一种具有冷却功能的高温溜槽及其冷却方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及炼铁高炉的出铁沟结构设计，具体涉及一种具有冷却功能的高温溜槽及其冷却方法。
【背景技术】
[0002]作为炼铁高炉工作期间不可缺少的关键设施之一，出铁沟的使用寿命是影响高炉利用效率关键因素之一，使用寿命较长的出铁沟不仅从一定程度上减少了对高能耗原材料的需求，在降耗的前提下确保高炉的生产稳定出铁，从而达到提高材料利用效率的目的，较长的使用寿命降低了出铁沟的维修频率，维修人员的劳动强度也随之降低，由于每次维修现场环境都较差，粉尘较多，故而在维修频率降低的情况下也保持了炉前环境。
[0003]除了高炉本身炉况，冶炼工艺等因素外，决定铁沟使用寿命的因素主要包括铁沟材料的抗化学侵蚀、抗物理冲刷能力以及铁沟本身的结构。由于目前行业内基本上已经形成了比较统一的铁沟结构，因此材料的抗化学侵蚀、抗物理冲刷能力几乎直接决定到铁沟的使用寿命。
[0004]在现有的材料体系中，往往是通过提高材料的品质来延长铁沟寿命，但是，由于铁沟中流淌的渣铁混合物的温度在1450-1500 V之间，加之流体比重较高，有较强的渗透力，所以在如此高温溶蚀力较强的条件下，通过提高材料本身的品质来延长铁钩寿命的潜力有限，而且往往直接伴随成本的增加。
[0005]材料的热膨胀率是不同的，且温差越大，膨胀差异也越大。因此降低铁沟材料的温度，可以有效地提高材料的致密性，降低材料中的热应力，提高材料的抗化学侵蚀，同时由于铁水的凝固温度是1150°C，因此材料温度的降低必然导致与材料接触的渣铁流体的温度下降，从而使其流动速度下降，在此前提下，可进一步降低渣铁流体对材料的物理冲刷力。
[0006]现有的铁沟冷却技术主要包括水冷和风冷两种方式，其中水冷技术的冷却效率更高，但是水遇到高温的铁水会直接升华，变成气体，体积急速膨胀导致发生爆炸，直接关于安全性；而风冷技术普遍采用的是置于外钢壳之外的风冷装置，由于距离渣铁流体的距离过远，因此冷却效果不明显。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明提供一种具有冷却功能的高温溜槽及其冷却方法，旨在提高溜槽的使用寿命。
[0008]本发明采用的技术方案具体为:
[0009]—种具有冷却功能的高温溜槽，包括溜槽本体和风冷单元，所述溜槽本体包括外膜和内膜，所述外膜和所述内膜之间填充有耐火填料；其中:
[0010]所述风冷单元固定于所述外膜和所述内膜；
[0011 ] 所述风冷单元埋设于所述耐火填料；
[0012]所述风冷单元包括若干个风冷元件，所述风冷元件包括循环管道以及设于所述循环管道两端的进气管和出气管，所述进气管和所述出气管伸出所述溜槽本体。
[0013]在上述具有冷却功能的高温溜槽中，所述风冷单元包括多个风冷元件，多个所述风冷元件并联、平行地置于所述外膜和所述内膜之间。
[0014]在上述具有冷却功能的高温溜槽中，所述风冷单元与所述内膜之间的距离小于所述风冷单元与所述外膜之间的距离。
[0015]在上述具有冷却功能的高温溜槽中，所述溜槽本体为炼铁高炉的主铁沟、支沟或者渣沟。
[0016]在上述具有冷却功能的高温溜槽中，所述耐火填料为浇注料或者捣打料。
[0017]一种高温溜槽的冷却方法，包含以下步骤:
[0018]S10:初步定位步骤:
[0019]将风冷单元中的循环管道安置于高温溜槽的内膜和外膜之间的设定位置，完成初步定位;
[0020]S20:填充步骤:
[0021]将耐火填料填入外膜和内膜之间的空隙，使风冷单元中的循环管道整体埋设于耐火填料内，将外露的进气口和出气口穿过外膜接入循环管道，在耐火材料的支撑下，实现了循环管道的定位；
[0022]S30:冷却步骤:
[0023]进气口和出气口之间设有循环送风装置，送风装置将压缩气体经进气口送入循环管道，换热升温后的压缩气体流经循环管道后经出气口导入余热利用装置，通过高速压缩低温气体与耐火填料的热交换，实现了对耐火填料的冷却。
[0024]在上述高温溜槽的冷却方法中，所述换热升温后的压缩气体流经循环管道后经出气口导入炼铁高炉的热风炉中。
[0025]在上述高温溜槽的冷却方法中，在所述步骤S10中，风冷单元与内膜和外膜之间的距离由填充物的耐火特性和目标冷却需求设定，风冷单元与内膜的距离大于其与外膜之间的距离。
[0026]在上述高温溜槽的冷却方法中，所述压缩空气的进气压力多4kg。
[0027]本发明产生的有益效果是:
[0028]本发明的风冷元件通过降低耐火材料的温度，延长了耐火材料的使用寿命，在铁沟、渣沟等的平均使用寿命延长的前提下，间接地降低了耐火材料的使用量，降低了铁沟的整体造价；
[0029]较之于常规的水冷方式，本发明的风冷方式不会出现爆炸等隐患，更加安全；且冷却过程中人力介入少，降低了工作人员的劳动强度，从而保证了高炉的稳产，降低了铁沟的运营成本。
【附图说明】
[0030]当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0031]图1为本发明一种具有冷却功能的高温溜槽的风冷元件的结构示意图一；
[0032]图2为本发明一种具有冷却功能的高温溜槽的风冷元件的结构示意图二；
[0033]图3为本发明一种包含风冷元件的高温溜槽(主铁沟)的结构示意图(浇筑前)。
[0034]图中:
[0035]1、风冷元件
[0036]11、进气管
[0037]12、循环管道
[0038]13、出气管
[0039]2、出铁口
[0040]3、内模
[0041]4、外模。
【具体实施方式】
[0042]下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
[0043]如图3所示的一种具有冷却功能的高温溜槽，在出铁口 2之后的主铁沟中，将风冷元件1埋入内膜3和外膜4之间的浇注料或者捣打料内。
[0044]风冷元件1的结构进一步如图1和2所示，包括进气管11、出气管13以及二者之间的由一组或者多组弯曲管道组成的循环管道12，内膜3和外膜4(如外钢壳)之间的空隙由浇注料或者捣打料填充，风冷元件1埋设入外膜4和内膜3之间的浇注料或者捣打料，通过连通外部的高速压缩低温气体(进气压力不小于4kg，低温是相对材料和渣铁的几百甚至上千摄氏度而言，所以常温空气直接压缩也可，作为一种较佳实施例，可限定为气体温度< 25°C )，实现风冷元件1管内