[发明专利]高炉炉缸炉底死铁层纵截面的解剖方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高炉炉缸炉底死铁层纵截面的解剖方法，属炼铁技术领域。

背景技术

高炉是冶金生产过程中关键一环，国内外不断对其进行深入研究。尽管冶金物理化学、化学反应动力学等基础学科和计算机仿真技术得到长足发展，但高炉冶炼过程仍是一个黑匣子，主要依靠经验来操作。基于此，国外对许多大型高炉进行了解剖研究，这种通过停炉和拆炉的方法来认识高炉内部状况的方法得到广泛应用。国内对于高炉解剖的研究工作较少，尤其是对大型高炉解剖的研究尚在起步阶段。高炉炉缸炉底是高炉冶炼过程中的重要部位，各种高温气体和渣铁水在该处汇集，发生各种复杂的化学反应和物理变化，是高炉稳定顺行和长寿高效的关键因素，因此，在高炉解剖过程中，对炉缸炉底进行解剖是重点之一。

高炉炉缸炉底在解剖前需要进行合理冷却，以最大限度的保真高炉冶炼过程中的现象。炉缸炉底冷却后，大量的液态炉渣、液态铁水及渣铁水内夹杂的焦炭被迅速冷凝固化，形成一个外形不规整、质地坚硬的渣铁混合物整体即死铁层，其内部的化学成分分布，渣铁分布，元素偏析现象等难以进行观察和研究。

国内外传统的炉缸炉底解剖方法是钻孔洞取样法，即在炉缸炉底冷却后形成死铁层，在死铁层的局部位置进行钻孔洞，并保存钻孔洞内的样品。这种研究方法的优点是简便，但是通过钻孔洞获得的样品是炉缸炉底局部区域的样品，用局部区域样品的化学成分分布，渣铁分布，元素偏析现象说明整个炉缸炉底的现象是不科学、不全面的。并且，在取样过程中，取样设备与炉缸炉底混合物间发生的急剧摩擦必将产生高温，高温将伴随元素的再氧化、扩散，改变了炉缸炉底死铁层原始的化学成分分布、元素偏析等。这些都不利于真实地反应炉缸炉底死铁层的状况，甚至偏离实际情况，误导科研工作。期刊<炼铁>第24卷第2期、2005年4月、21-24页刊登了作者朱远星所写的文章“关于高炉死铁层深度的计算方法”，其中对高炉死铁层深度的计算公式进行了探讨，并得出死铁层深度应与高炉有效高度相关的结论。没有涉及对死铁层的解剖过程及观察和分析研究。

科学的研究方法是通过特殊的办法，使死铁层的纵截面完全裸露，进而才能全面地观测、研究死铁层的化学成分分布，渣铁分布，元素偏析现象，焦炭在渣铁水分布等问题。其难点在于：(1)如何确定、标定死铁层的纵截面并使之通过高炉铁口；(2)在解剖过程中如何避免高温甚至燃烧的产生，最大限度的保留死铁层原始的信息；(3)如何保证解剖轨迹始终沿着死铁层纵截面。

高炉解剖研究需要耗费巨大的人力、物力、财力，对于某一特定的高炉，其解剖研究不具有重复性，因此，需要制定一套全面、可靠的研究方法指导高炉炉缸炉底的解剖工作。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题和缺陷，本发明提供了一种高炉炉缸炉底死铁层纵截面的解剖方法，使得高炉死铁层的纵截面能够充分完整的裸露出来，以便能够全面地、真实地反应出炉缸炉底的冶炼情况。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：

一种高炉炉缸炉底死铁层纵截面的解剖方法，步骤如下：

1)凝固后的高炉死铁层上表面上测量中心(由于高炉炉缸是圆柱形，因而将炉缸炉底的死铁层上表面近似视为水平圆面处理)，即死铁层上表面圆的圆心的标定，以及过上表面圆直径和高炉铁口中心线的死铁层纵平面的轮廓线的标定：

先标定死铁层上表面圆的测量中心：在上表面圆的圆周轮廓线上任意取两点确定一条线段即弦线，该弦线的中垂线穿过上表面圆的圆心；同理再确定另外一条弦线及其中垂线，两条中垂线的交点即为死铁层上表面圆的圆心，如图1所示；

再标定过上表面圆直径和高炉铁口中心线的死铁层纵平面的轮廓线：过高炉铁口中心线处的母线和上表面圆的圆周相交于一点，过此点在上表面圆上确定一条直径，上述母线和直径确定了一个平面，该平面在竖直方向上截取死铁层的截面即为标定的高炉死铁层的纵截面；

2)在死铁层上沿标定的死铁层纵截面轮廓线钻孔洞：

在死铁层上沿标定的死铁层纵截面轮廓线上每隔50至80厘米均匀的钻上孔洞，并使孔洞的中心位于死铁层纵截面的轮廓线上，孔洞的直径为10至20厘米，孔洞深为10至20厘米；如图2所示；

3)在死铁层上沿标定的死铁层纵截面的轮廓线上制造尖角沟槽：微裂纹微裂纹

在孔洞上沿标定的死铁层纵截面轮廓线用锉刀锉开带锐利尖角的尖角沟槽，尖角沟槽的角度为10至15度，尖角沟槽的长度为5至8厘米，如图3所示；

4)用楔形齿耙扩展尖角沟槽：微裂纹