复进程的问题，本发明提供一种大型高炉长期休风后复风初期渣铁分离方法，安全排放高炉长期休风后复风时的渣铁，降低劳动量，加速高炉恢复进程，保障炼铁的顺利进行。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种大型高炉长期休风后复风初期渣铁分离方法，包括以下具体步骤：

步骤s101、选取钢板作为基板，并在基板的一侧设置锚固件，然后浇注板面耐材，板面耐材的厚度大于锚固件的高度，形成挡板，干燥待用；

步骤s102、选取距离小坑入口上游200-300mm的位置，将挡板倾斜插入主沟，其中板面耐材面朝向铁口，并用水分含量为8％-15％的黄沙将挡板与主沟侧缝隙填满夯实，并架煤气火进行烘烤；

步骤s103、在风量累计达到15万-20万m³时，打开铁口，当出铁时渣多或铁水流动性差时，不动挡板，渣铁通过渣沟排入干渣坑；

步骤s104、当铁水流动性转为正常时，将挡板通过行车、吊耳抽离，铁水过撇渣器入罐。

于本发明一种可能的实施方式中，所述钢板采用厚度为10-15mm的q235-b或以上级别材质制作而成，其宽度小于主沟宽度10-20mm，考虑到整个挡板的承重状况，作为基板的钢板不仅要承受自身、锚固件和板面耐材的重量，以及挡板置于主沟中，受1000℃以上的铁水的热辐射，因此具有很好地耐热性能，不易产生形变，保证使用性能良好。

于本发明一种可能的实施方式中，所述锚固件的头部呈y型，其有效高度为20-30cm，锚固件的设置间距为300*300mm，锚固件可以在板面耐材中形成骨架，其y型头部，进一步增大与板面耐材的接触面积，同时锚固件的间距不易过大，超过300*300mm，则在板面耐材凝固初期，由于张力作用，板面耐材容易开裂，虽然过小可以起到增强板面耐材的牢固性，但是增加了生产成本。

于本发明一种可能的实施方式中，所述钢板上开设有若干通孔，锚固件包括杆体和螺帽，锚固件的杆体穿过通孔，两边各有一螺帽进行固定，锚固件若是采用焊接的方式固定在基板上，板面耐材中含有少量的物质容易腐蚀焊缝，且在1000℃以上铁水的热辐射作用下，焊缝应力加剧了焊缝的变形开裂，因此采用两个螺帽对杆体进行固定，锚固件基本不受热辐射影响。

于本发明一种可能的实施方式中，所述板面耐材与主沟耐材相一致，板面耐材的厚度为45-55mm，为高铝质浇注料。板面耐材直接与铁水和渣铁接触，需要具有很好的耐性性能，同时考虑到至少使用2-3次以上，板面耐材的抗热震性、抗腐蚀性好，高铝质浇注料可以满足使用的需求。

于本发明一种可能的实施方式中，所述挡板倾斜的角度为60-70°，挡板的上部抵靠在支杆上，对于挡板的倾斜角度，一方面不宜过大也不宜过小，主要是高炉长期休风后复风时，第一炉铁水的流动性等状况无法做出准确判断，只有打开铁口，渣铁从铁口流出，才能观察渣铁流动性，若是倾斜角过小，渣铁流动性差时，抽挡板时会带出过多的渣铁；若是倾斜角过大，挡板与主沟之间的缝隙不易由黄沙填满。

于本发明一种可能的实施方式中，所述黄沙颗粒级配为：5-3mm40wt％-60wt％；3-1mm20wt％-30wt％；1-0mm20wt％-30wt％，三种颗粒的砂子混合在一起，加入8％-15％的水，黄沙具有很好地堆塑性。

于本发明一种可能的实施方式中，所述挡板上设置有吊耳，当渣铁的流动性好时，行车钩住吊耳，将挡板吊起。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明大型高炉长期休风后复风初期渣铁分离方法，首先制作具有板面耐材的挡板，且将挡板置于小坑入口上游一段距离，用含水量为8％-15％的黄沙填满夯实挡板与主沟侧缝隙，可以安全地排放高炉长期休风后复风初期的渣铁，降低炉内热量消耗，加速高炉恢复进程，为下一次铁水排放做充分的准备，保障炼铁的顺利进行；

(2)本发明大型高炉长期休风后复风初期渣铁分离方法，考虑到整个挡板的承重状况，作为基板的钢板不仅要承受自身、锚固件和板面耐材的重量，以及挡板置于主沟中，受1000℃以上的铁水的热辐射，挡板具有很好地耐热性能，不易产生形变，保证使用性能良好；

(3)本发明大型高炉长期休风后复风初期渣铁分离方法，锚固件可以在板面耐材中形成骨架，其y型头部，进一步增大与板面耐材的接触面积，同时锚固件的间距为300*300mm，一方面可以起到增强板面耐材的牢固性，另一方面板面耐材结合紧密，不易开裂，使用时间长；

(4)本发明大型高炉长期休风后复风初期渣铁分离方法，锚固件采用两个螺帽对杆体进行固定，锚固件基本不受热辐射影响，挡板可以循环使用2-3次，降低了制作成本；

(5)本发明大型高炉长期休风后复风初期渣铁分离方法，板面耐材采用高铝质浇注料，具有很好的抗热震性、抗腐蚀性能，可以循环使用2-3次以上，满足使用的需求；

(6)本发明大型高炉长期休风后复风初期渣铁分离方法，挡板倾斜角度60-70°，高炉长期休风后复风时，渣铁流动性差时，抽挡板时不会带出过多的渣铁，同时该角度为黄沙堆塑提供支撑，便于挡板与主沟之间的缝隙由黄沙填满；

(7)本发明大型高炉长期休风后复风初期渣铁分离方法，其采用的黄沙颗粒级配为：5-3mm；3-1mm；1-0mm，三种颗粒的砂子混合在一起，加入8％-15％的水，黄沙具有很好地堆塑性，此外该颗粒级配的砂子在60-70°坡面堆塑时，摩擦角较大，即使在铁水的冲刷下，也不易松垮。

附图说明

图1为本发明大型高炉长期休风后复风时渣铁分离结构图；

图2为本发明的挡板结构示意图；

图中：1、铁口；2、主沟；3、闸板；4、铁沟；5、挡板；5.1、基板；5.2、锚固件；5.3、板面耐材；6、支杆；7、吊耳。

具体实施方式

下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。

图1为本发明大型高炉长期休风后复风时渣铁分离结构示意图，图2为本发明挡板的结构示意图。如图1、图2所示，渣铁从铁口1流出落入主沟2，在挡板5之前蓄积，如铁水流动性正常，且铁水量较多，当蓄积到主沟2下沿时，抽挡板5让铁水通过闸板3进入铁沟4中。

值得说明的是，发明人经过了大量的试验研究，并且通过大量的分析得到本发明的技术方案：1)选取钢板作为基板，并在基板的一侧设置锚固件，然后浇注板面耐材，板面耐材的厚度大于锚固件的高度，形成挡板，干燥待用；2)选取距离小坑入口上游200-300mm的位置，将挡板倾斜插入主沟，其中板面耐材面朝向铁口，并用水分含量为8％-15％的黄沙将挡板与主沟侧缝隙填满夯实；3)、在风量累计达到15万-20万m³时，打开铁口，当出铁时渣多或铁水流动性差时，不动挡板，渣铁通过渣沟排入干渣坑；4)当铁水流动性转为正常时，将挡板通过行车、吊耳抽离，铁水过撇渣器入罐。

在专利文献1中，其钢板从过梁与大沟之间斜插入小坑，钢板将大沟进入小坑的入口挡住，用炮泥将钢板与小坑侧面的缝隙密封，在大沟位于钢板侧方用干燥的黄沙满铺形成黄沙坝，黄沙坝高度至过梁，黄沙坝厚度0.5m，而本领域的技术人员熟知，该专利为了避免潮湿的黄沙在渣槽内出现放炮现象，采用了干燥的黄沙来堆砌黄沙坝，然而干燥的黄沙堆塑性特别差，如同沙漠上的沙丘，因此需要钢板的倾斜角较小，黄沙沿着钢板的坡面堆积，在铁水冲击作用下，黄沙易松垮，直接危及到钢板的安全；此外，专利文献1中的黄沙和炮泥用量大，当把钢板抽走后，黄沙和炮泥部分直接进入小坑，且夹杂铁水，无法进行清理，可能造成小坑的堵塞。

通过上述本发明的技术方案，首先制作需要具有板面耐材的挡板，且将挡板置于小坑入口上游一段距离，用含水量为8％-15％的黄沙填满夯实挡板与主沟侧缝隙，且黄沙的用量少，当抽走挡板时，少量的黄沙直接落入主沟内，而不是小坑内，本发明的方法可以安全地排放高炉长期休风后复风初期的渣铁，降低炉内热量消耗，加速高炉恢复进程，为下一次铁水排放做充分的准备，保障炼铁的顺利进行。

实施例1

本实施例的大型高炉长期休风后复风初期渣铁分离方法，包括以下具体步骤：

步骤s101、选取钢板作为基板，钢板采用厚度为10mm的q235-b或以上级别材质制作而成，其宽度小于主沟宽度10mm，并在基板的一侧设置锚固件，锚固件的头部呈y型，其有效高度(两点之间的直线距离)为30cm，锚固件的设置间距为300*300mm，然后浇注板面耐材，板面耐材与主沟耐材相一致，板面耐材的厚度为50mm，为高铝质浇注料，形成挡板，干燥待用；

步骤s102、选取距离小坑入口上游300mm的位置，将挡板倾斜插入主沟，挡板倾斜的角度为60°，挡板的上部抵靠在支杆上，其中板面耐材面朝向铁口，并用水分含量为10％的黄沙将挡板与主沟侧缝隙填满夯实，黄沙颗粒级配为：5-3mm40wt％；3-1mm30wt％；1-0mm30wt％；

步骤s103、长期休风后的炉况恢复很大程度上受炉前渣铁排放情况的限制，是高炉能否快速恢复及炉况恢复好坏的关键因素之一，选择开铁口的时间比较关键，开口过早，由于炉内渣铁积存量较少，加上短时间内渣铁温度上不去，开口后一方面渣铁排放起来较为困难，另一方面炉内热量也大量亏损，这将直接影响到下一次铁水排放，

因此在风量累计达到15万m³时，打开铁口，当出铁时渣多或铁水流动性差时，不动挡板，渣铁通过渣沟排入干渣坑；

步骤s104、当铁水流动性转为正常时，通过行车钩住挡板上的吊耳抽离挡板，铁水过撇渣器入罐。

实施例2

本实施例的大型高炉长期休风后复风初期渣铁分离方法，包括以下具体步骤：

步骤s101、选取钢板作为基板，钢板采用厚度为12mm的q235-b或以上级别材质制作而成，其宽度小于主沟宽度20mm，其中钢板上开设有若干通孔，锚固件包括杆体和螺帽，锚固件的杆体穿过通孔，两边各有一螺帽进行固定，锚固件的头部呈y型，其有效高度(两点之间的直线距离)为30cm，锚固件的设置间距为300*300mm，然后浇注板面耐材，板面耐材与主沟耐材相一致，板面耐材的厚度为50mm，为高铝质浇注料，形成挡板，干燥待用；

步骤s102、选取距离小坑入口上游250mm的位置，将挡板倾斜插入主沟，挡板倾斜的角度为70°，挡板的上部抵靠在支杆上，其中板面耐材面朝向铁口，并用水分含量为15％的黄沙将挡板与主沟侧缝隙填满夯实，黄沙颗粒级配为：5-3mm50wt％；3-1mm25wt％；1-0mm25wt％；

步骤s103、在风量累计达到18万m³时，打开铁口，当出铁时渣多或铁水流动性差时，不动挡板，渣铁通过渣沟排入干渣坑；

步骤s104、当铁水流动性转为正常时，通过行车钩住挡板上的吊耳抽离挡板，铁水过撇渣器入罐。

实施例3

本实施例的大型高炉长期休风后复风初期渣铁分离方法，包括以下具体步骤：

步骤s101、选取钢板作为基板，钢板采用厚度为15mm的q235-b或以上级别材质制作而成，其宽度小于主沟宽度15mm，其中钢板上开设有若干通孔，锚固件包括杆体和螺帽，锚固件的杆体穿过通孔，两边各有一螺帽进行固定，锚固件的头部呈y型，其有效高度(两点之间的直线距离)为25cm，锚固件的设置间距为300*300mm，然后浇注板面耐材，板面耐材与主沟耐材相一致，板面耐材的厚度为45mm，为高铝质浇注料，形成挡板，干燥待用；

步骤s102、选取距离小坑入口上游210mm的位置，将挡板倾斜插入主沟，挡板倾斜的角度为65°，挡板的上部抵靠在支杆上，其中板面耐材面朝向铁口，并用水分含量为15％的黄沙将挡板与主沟侧缝隙填满夯实，黄沙颗粒级配为：5-3mm60wt％；3-1mm20wt％；1-0mm20wt％；

步骤s103、在风量累计达到20万m³时，打开铁口，当出铁时渣多或铁水流动性差时，不动挡板，渣铁通过渣沟排入干渣坑；

步骤s104、当铁水流动性转为正常时，通过行车钩住挡板上的吊耳抽离挡板，铁水过撇渣器入罐。