[发明专利]撇渣器的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种撇渣器的生产方法，具体讲是涉及一种应用于冶金行业的冷却装置，属于钢铁冶金行业技术领域。

背景技术

撇渣器，是促进高炉出铁过程中高温液态炉渣（1400-1500℃）、铁水（1400-1600℃）有效分离的装置。撇渣器上接高炉主铁沟，下接支铁沟，旁路连接渣沟，在出铁场上处于核心节点位置，也是保证渣铁有效分离的唯一节点，对高炉出铁过程的稳定、顺行十分重要。从广义上来讲，撇渣器由前沟槽、砂坝、挡板（亦称为过梁或大闸）、过道、小井（铁水出口，接流向铁水罐的支沟）和放残铁孔道组成。当前，诸多学者将挡板简称为撇渣器。撇渣器的主要组成部分为内侧的不同性能的耐火材料及外侧的高温钢壳。撇渣器长期受到高温铁水的冲刷和炉渣的化学侵蚀，其服役环境十分恶劣。

在实际生产过程中，撇渣器被悬挂在充满了液态炉渣和铁水的主铁沟中，其底部与主铁沟之间有一个通道，即上述的过道，主铁沟内的炉渣和铁水因其密度不同（熔渣的密度3.0 t/m³，铁水的密度7.0t/m³），自然分层。对于炉渣，由于密度小浮在铁水的上面，被撇渣器挡住后转而流向渣沟；对于铁水，由于密度大沉在下面，可以通过撇渣器与主铁沟之间的间隙（即上文所述的过道），流向铁沟。据此，撇渣器完成高温液态的炉渣、铁水的分流。

在高炉出铁过程中，撇渣器关系到高炉操作的稳定、顺行，在高炉炼铁过程的作用十分重要，撇渣器在服役过程中，主要经受以下几种因素的持续破坏：（1） 高温铁水的机械冲刷；（2 ）高温条件下的炉渣化学侵蚀；（3 ）高炉间歇出铁、出渣时引发的热震侵蚀。三种因素交替作用，相互加强，大大降低了撇渣器的服役寿命。然而，随着现代高炉技术的不断发展，高炉呈现出明显的大型化趋势，出铁、出渣时间不断延长，伴随着高温条件下持续的机械冲刷和化学侵蚀，撇渣器的服役环境进一步恶化，加剧了撇渣器的破坏。在日常高炉炉前操作时，经常由于撇渣器工作不正常而直接影响到高炉生产，打乱了高炉正常生产节奏。由于撇渣器服役寿命达不到要求，造成炉前工艺休风与设备计划休风不同步，造成无计划休风率高、消耗高、产量低，因此对撇渣器的技术改进成为高炉的重中之重。

撇渣器损毁的主要表现形式为挡板下部的冲刷侵蚀、中间耐材开裂。直到挡板的下部被大量冲刷掉以后，炉渣从开裂通过并进入到后续的铁水沟中，失去撇渣功能。为避免这种情况，现场需要频繁的对撇渣器进行维修，既增加了人工成本、物料成本，也限制了高炉产量，给炼铁企业造成了较大的经济损失。如何进一步提高撇渣器寿命，已成为了广大炼铁工作者面临的一项紧迫技术难题。

鉴于对撇渣器服役环境的分析，其最大的破坏因素可归结于两点：（1）高温。高温条件及由此产生的热应力对耐材持续破坏，耐材易发生结构性剥落，耐材的持续剥落将危及耐材的服役寿命。另一方面，当高温间歇出现时，将对撇渣器形成强烈的热震侵蚀，加速了撇渣器耐材的剥落；（2）化学侵蚀。由于炉渣成分与耐材成分相似，根据“相似相溶”原理，材料在于炉渣接触的过程中，容易生成低熔点的化学物质，低熔点的化学物质在高温炉渣冲刷时迅速液化并进入炉渣，耐材此时发生了“熔损”反应，高温环境进一步促使了熔损反应的进行，随着熔损反应持续进行，耐材的化学侵蚀过程持续发生。因而，提高撇渣器寿命的关键问题应该是降低其服役环境的温度，然而，现有的撇渣器尚未采取有效地降温手段，尚未找到降低其服役环境温度的有效措施。

鉴于对撇渣器服役环境和破坏机理的分析，提出延长撇渣器寿命的改进措施：对撇渣器的耐材采取强制冷却的方式，降低撇渣器耐材服役环境的温度。当耐材的温度降低后，可以有效减小热应力，以及由此引发的“热震”效应，进而延长撇渣器使用寿命。同时，也解决了上述的化学侵蚀问题，当炉渣与撇渣器的耐材发生化学反应时，形成的低熔点物质、未与耐材发生反应的炉渣也同时被冷却，基于已发生化学变化的反应层，炉渣被牢固地粘结在耐材上，形成了一层致密的半凝固状态的保护膜，保护膜导热性差，隔绝了高温炉渣与撇渣器耐材的直接接触，可以保护撇渣器免受高温侵蚀，在低温状态下，化学反应速率大大降低，降低了炉渣与耐材的化学侵蚀。