[实用新型]水冷型储铁式铁水沟结构

说明书

本实用新型公开了一种水冷型储铁式铁水沟结构，包括与高温混合溶液直接接触的工作层，以及包覆在工作层外的永久层和钢壳；永久层由碳复合砖砌筑而成；与铁水沟沟槽高度对应位置处的钢壳外侧壁上设置有水冷装置。本实用新型在钢壳外贴壁设置水冷装置，将传统储铁式铁水沟永久层用的高铝浇注料或高铝砖变为导热性能优良的碳复合砖砌筑，利用水冷装置内循环流动的冷却水带走铁水沟内富裕的热量，保持铁水沟内部温度的恒定，使渣铁作用于铁水沟内衬的渗透、磨损、侵蚀等损毁作用保持在合理范围内；同时，本发明的水冷装置安装在铁水沟钢壳的外侧，即使出现漏水也无法进入铁水沟内部，从而确保铁水无法和水相遇，达到安全水冷。

技术领域

本实用新型涉及炼铁高炉铁水沟，尤其是涉及一种水冷型储铁式铁水沟结构。

背景技术

铁水沟属于炼铁高炉生产用重要设施，是高温铁水从高炉流出后进行渣铁分离的载体，也是高温铁水流向铁水罐等铁水容器的通道。

从高炉流出的是渣和铁水混合的高温液体，高温液体中含渣量约占三分之一左右。高炉铁水沟的长度约为10~15米，当高温混合溶液从储铁式铁水沟中通过时，铁水的比重大，会保持在沟槽下部，渣子因为比重轻，会逐步上浮到铁水上面，当混合高温溶液流经设置在铁水沟尾部的撇渣器时，实现渣铁分离，渣子被除去，纯净的铁水流入铁水容器中。

储铁式铁水沟在工作时不但要承受高炉出铁的高压冲击和1400℃以上的高温，还要承受来自渣子中复杂化学成分的热侵蚀作用，导致铁水沟内衬耐火材料寿命短、维修频繁，劳动强度大、维修成本高，故提高铁水沟的寿命、降低铁水沟的使用成本一直是行业内的研发方向。

经过技术人员多年的不断努力，现在炼铁企业所用的储铁式铁水沟相比曾经的传统铁水沟，其使用寿命已得到了大幅提高，目前储铁式铁水沟的一次性使用寿命一般在2～3个月或10～15万吨铁水，吨铁消耗耐火材料在0.6kg的水平。

持续研究发现，高炉炼铁因为操作及配矿的原因会导致铁水温度不稳定，出现出铁温度超过设计温度的现象，而富余的温度所带来的问题有如下几点：1、高温会造成铁水沟内衬材料的熔蚀；2、高温会增加铁水的活性，加大对铁水沟内衬的磨损；3、高温增加了渣子的活性，加大了对铁水沟内衬的渗透；4、高温增加了渣铁中化学元素的活性，加大了对铁水沟内衬的化学侵蚀。从以上几点可以明确看出，铁水温度不稳定及富余的温度是造成铁水沟内衬使用寿命缩短的重要原因。如果能有效降低铁水沟侧壁的温度，则可延长铁水沟内衬的使用寿命。

储铁式铁水沟的结构包括与高温溶液直接接触的耐材工作层，包覆在耐材工作层外的永久层（浇注或砌筑），永久层外还包覆有钢壳。为降低铁水沟的温度，业界曾有人研究在铁水沟侧壁的永久层内加装水冷装置来对铁水沟内衬进行降温，如中国发明专利申请CN110317913A就公开了一种在耐材浇注层（永久层）内紧贴铁水沟工作层背面内置金属管或非金属冷却板，利用通入金属管或非金属冷却板内的冷却介质对铁水沟侧壁进行强制冷却的方法。

由于铁水遇到水会发生如下反应：2Fe(液)+ 2H₂O = FeO + 2H₂(气)，然后氢气发生爆炸 2H₂ + O₂ = 2H₂O。一旦水冷装置出现漏水，水进入铁水沟内部后就会发生爆炸，因为无法彻底解决安全方面的问题，故在铁水沟上加装水冷装置的技术至今无法实施。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术所存在的缺陷，提出一种可延长铁水沟使用寿命一倍以上且能彻底消除安全隐患的水冷型储铁式铁水沟结构。

为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：

本实用新型所述的水冷型储铁式铁水沟结构，包括与高温混合溶液直接接触的工作层，以及包覆在工作层外的永久层和钢壳；所述永久层由碳复合砖砌筑而成；与铁水沟沟槽高度对应位置处的钢壳外侧壁上设置有水冷装置。