一種熔爐的主溝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及金屬冶煉設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熔爐的主溝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著冶煉鋼鐵的熔爐大型化，熔爐的日產(chǎn)量亦隨之增加，熔爐產(chǎn)量提高、強(qiáng)度增加以后，盛接輸送高溫溶液的主溝作為熔爐生產(chǎn)的重要部分，是高溫渣液從熔爐內(nèi)經(jīng)出液口流出后，實(shí)現(xiàn)渣液有效分離而必不可少的設(shè)備，盛接并臨時容納著連續(xù)不斷從出液口噴出的高溫渣液，對渣液按比重差別進(jìn)行分離，因此其受高溫渣液侵蝕、沖刷等多重?fù)p壞作用，其中主溝的落液點(diǎn)處的溝襯損毀最為嚴(yán)重。
[0003]示例性地，以高爐煉鐵為例，作為高爐生產(chǎn)工藝中的極為重要的環(huán)節(jié)之一，高爐爐前貯鐵式主溝的使用壽命及其安全性的好壞，直接影響到高爐是否能保持長期穩(wěn)定的生產(chǎn)狀態(tài)，而且貯鐵式主溝的結(jié)構(gòu)形狀及內(nèi)部尺寸是否合理，也影響到高爐耐火材料壽命以及存在的安全隱患。
[0004]國內(nèi)大型高爐貯鐵式主溝多采用如圖1所示的結(jié)構(gòu)形式。貯鐵式主溝在使用過程中出現(xiàn)損毀部位主要在落液點(diǎn)附近沖擊區(qū)，為保障貯鐵式主溝正常安全出鐵運(yùn)行，需要進(jìn)行對主溝落液點(diǎn)附近承受渣液沖擊區(qū)進(jìn)行套澆修補(bǔ)，一方面修補(bǔ)是在出完鐵后才能進(jìn)行的，首先需要將主溝內(nèi)殘余的鐵和渣清理干凈，修補(bǔ)過程復(fù)雜，修補(bǔ)施工工人勞動強(qiáng)度大，而且高熱的環(huán)境又造成多種不安全的因素，所以頻繁維護(hù)修補(bǔ)主溝導(dǎo)致其質(zhì)量更難于保證；另一方面在出鐵使用過程中，渣液會逐漸滲透到其中，在達(dá)到一定程度后，修補(bǔ)料會被渣液整體的沖刷剝落，從而修補(bǔ)材料使用壽命短造成主溝區(qū)域的修補(bǔ)過于頻繁，使主溝前半段與后半段不能同步修理，主溝大修前必須對前半段小修多次而浪費(fèi)澆注料。
[0005]中國專利CN 201793601公開了一種高爐貯鐵式主溝，其鋼板槽為前段寬、后段窄的兩段式結(jié)構(gòu)；底部帶有坡度的主溝模具自前向后逐漸加寬，形成前窄后寬的楔形結(jié)構(gòu)。其通過增加主溝前半段耐火材料的厚度來延長鐵溝前段的使用壽命，增加了對于主溝前段的材料的澆注量，也沒有節(jié)省澆注材料。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種熔爐的主溝結(jié)構(gòu)，以減緩鐵溝耐火材料的損毀，提高鐵溝的使用壽命，節(jié)省人工及材料的損耗，降低生產(chǎn)成本。
[0007]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種熔爐的主溝結(jié)構(gòu)，用于盛接并輸送從熔爐的出液口流出的高溫渣液，其包括主溝主體，所述主溝主體包括依次連接的主溝前段、主溝中段、主溝后段；所述高溫渣液落到所述主溝前段的落液點(diǎn)處，被所述主溝中段和所述主溝后段進(jìn)行輸送；所述主溝前段的落液點(diǎn)處設(shè)置有用于為落到所述主溝前段上的所述高溫渣液提供緩沖作用的緩沖區(qū)域。
[0008]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述緩沖區(qū)域的內(nèi)部輪廓為弧形結(jié)構(gòu)。
[0009]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述緩沖區(qū)域的內(nèi)部輪廓為半圓弧或者橢圓弧。
[0010]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述弧形結(jié)構(gòu)與其前端和/或其后端的所述主溝主體的側(cè)壁之間圓滑過渡連接。
[0011]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述緩沖區(qū)域的外周設(shè)置加厚襯層。
[0012]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述主溝主體上設(shè)置有多個所述緩沖區(qū)域。
[0013]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述主溝主體的側(cè)壁設(shè)置為向外凹進(jìn)的弧形面。
[0014]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述主溝主體的底部設(shè)置有由平滑過渡的凸部和凹部組成的緩沖結(jié)構(gòu)。
[0015]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述落液點(diǎn)處的高溫渣液的流向與所述凸部和凹部之間的連線相切。
[0016]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述主溝主體的主溝前段、所述主溝中段以及所述主溝后段采用預(yù)制件連接而成。
[0017]通過將本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行對比，可知本實(shí)用新型通過改變主溝結(jié)構(gòu)形狀以適應(yīng)高溫渣液的流動狀態(tài)，從而減小高溫渣液對主溝的沖擊力，采用在主溝主體的主溝前段的落液點(diǎn)位置相應(yīng)設(shè)置緩沖區(qū)域，為從出液口流出落到主溝主體上的高溫渣液提供緩沖力，更快地使其接近穩(wěn)流狀態(tài)，防止高溫渣液形成的過強(qiáng)沖擊力對主溝前段造成較快的毀損率，消除了傳統(tǒng)主溝大修前需對主溝前段進(jìn)行頻繁修補(bǔ)而造成的浪費(fèi)澆注料的問題，延長了主溝結(jié)構(gòu)的整體使用壽命。
【附圖說明】
[0018]附圖是用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的熔爐貯鐵式主溝的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一種熔爐的主溝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第二種熔爐的主溝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第三種熔爐的主溝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第四種熔爐的主溝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為圖5所示的第四種熔爐的主溝結(jié)構(gòu)的一種A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7為圖5所示的第四種熔爐的主溝結(jié)構(gòu)的另一種A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8為圖5所示的第四種熔爐的主溝結(jié)構(gòu)的再一種A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖9為圖5所示的第四種熔爐的主溝結(jié)構(gòu)的一種B-B結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]附圖標(biāo)記說明
[0029]100主溝主體10主溝前段11緩沖區(qū)域12，13過渡段
[0030]14加厚襯層20主溝中段30主溝后段40側(cè)壁
[0031]41弧形面50落液點(diǎn)
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0033]在本實(shí)用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、前、后”通常是指說明書附圖中所示的方向。
[0034]本實(shí)用新型提供的熔爐的主溝結(jié)構(gòu)，用于盛接輸送并臨時存儲連續(xù)不斷從熔爐的出液口流出的高溫渣液，可對渣液在一定程度上按比重差別進(jìn)行分離，是實(shí)現(xiàn)渣液有效分離必不可少的設(shè)備，因此其受高溫渣液侵蝕、沖刷等多重?fù)p壞作用嚴(yán)重，其中主溝的落液點(diǎn)處損毀最為嚴(yán)重，根據(jù)毀損情況，一般采用A1203-SiC-C系列的澆注料作為主溝結(jié)構(gòu)的基本耐火材料。當(dāng)然該熔爐的主溝結(jié)構(gòu)可以盛接輸送熔爐冶煉的不同金屬，例如鋼、鐵、合金等等，以下實(shí)施例中僅以熔爐為高爐的貯鐵式主溝作為示例進(jìn)行說明。
[0035]請參見圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一種熔爐的主溝結(jié)構(gòu)示意圖，包括具有側(cè)壁40和底部的主溝主體100，主溝主體100包括從前到后依次連接的主溝前段10、主溝中段20、主溝后段30，經(jīng)過高爐的出液口流出的高溫渣鐵溶液落到主溝前段10的落液點(diǎn)50處后，被主溝中段20以及連接在其后的主溝后段30輸送到主溝主體100的出口，在主溝前段10處還設(shè)置有為落到落液點(diǎn)50處的渣鐵溶液提供緩沖作用的緩沖區(qū)域11。
[0036]其中，主溝主體100可以通過整體澆注制成，當(dāng)然也可以通過將主溝前段10、主溝中段20以及主溝后段30采用預(yù)制件制成，最后將其拼接構(gòu)成主溝主體100，這樣可以較快速地完成主溝結(jié)構(gòu)的安裝，縮短對其的制作周期，從而進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。
[0037]緩沖區(qū)域11可以為尺寸大于主溝中段20和主溝后段30的寬度的向外延伸設(shè)置的擴(kuò)大區(qū)域，其圍繞落液點(diǎn)50的位置設(shè)置，其可設(shè)置在主溝前段10的中部位置或者直接與主溝中段20連接。其可在高溫渣鐵溶液落到落液點(diǎn)50處時使其凝聚在落液點(diǎn)50處的沖擊力被緩解分散開，防止其在落液點(diǎn)50的沖擊力沖刷主溝主體100的側(cè)壁40，或者形成環(huán)流，進(jìn)一步對主溝前段11造成嚴(yán)重毀損，有效減輕高溫渣鐵溶液對主溝前段11的側(cè)壁40的沖擊磨損，從而減緩主溝主體100的主溝前段10處的磨損情況，解決以往的主溝前段和主溝中后段的毀損情況相差大，需要較為頻繁地對主溝前段10進(jìn)行維修而造成的修補(bǔ)過程復(fù)雜，修補(bǔ)施工工人勞動強(qiáng)度大，而且還存在安全隱患的問題，從而節(jié)省了澆注材料，簡化了工作過程，并且提高了工作效率，降低生產(chǎn)成本。
[0038]緩沖區(qū)域11還可以采用預(yù)制件形式制成，或者可以只將緩沖區(qū)域11的側(cè)壁40的里層制作為預(yù)制件形式，這樣在緩沖區(qū)域11被磨損需要維修時，可直接將預(yù)制件安裝到主溝前段10處，可縮短維修時間，提高生產(chǎn)效率。
[0039]緩沖區(qū)域11在提高主溝前段10的耐磨性能的同時還使主溝結(jié)構(gòu)可以更好地承受間斷性出鐵的影響；并且減緩高溫渣溶液的流速，降低了鐵水本身對主溝結(jié)構(gòu)的沖刷和侵蝕程度，使溝內(nèi)可以保持較以往主溝更多的鐵水，使其在較長時間不會冷卻，使主溝結(jié)構(gòu)的耐火材料處于相對恒溫狀態(tài)；且能通過主溝主體100內(nèi)貯存的鐵水有效地緩沖出液口處流出的高溫渣鐵溶液對主溝前段11的側(cè)壁40及底部的直接沖擊。
[0040]進(jìn)一步地，優(yōu)選將緩沖區(qū)域11的內(nèi)部輪廓設(shè)置為弧形結(jié)構(gòu)，示例性地，可將其設(shè)置為內(nèi)輪廓為半圓弧、橢圓弧結(jié)構(gòu)、樹葉形弧或者反雙曲線形弧，或者其中結(jié)構(gòu)的任意組合形式?；⌒谓Y(jié)構(gòu)由于其本身結(jié)構(gòu)具有較好的分流導(dǎo)向作用，可以更好地分散高溫渣鐵溶液在落液點(diǎn)50處的沖擊力，在較短時間內(nèi)使高溫渣鐵溶液達(dá)到近穩(wěn)流狀態(tài)，從而進(jìn)一步保證主溝前段10的穩(wěn)定性，減緩其磨損周期。當(dāng)然，本實(shí)用新型的緩沖區(qū)域11的形狀并不限于此，在其他實(shí)施例中，緩沖區(qū)域11的內(nèi)部輪廓還可以為其他可以提供緩沖作用的結(jié)構(gòu)。
[0041]緩沖區(qū)域11的尺寸有兩種設(shè)計方法，一是根據(jù)落液點(diǎn)50處的渣液流動狀態(tài)數(shù)值模擬計算(包括渣液初射角、比重差、流量、流速等，以及主溝形狀、出鐵口位置)；二是根據(jù)落液點(diǎn)50處的實(shí)際磨損情況而設(shè)定。
[0042]貯鐵式鐵溝的主溝主體100的破損機(jī)理有以下幾點(diǎn):1、受到高溫渣鐵溶液的侵蝕和滲透；2、受到流動的鐵水的沖擊和沖刷；3、出鐵間隔產(chǎn)生的急冷急熱(有時要根據(jù)情況進(jìn)行灑水)對主溝主體100的熱沖擊力；4、主溝主體100的耐火材料在高溫中與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)；5、工人清理渣鐵時造成的機(jī)械沖擊。根據(jù)以上情況，使用直標(biāo)尺來測量主溝前段10的溝面寬度和溝深度，使用半圓標(biāo)尺測量站立邊的主溝前段10側(cè)壁40的寬度，使用“Z”形標(biāo)尺測量對面?zhèn)缺诘膶挾?，對各點(diǎn)測量完畢后，記錄有關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)的計算，主要計算主溝的熔損速率，熔損速