一种熔炉的主沟结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及金属冶炼设备技术领域，尤其涉及一种熔炉的主沟结构。
【背景技术】
[0002]随着冶炼钢铁的熔炉大型化，熔炉的日产量亦随之增加，熔炉产量提高、强度增加以后，盛接输送高温溶液的主沟作为熔炉生产的重要部分，是高温渣液从熔炉内经出液口流出后，实现渣液有效分离而必不可少的设备，盛接并临时容纳着连续不断从出液口喷出的高温渣液，对渣液按比重差别进行分离，因此其受高温渣液侵蚀、冲刷等多重损坏作用，其中主沟的落液点处的沟衬损毁最为严重。
[0003]示例性地，以高炉炼铁为例，作为高炉生产工艺中的极为重要的环节之一，高炉炉前贮铁式主沟的使用寿命及其安全性的好坏，直接影响到高炉是否能保持长期稳定的生产状态，而且贮铁式主沟的结构形状及内部尺寸是否合理，也影响到高炉耐火材料寿命以及存在的安全隐患。
[0004]国内大型高炉贮铁式主沟多采用如图1所示的结构形式。贮铁式主沟在使用过程中出现损毁部位主要在落液点附近冲击区，为保障贮铁式主沟正常安全出铁运行，需要进行对主沟落液点附近承受渣液冲击区进行套浇修补，一方面修补是在出完铁后才能进行的，首先需要将主沟内残余的铁和渣清理干净，修补过程复杂，修补施工工人劳动强度大，而且高热的环境又造成多种不安全的因素，所以频繁维护修补主沟导致其质量更难于保证；另一方面在出铁使用过程中，渣液会逐渐渗透到其中，在达到一定程度后，修补料会被渣液整体的冲刷剥落，从而修补材料使用寿命短造成主沟区域的修补过于频繁，使主沟前半段与后半段不能同步修理，主沟大修前必须对前半段小修多次而浪费浇注料。
[0005]中国专利CN 201793601公开了一种高炉贮铁式主沟，其钢板槽为前段宽、后段窄的两段式结构；底部带有坡度的主沟模具自前向后逐渐加宽，形成前窄后宽的楔形结构。其通过增加主沟前半段耐火材料的厚度来延长铁沟前段的使用寿命，增加了对于主沟前段的材料的浇注量，也没有节省浇注材料。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种熔炉的主沟结构，以减缓铁沟耐火材料的损毁，提高铁沟的使用寿命，节省人工及材料的损耗，降低生产成本。
[0007]为解决上述问题，本实用新型提供了一种熔炉的主沟结构，用于盛接并输送从熔炉的出液口流出的高温渣液，其包括主沟主体，所述主沟主体包括依次连接的主沟前段、主沟中段、主沟后段；所述高温渣液落到所述主沟前段的落液点处，被所述主沟中段和所述主沟后段进行输送；所述主沟前段的落液点处设置有用于为落到所述主沟前段上的所述高温渣液提供缓冲作用的缓冲区域。
[0008]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述缓冲区域的内部轮廓为弧形结构。
[0009]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述缓冲区域的内部轮廓为半圆弧或者椭圆弧。
[0010]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述弧形结构与其前端和/或其后端的所述主沟主体的侧壁之间圆滑过渡连接。
[0011]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述缓冲区域的外周设置加厚衬层。
[0012]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述主沟主体上设置有多个所述缓冲区域。
[0013]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述主沟主体的侧壁设置为向外凹进的弧形面。
[0014]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述主沟主体的底部设置有由平滑过渡的凸部和凹部组成的缓冲结构。
[0015]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述落液点处的高温渣液的流向与所述凸部和凹部之间的连线相切。
[0016]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述主沟主体的主沟前段、所述主沟中段以及所述主沟后段采用预制件连接而成。
[0017]通过将本实用新型与现有技术进行对比，可知本实用新型通过改变主沟结构形状以适应高温渣液的流动状态，从而减小高温渣液对主沟的冲击力，采用在主沟主体的主沟前段的落液点位置相应设置缓冲区域，为从出液口流出落到主沟主体上的高温渣液提供缓冲力，更快地使其接近稳流状态，防止高温渣液形成的过强冲击力对主沟前段造成较快的毁损率，消除了传统主沟大修前需对主沟前段进行频繁修补而造成的浪费浇注料的问题，延长了主沟结构的整体使用寿命。
【附图说明】
[0018]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0019]图1为现有技术中的熔炉贮铁式主沟的结构示意图；
[0020]图2为本实用新型实施例提供的第一种熔炉的主沟结构示意图；
[0021]图3为本实用新型实施例提供的第二种熔炉的主沟结构示意图；
[0022]图4为本实用新型实施例提供的第三种熔炉的主沟结构示意图；
[0023]图5为本实用新型实施例提供的第四种熔炉的主沟结构示意图；
[0024]图6为图5所示的第四种熔炉的主沟结构的一种A-A剖面结构示意图；
[0025]图7为图5所示的第四种熔炉的主沟结构的另一种A-A剖面结构示意图；
[0026]图8为图5所示的第四种熔炉的主沟结构的再一种A-A剖面结构示意图；
[0027]图9为图5所示的第四种熔炉的主沟结构的一种B-B结构示意图。
[0028]附图标记说明
[0029]100主沟主体10主沟前段11缓冲区域12，13过渡段
[0030]14加厚衬层20主沟中段30主沟后段40侧壁
[0031]41弧形面50落液点
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0033]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、前、后”通常是指说明书附图中所示的方向。
[0034]本实用新型提供的熔炉的主沟结构，用于盛接输送并临时存储连续不断从熔炉的出液口流出的高温渣液，可对渣液在一定程度上按比重差别进行分离，是实现渣液有效分离必不可少的设备，因此其受高温渣液侵蚀、冲刷等多重损坏作用严重，其中主沟的落液点处损毁最为严重，根据毁损情况，一般采用A1203-SiC-C系列的浇注料作为主沟结构的基本耐火材料。当然该熔炉的主沟结构可以盛接输送熔炉冶炼的不同金属，例如钢、铁、合金等等，以下实施例中仅以熔炉为高炉的贮铁式主沟作为示例进行说明。
[0035]请参见图2，本实用新型实施例提供的第一种熔炉的主沟结构示意图，包括具有侧壁40和底部的主沟主体100，主沟主体100包括从前到后依次连接的主沟前段10、主沟中段20、主沟后段30，经过高炉的出液口流出的高温渣铁溶液落到主沟前段10的落液点50处后，被主沟中段20以及连接在其后的主沟后段30输送到主沟主体100的出口，在主沟前段10处还设置有为落到落液点50处的渣铁溶液提供缓冲作用的缓冲区域11。
[0036]其中，主沟主体100可以通过整体浇注制成，当然也可以通过将主沟前段10、主沟中段20以及主沟后段30采用预制件制成，最后将其拼接构成主沟主体100，这样可以较快速地完成主沟结构的安装，缩短对其的制作周期，从而进一步提高生产效率。
[0037]缓冲区域11可以为尺寸大于主沟中段20和主沟后段30的宽度的向外延伸设置的扩大区域，其围绕落液点50的位置设置，其可设置在主沟前段10的中部位置或者直接与主沟中段20连接。其可在高温渣铁溶液落到落液点50处时使其凝聚在落液点50处的冲击力被缓解分散开，防止其在落液点50的冲击力冲刷主沟主体100的侧壁40，或者形成环流，进一步对主沟前段11造成严重毁损，有效减轻高温渣铁溶液对主沟前段11的侧壁40的冲击磨损，从而减缓主沟主体100的主沟前段10处的磨损情况，解决以往的主沟前段和主沟中后段的毁损情况相差大，需要较为频繁地对主沟前段10进行维修而造成的修补过程复杂，修补施工工人劳动强度大，而且还存在安全隐患的问题，从而节省了浇注材料，简化了工作过程，并且提高了工作效率，降低生产成本。
[0038]缓冲区域11还可以采用预制件形式制成，或者可以只将缓冲区域11的侧壁40的里层制作为预制件形式，这样在缓冲区域11被磨损需要维修时，可直接将预制件安装到主沟前段10处，可缩短维修时间，提高生产效率。
[0039]缓冲区域11在提高主沟前段10的耐磨性能的同时还使主沟结构可以更好地承受间断性出铁的影响；并且减缓高温渣溶液的流速，降低了铁水本身对主沟结构的冲刷和侵蚀程度，使沟内可以保持较以往主沟更多的铁水，使其在较长时间不会冷却，使主沟结构的耐火材料处于相对恒温状态；且能通过主沟主体100内贮存的铁水有效地缓冲出液口处流出的高温渣铁溶液对主沟前段11的侧壁40及底部的直接冲击。
[0040]进一步地，优选将缓冲区域11的内部轮廓设置为弧形结构，示例性地，可将其设置为内轮廓为半圆弧、椭圆弧结构、树叶形弧或者反双曲线形弧，或者其中结构的任意组合形式。弧形结构由于其本身结构具有较好的分流导向作用，可以更好地分散高温渣铁溶液在落液点50处的冲击力，在较短时间内使高温渣铁溶液达到近稳流状态，从而进一步保证主沟前段10的稳定性，减缓其磨损周期。当然，本实用新型的缓冲区域11的形状并不限于此，在其他实施例中，缓冲区域11的内部轮廓还可以为其他可以提供缓冲作用的结构。
[0041]缓冲区域11的尺寸有两种设计方法，一是根据落液点50处的渣液流动状态数值模拟计算(包括渣液初射角、比重差、流量、流速等，以及主沟形状、出铁口位置)；二是根据落液点50处的实际磨损情况而设定。
[0042]贮铁式铁沟的主沟主体100的破损机理有以下几点:1、受到高温渣铁溶液的侵蚀和渗透；2、受到流动的铁水的冲击和冲刷；3、出铁间隔产生的急冷急热(有时要根据情况进行洒水)对主沟主体100的热冲击力；4、主沟主体100的耐火材料在高温中与空气发生氧化反应；5、工人清理渣铁时造成的机械冲击。根据以上情况，使用直标尺来测量主沟前段10的沟面宽度和沟深度，使用半圆标尺测量站立边的主沟前段10侧壁40的宽度，使用“Z”形标尺测量对面侧壁的宽度，对各点测量完毕后，记录有关数据并进行相应的计算，主要计算主沟的熔损速率，熔损速