一种熔融还原炉用出铁装置的制作方法

1.本技术涉及一种熔融还原炉用出铁装置，属于熔融还原技术领域。


背景技术：

2.hismelt熔融还原工艺以熔融还原炉为核心，通过将铁矿粉和非焦煤直接喷吹到熔融还原炉内的液态铁水熔池，产出高质量的纯铁。相对比于传统的高炉炼铁工艺，熔融还原工艺对原材料具有更低的要求，并省去了烧结和焦化两个环节，在相同产能的条件下，熔融还原工艺能够节省大量的投资以及运营成本。
3.现有的高炉出铁口位于炉体的下部，直接水平连通到高炉炉缸，每次出铁时需要用开口机钻开，出铁结束用泥炮机封堵，这种高炉的出铁口的出铁方式需要频繁操作，而且连续使用炮泥，导致出铁口的深浅不一、漏点过长，甚至长期反复操作还会导致出铁口难开或封堵困难的问题；更重要的是，现有的出铁口在未出铁之前是封堵的，而铁浴法熔融还原反应是一种剧烈的动态化学反应铁液成喷涌状态，而现有的出铁口不能或很难承载熔融还原反应的动力冲击，可能发生破口现象，甚至导致事故的发生。
4.因此，hismelt熔融还原工艺中熔融还原炉设置了专门的出铁装置，出铁装置底部与熔融还原炉连通，出铁装置的出铁通道与熔融还原炉的出铁通道形成了u型管状结构通道，利用虹吸式出铁原理，完成熔融还原炉内的铁水排出。
5.但是，现有的出铁装置在使用过程中存在一些问题，铁水从熔融还原炉的出铁通道进入到出铁装置内时，对出铁装置产生较大的冲击力，加上出铁装置的容纳腔内壁存在棱角，使得铁水对容纳腔内壁造成直接冲刷，大大降低了出铁装置的使用寿命。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本技术提出了一种熔融还原炉用出铁装置，铁水从熔融还原炉进入到出铁装置的容纳腔时，形成环流，大大降低了铁水对容纳腔内壁的直接冲刷，提高了抗冲击能力，大大延长了其使用寿命。
7.本技术的技术方案如下:
8.一种熔融还原炉用出铁装置，包括壳体，所述壳体侧壁开设有连接通道，所述连接通道用于连通所述熔融还原炉炉体和所述壳体内的容纳腔；
9.所述容纳腔呈竖直设置的圆柱状结构；
10.所述壳体侧壁开设有铁水排出口，所述铁水排出口高于所述连接通道。
11.容纳腔呈圆柱状结构设计，其内壁呈曲面结构，使得铁水在其内部形成环流，降低了铁水对容纳腔内壁的直接冲刷，提高了其抗冲击力能力，大大延长了其使用寿命。
12.可选地，所述铁水排出口和所述连接通道设在所述呈圆柱状容纳腔中轴线的两侧。
13.可选地，所述壳体的顶部设有除尘结构，所述除尘结构设有除尘罩围成的烟尘通道，所述除尘罩设有烟尘入口和烟尘出口，所述烟尘入口用于连通所述容纳腔和所述烟尘
通道。
14.可选地，所述壳体的顶部设有向外周延伸的安装部，所述除尘结构包括安装座和设在安装座顶部的除尘罩，所述安装座固定连接所述安装部，所述烟尘入口处设有第一铰接结构，所述安装座的顶部设有与所述第一铰接结构相配合的第二铰接结构，使得除尘罩能够盖合在所述容纳腔上。
15.可选地，所述除尘罩向所述铁水排出口的上方延伸且倾斜设置，所述烟尘入口上方的除尘罩侧壁安装有防氧化物料添加装置，所述防氧化物料添加装置的出料口延伸至所述容纳腔的上方。
16.可选地，所述铁水排出口向上延伸至所述安装部的顶部，所述铁水排出口的内侧设有防氧化物料挡块，所述防氧化物料挡块的两端与所述安装部的内侧壁相抵接，所述防氧化物料挡块的底部不高于所述铁水排出口的底部，所述防氧化物料挡块的顶部不低于所述铁水排出口的顶部。
17.可选地，所述连接通道包括均匀段和喇叭口段，所述喇叭口段包括大口端和小口端，所述大口端靠近所述容纳腔设置，所述小口端与所述均匀段相连，所述喇叭口段包括底面和顶面，所述顶面呈弧形曲面结构，所述底面呈平面结构，且所述底面靠近容纳腔的端部高于靠近均匀段的端部。
18.进一步地，所述底面与水平面形成第一夹角，所述第一夹角为1
°‑
15
°
。
19.可选地，还包括溢流结构，所述溢流结构包括溢流围堰和溢流管，所述溢流围堰设在所述壳体顶部，所述溢流围堰的顶部外周设有所述安装部，所述溢流管设在壳体的侧壁，所述溢流围堰高于所述铁水排出口底部所在的平面设置，所述溢流围堰的一侧设有溢流铁水出口，所述溢流管的顶部与溢流围堰内侧相连通；
20.优选地，所述溢流铁水出口位于所述铁水排出口的顶部，且与铁水排出口为相连通。
21.可选地，所述壳体侧壁还设有一检修人孔，所述检修人孔设有喷枪插孔，所述喷枪插孔正对所述连接通道。
22.可选地，还包括液位计，所述烟尘入口上方的除尘罩侧壁设有一水平段侧壁，所述液位计垂直设在所述水平段侧壁上。
23.本技术能产生的有益效果包括但不限于：
24.1.本技术所提供的熔融还原炉用出铁装置，容纳腔呈圆柱状结构设计，其内壁呈曲面结构，使得铁水在其内部形成环流，降低了铁水对容纳腔内壁的直接冲刷，提高了其抗冲击力能力，大大延长了其使用寿命。
25.2.本技术所提供的熔融还原炉用出铁装置，当熔融还原炉启动时需要向本装置内灌入铁水，以在熔融还原炉内快速建立铁水存量，以满足熔融还原反应所需条件，有助于造渣并在短时间内利用喷吹形成的涌泉效果溅渣至水冷壁，降低热负荷，进而尽快地提高喷吹量，尽早出铁，防止壳体的容纳腔与炉体的连接通道冻结，因此除尘罩通过第一铰接结构和第二铰接结构的配合进行转动升起，以方便铁水通过本装置灌入熔融还原炉中。
26.3.本技术所提供的熔融还原炉用出铁装置，防氧化物料添加装置的设置，能够通过其出料口将其内部的防氧化物料添加至容纳腔内部铁水的顶部，形成一保护层，以防止铁水与空气接触氧化，避免形成固态铁氧化物或结瘤，并且能够减少铁水的热辐射损失；防
氧化物料挡块的设置用于防止铁水中夹带炭黑，提高铁水洁净度。
27.4.本技术所提供的熔融还原炉用出铁装置，连接通道设置的均匀段和喇叭口段既能保证熔融还原炉内压力的稳定性，又能减小本装置内的压力，便于铁水更加稳定顺畅的控制及排出；溢流结构的设置，用于防止在熔融还原炉内压力突然升高，由炉内进入出铁装置铁水流出现突然喘震，造成铁水喷溅，发生安全事故。
28.5.本技术所提供的熔融还原炉用出铁装置，检修人孔和喷枪插孔的设置，当熔融还原炉需要停炉检修时，通过开孔设备将耐火材料钻开，在熔融还原炉内残铁放完后，检修人孔用于检查连接通道是否通畅，如果连接通道中有残留渣铁，可通过将氧气喷枪插入喷枪插孔中，将残留的渣铁进行清空，以保证连接通道畅通。
附图说明
29.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
30.图1为本技术实施例涉及的熔融还原炉用出铁装置侧面示意图；
31.图2为本技术实施例涉及的熔融还原炉用出铁装置一种角度示意图；
32.图3为本技术实施例涉及的熔融还原炉用出铁装置另一种角度示意图；
33.图4为本技术实施例涉及的溢流结构示意图；
34.图5为图1中a的结构放大示意图。
35.部件和附图标记列表：
36.1、壳体，11、容纳腔，12、铁水排出口，13、安装部，14、检修人孔，15、喷枪插孔，16、热电偶，17、残铁口，
37.2、连接通道，21、均匀段，22、喇叭口段，221、大口端，222、小口端，223、顶面，224、底面，α、第一夹角，
38.31、除尘罩，311、水平段侧壁，32、烟尘通道，321、烟尘入口，322、烟尘出口，
39.4、安装座，5、螺栓螺母，
40.6、防氧化物料添加装置，61、储料仓，62、控制阀门，63、输料管，64、出料口，
41.7、防氧化物料挡块，71、支撑部，
42.8、液位计，9、溢流结构，91、溢流围堰，92、溢流管，
43.101、销孔，102、销轴。
具体实施方式
44.为了更清楚的阐释本技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
45.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
46.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指
示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
47.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。
48.现参考附图，参考附图1-图3，本实施例提供一种熔融还原炉用出铁装置，该出铁装置包括壳体1，壳体1内设有容纳腔11，壳体1侧壁的下部开设有连接通道2，连接通道2用于连通熔融还原炉和容纳腔11，壳体1侧壁的上部设有铁水排出口。壳体1内的容纳腔11通过连接通道2与熔融还原炉形成虹吸结构，壳体1的铁水排出口12高于连接通道2，使得熔融还原炉内的铁水通过连接通道2流进壳体1的容纳腔11内，当容纳腔11内的铁水达到铁水排出口12的高度时，可排出壳体1。其中壳体1的容纳腔11呈圆柱状设计，相比于其他形状结构，使得铁水在其内部形成环流，避免了铁水的直接冲刷，抗冲击力较强，大大延长了其使用寿命，此外，圆柱状结构设计一般只受环向应力、径向拉力、压力等力的作用，不需要设置其他专门的稳定结构，如壳体1周围设置加强肋，因此圆柱状结构设计能够节省材料，降低制造成本。
49.作为一种实施方式，铁水排出口12和连接通道2设在呈圆柱状容纳腔11中轴线的两侧，以方便铁水顺畅的被排出。壳体1的顶部设有除尘结构，除尘结构设有除尘罩31围成的烟尘通道32，除尘罩31设有烟尘入口321和烟尘出口322，烟尘入口321用于连通容纳腔11和烟尘通道32。壳体1的顶部设有向外周延伸的安装部13，除尘结构3包括安装座4和设在安装座4顶部的除尘罩31，安装座4固定连接安装部13，作为一种实施方式，安装部13的外周均匀的开设有若干安装孔，安装座4上相应的位置也开设有若干安装孔，螺栓螺母5穿过相应的安装孔将安装部13和安装座4固定相连，该固定连接方式安全可靠。
50.烟尘入口321处设有第一铰接结构，安装座4的顶部设有与第一铰接结构相配合的第二铰接结构，使得除尘罩31能够盖合在容纳腔11上，作为一种实施方式，第一铰接部和第二铰接部均开设有销孔，销孔101通过一销轴102进行连接。第一铰接部和第二铰接部并不限于销轴102和销孔101，也可以为其它铰接结构，只要能够使得除尘罩31盖合在容纳腔11上即可。当熔融还原炉启动时需要向本装置内灌入铁水，以在熔融还原炉内快速建立铁水存量，以满足熔融还原反应所需条件，有助于造渣并在短时间内利用喷吹形成的涌泉效果溅渣至水冷壁，降低热负荷，进而尽快地提高喷吹量，尽早出铁，防止壳体容纳腔与炉体的连接通道冻结，因此除尘罩通过铰接部进行转动升起，以方便铁水通过本装置灌入熔融还原炉中。
51.如图2和图3所示，除尘罩31向铁水排出口12的上方延伸且倾斜设置，烟尘入口321上方的除尘罩31侧壁安装有防氧化物料添加装置6，防氧化物料添加装置6的出料口64延伸至容纳腔11的上方，防氧化物料添加装置6包括储料仓61、控制阀门62和输料管63，输料管的63端部为出料口64，防氧化物料可以为炭黑，炭黑通过防氧化物料添加装置被喷射到铁水表面形成一层炭黑层，炭黑层能够防止铁水与空气接触氧化，避免形成固态铁氧化物或结瘤堵塞铁水排出口12，并且能够减少铁水的热辐射损失。
52.在一实施例中，铁水排出口12向上延伸至安装部13的顶部，铁水排出口12的内侧设有防氧化物料挡块7，防氧化物料挡块7的两端与安装部13的内侧壁相抵接，防氧化物料
挡块7的底部不高于铁水排出口12的底部。防氧化物料挡块7用于防止铁水中夹带炭黑，提高铁水洁净度。
53.如图5所示，连接通道2包括均匀段21和喇叭口段22，喇叭口段22包括大口端和小口端，大口端靠近容纳腔11设置，小口端与均匀段21相连，喇叭口段22包括底面224和顶面223，喇叭口段22的顶面呈弧形曲面结构，喇叭口段22的底面224呈平面结构，且喇叭口段22的底面224靠近容纳腔11的端部高于靠近均匀段21的端部，底面224与水平面形成第一夹角α，第一夹角α为1
°‑
15
°
，进一步地，第一夹角α为3
°‑
10
°
。喇叭口段22和均匀段21的设置既能保证熔融还原炉内压力的稳定性，又能减小本装置内的压力，便于铁水更加稳定顺畅的控制及排出。
54.在一实施例中，还包括溢流结构9，如图4所示，溢流结构9包括溢流围堰91和溢流管92，溢流围堰91设在壳体1顶部，溢流围堰91的顶部外周设有安装部13，溢流管92设在壳体1的侧壁，溢流围堰91高于铁水排出口底部所在的平面设置，溢流围堰91的一侧设有溢流铁水出口，溢流管92的顶部与溢流围堰91的内侧相连通。溢流结构的设置能够应急熔融还原炉内压力突然升高的情况，压力突然升高造成进入出铁装置的铁水发生喷溅，因此可降低事故的发生。
55.优选地，溢流结构9为一喘震溢流装置，喘震溢流装置由喘震溢流围堰、喘震溢流管组成，喘震溢流围堰高于出铁液面设置，喘震溢流围堰一侧设置溢流铁水出口，用于喘震时，溢流铁水快速流出；喘震溢流管位于出铁装置外侧，上端与溢流出铁口相连，下端与紧急渣铁坑相连，用于将喘震溢流的铁水快速输送至渣铁坑中。
56.在一优选的实施例中，如图4所示，铁水排出口12与溢流铁水出口为一体结构，防氧化物料挡块7的顶部低于溢流铁水出口的顶部，以使溢流的铁水与铁水排出口12的铁水一同排入铁水沟内。
57.具体地，防氧化物料挡块7为一长方体结构，其两端设有支撑部71，支撑部71的底部支撑在壳体1的顶部，支撑部71的端部与溢流围堰91内侧壁相抵接，如此设置，能够灵活拆卸防氧化物料挡块7，便于长时间被铁水侵蚀后，方便更换。
58.在一实施例中，烟尘入口321上方的除尘罩31侧壁设有一水平段侧壁311，水平段侧壁311上垂直安装有液位计8，使得液位计8与铁水液面保持垂直，用于实时检测出铁装置内部铁水液位。该液位计8采用雷达液位计，雷达液位计另一端与液位计控制系统相连，液位计控制系统与熔融还原炉主控制系统相连接，熔融还原炉主控制人员可实时接收到铁水液位信息。在熔融还原炉开炉时，实时掌握铁水液位信息能够更加准确掌握的熔融还原炉内铁水液封情况，降低开炉风险，提高工作效率。
59.参考图1，壳体1侧壁设有一检修人孔14，检修人孔14设有喷枪插孔15，喷枪插孔15正对连接通道2设置。检修人孔15在正常生产时处于密封状态，当熔融还原炉需要停炉检修时，通过开孔设备将残铁口17内的耐火材料钻开，在熔融还原炉内将残铁放完后，检修人孔用于检查连接通道是否通畅，如果连接通道中有残留渣铁，可通过将氧气喷枪插入喷枪插孔中，将残留的渣铁进行清空，以保证连接通道畅通。
60.为了便于出铁装置内温度的检测，有效且稳定的控制铁水流出，出铁装置还设有热电偶16，作为一种实施方式，除尘罩的烟尘入口顶部的侧壁设置该热电偶。
61.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部
分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
62.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。