[发明专利]输送铁水的导槽及其冷却方法

说明书

本发明涉及高炉出铁时输送铁水的导槽，也涉及冷却这种导槽的方法。用于输送从高炉中放出的铁水流的导槽主要包括一个称为“出铁槽”的主槽道和称为“铁水浇道”的辅槽道，出铁槽从出铁口伸出来，输送铁水和渣;而铁水浇道从出铁槽分支出来，用来输送渣或铁水。

一般，这种导槽包括至少一层在工作时提供与铁水接触的表面的耐磨内衬，一层包容该耐磨内衬的固定衬层以及在固定衬层外部的钢或水泥的支撑结构。例如，一种典型的出铁槽长10至12米，宽3米，在欧洲专利EP-A-90761和EP-A-143971所公开的导槽中，冷却通道设置在外支撑内的衬层中，而在欧洲专利EP-A-60239公开的导槽中，槽形金属支撑内有供冷却剂（特别如空气）流通的空间。

1988年10月“钢铁工程师”杂志（“Iron    and    steel    Engineer”）第47-51页，特别是第48页的图2介绍了一种水冷出铁槽，它包括一层耐磨内衬，一层氧化铝固定衬层，在该固定衬层外的两层具有高导热性的石墨层，以及三面都用水冷的钢盒槽。

这里要说明的是，本发明并不局限于水冷导槽，也涉及气冷导槽和用其它冷却方法，例如使用乙二醇/水的混合物来冷却的导槽如上述“钢铁工程师”杂志的文章中已说明过的那样。

出铁槽或浇道的耐磨内衬可以用例如耐火水泥构成。固定衬层可以用混有氧化铝的碳砖或单由氧化铝砖构成。在钢盒槽和固定衬层的外面之间的外衬层可以用石墨、碳或半石墨来制成。

从强度方面考虑这种外支撑的钢壳的温度不应高于200℃的温度。从高炉放出的铁水直接与耐磨内衬接触，而铁水的温度又高达1450-1550℃，结果在铁水导槽结构中产生了热应力。出铁槽或铁水浇道承受热负荷的方式基本上决定了铁水导槽的寿命。

由于上述热应力作用所产生的一个问题是出铁槽或铁水浇道会产生开裂，这个问题在共同未决的美国专利申请US447053（1990年1月5日提交，尚未公开），欧洲专利申请89203088号，澳大利亚专利46940/89号，印度专利申请917/MAS/89号和中国专利申请89109391号中已说明过。导槽的开裂使得漏出的铁水填充在钢支撑外侧的间隙中，使得修理工作化费很大。为了维修，在漏铁水的位置，出铁槽或铁水浇道必须完全拆除以便清除凝固的生铁。然后再把出铁槽或铁水浇道装好。这些工作修理费用很高。在出铁槽或铁水浇道溢流时，铁水会充入钢支撑与支撑出铁槽或铁水浇道的撑柱之间的间隙内。那么，这些凝固的生铁也必须设法除去，也出现了上述同样的缺点。

本发明的目的是防止或减少现有技术中的上述问题，提供一种能很好吸收热应力并且不易开裂的输送铁水的导槽。

按照本发明的一种高炉出铁时输送铁水的导槽，包括耐磨内衬、固定衬层和外衬层，该耐磨内衬提供了流铁水用的槽形表面，固定衬层在耐磨内衬的外面，而在固定衬层的外面是有高导热率的外衬层。所述的外衬层包括底板和两相对的侧壁，侧壁的底端与底板是易传热相连的。至少所述外衬层的侧壁和底板之一（但不是全部外衬层）的外面紧连着至少一层隔热层。所述外衬层的其余部分与散热装置相连。所述的隔热层至少部分由耐火材料制成。

按照本发明冷却出铁时输送铁水的导槽的方法，其中所述的导槽包括耐磨内衬，固定衬层和外衬层，该方法的特征在于冷却至少所述的外衬层两侧壁和底板之一，但不是全部外衬层，而限制所述的外衬层的其余部分往外散热。

可以设想，外衬层的水平底板不直接冷却而在它的外面直接紧贴着一隔热层，而要通过外衬层的两侧壁散掉的热量用水冷或气冷侧壁来带走。在这种情况下，为了防止从铁水浇道溢出的铁水流入导槽结构两侧壁的两侧，在导槽的顶部可设置水平的盖板。

但是，最好还是在外衬层的外面直接紧贴隔热层，而在外衬层的底板连接散热装置以便把热量从底板散走。这样，侧壁也通过与它们传热相连的底板来冷却。

本发明就是基于通过外衬层两侧壁和底板其中之一，但不是全部外衬层来散掉所有要散掉的热量，而且最好是通过底板来散热这样一个大胆的想法。这样，就可以放弃如在上述钢铁工程师”杂志的文章中所提出的一般的原理，也就是通过出铁槽的所有的壁包括侧壁和底板来散热的方法。

意想不到地发现，本发明上述导槽外衬层的冷却效果降低很少，对导槽形结构的性能没有什么影响。由于外衬层是高导热率的，所以未被直接冷却的部位不会出现过热。