專利名稱：高爐渣鐵分離裝置、渣鐵分離方法和高爐下渣鐵回收方法
技術領域：
本發明涉及高爐生產過程中高爐渣鐵分離步驟，更具體地講，涉及一種高爐渣鐵分離裝置、渣鐵分離方法和高爐下渣鐵回收方法。
背景技術：
鐵水和爐渣是高爐生產的主要產品。在高爐出鐵過程中，渣鐵(即，爐渣和鐵水)同時從出鐵口排出。爐前撇渣器是用來分離渣鐵的裝置，其能否正常工作，直接決定了高爐生產是否能夠持續進行。在例如高爐開爐、特殊爐況恢復(高爐熱結等)等時期，由于渣鐵混合液體的流動性不好、分離效果差，直接采用撇渣器分離爐渣和鐵水，有可能造成撇渣器下方過道眼糊死、爐前出鐵條件中斷，甚至高爐被迫休風。針對這種情況，現有的處理方法是使爐渣、鐵水不經過撇渣器，直接通過爐渣溝流入儲渣容器或進入水沖渣工藝。但儲渣容器材質一般為鐵質，若帶鐵較多的爐渣流入儲渣容器，則極易造成儲渣容器燒穿，甚至燒壞儲渣容器運輸道。此外，若爐渣是通過水沖渣工藝處理的，則由于其含鐵量高，遇水后易發生爆炸，加劇了安全隱患。若將未經分離的渣鐵直接當爐渣處理，則將造成高爐鐵損增加，經濟損失嚴重。此外，在高爐正常生產過程中，由于冶煉礦種(如釩鈦礦冶煉，渣鐵分離效果差)或原燃料條件(如焦炭質量差，爐溫水平控的較高，渣鐵粘度大，分離效果差)的限制，可能會造成短期或長期的渣鐵分離效果差，經過撇渣器后的爐渣(即下渣)仍然含帶大量的鐵水，此部分鐵水若直接進入渣罐或水渣工藝，也同樣會造成經濟損失和安全隱患。綜上所述，亟需一種在不具備使用撇渣器的工況下，仍能夠按照要求分離爐渣和鐵水并且連續出鐵的裝置及相應的方法；以及具備使用撇渣器的工況下，能夠進一步提高金屬回收率的裝置及相應方法。

發明內容
本發明的一方面提供了一種高爐渣鐵分離裝置，所述高爐渣鐵分離裝置可選擇性地使用撇渣器或填埋保護撇渣器，同時，還可根據爐前的出鐵節奏需求，靈活調節，實現連續出鐵和長時間間隔后再出鐵時，均能滿足鐵水物流需求。本發明的另一方面提供了一種高爐渣鐵分離方法，所述高爐渣鐵分離方法采用上述高爐渣鐵分離裝置，可以實現對撇渣器的保護，并實現高效率的分離。本發明的再一方面提供了一種高爐下渣鐵回收方法，所述高爐下渣鐵回收方法采用上述高爐渣鐵分離裝置，可以降低下渣的帶鐵量，減少鐵損失，并實現連續高效作業。根據本發明的高爐渣鐵分離裝置，其包括連接高爐出鐵口的渣鐵溝、連接渣鐵溝與儲鐵容器并且設有撇渣器的鐵水溝、連接渣鐵溝與儲渣容器的爐渣溝，所述分離裝置還 包括沉鐵池、小出鐵口、鐵水支溝和阻擋件，其中，所述沉鐵池設置在爐渣溝的上游段，所述沉鐵池深于并且寬于所述爐渣溝；所述小出鐵口開設在沉鐵池的側底部；所述鐵水支溝的一端與所述小出鐵口連通，所述鐵水支溝的另一端在撇渣器下游與鐵水溝連通或者所述鐵水支溝的另一端直接與儲鐵容器連通，所述鐵水支溝具有便于鐵水流動的傾斜度；所述阻擋件可拆卸地設置在撇渣器之內和之前。根據本發明的高爐渣鐵分離裝置，所述阻擋件由干燥的耐火材料粉堆置而成。根據本發明的高爐渣鐵分離裝置，所述小出鐵口可根據需要設計一垂直向上的短垂直段，所述短垂直段連通所述沉鐵池和鐵水支溝；也可根據需要取消垂直段，小出鐵口底部直接與鐵水支溝連通。
根據本發明的另一方面，提供了一種高爐渣鐵分離方法，所述高爐渣鐵分離方法采用前述高爐渣鐵分離裝置，在不使用撇渣器的情況下，分離從高爐出鐵口排出的渣鐵，得到爐渣和鐵水。根據本發明的高爐渣鐵分離方法，所述分離方法包括如下步驟在不具備使用撇渣器進行正常撇渣作業的情況下，將阻擋件填滿撇渣器之前和之內，并在撇渣器之前堆高，以阻止流出物流入撇渣器，并使所述流出物能夠全部流入爐渣溝；封堵小出鐵口 ；打開高爐出鐵口以排出流出物，流出物從高爐出鐵口流入渣鐵溝后，鐵水經過撇渣器，流入鐵水溝；下渣流入爐渣溝，在沉鐵池中的鐵水高度高于所述小出鐵口的高度的情況下，打開小出鐵口，以使沉鐵池下方的鐵水順序通過小出鐵口、鐵水支溝流入儲鐵容器或者順序通過小出鐵口、鐵水支溝和鐵水溝流入儲鐵容器，沉鐵池上方的爐渣沿爐渣溝流入儲渣容器；出鐵完畢后封堵高爐出鐵口，將所述小出鐵口和沉鐵池中的爐渣和鐵水清理干凈。根據本發明的高爐渣鐵分離方法，當前后兩次出鐵的間隔時間要求很短時，優選地使用小出鐵口包括短垂直段的高爐渣鐵分離裝置。則每次出完鐵后，所述短垂直段和沉鐵池將被鐵水填充，裝置無需做任何處理且不占用時間，便于下一次鐵口的隨時打開，打開鐵口后，鐵水可自然沉降至沉鐵池，順利流通小出鐵口 ；當前后兩次出鐵的間隔時間要求較長時，上述短垂直段的設計容易造成小出鐵口及沉鐵池沉積的鐵水凝固，導致再次出鐵時分離裝置無法使用。此時，可根據需要取消短垂直段，使高爐渣鐵分離裝置的小出鐵口底部直接與鐵水支溝連通，出完一次鐵后，小出鐵口和沉鐵池內渣鐵全部流出，再利用出鐵的間隔時間，在下一次出鐵前將小出鐵口和沉鐵池清理干凈并且重新堵好小出鐵口進行下一次出鐵。根據本發明的第三方面，提供了一種高爐下渣鐵回收方法，所述高爐下渣鐵回收方法采用上述高爐渣鐵分離裝置，卸除設置在撇渣器之前和之內的阻擋件以使撇渣器能夠進行正常撇渣作業，回收從撇渣器排出的下渣中的鐵水，得到鐵含量更少的爐渣并且增加
鐵水產量。根據本發明的高爐下渣鐵回收方法，所述高爐下渣鐵回收方法包括如下步驟卸除設置在撇渣器之前和之內的阻擋件以使撇渣器能夠進行正常撇渣作業，并且封堵小出鐵口 ；打開高爐出鐵口以排出流出物；下渣流入爐渣溝，在沉鐵池中的鐵水高度高于所述小出鐵口的高度的情況下，打開小出鐵口，以使沉鐵池下方的鐵水順序通過小出鐵口、鐵水支溝流入儲鐵容器或者順序通過小出鐵口、鐵水支溝和鐵水溝流入儲鐵容器，沉鐵池上方的爐渣沿爐渣溝流入儲渣容器。出鐵完畢后封堵高爐出鐵口，將所述小出鐵口和沉鐵池中的爐渣和鐵水清理干凈。在沉鐵池中的鐵水高度高于所述小出鐵口的高度的情況下，打開小出鐵口，以使沉鐵池下方的鐵水順序通過小出鐵口、鐵水支溝流入儲鐵容器或者順序通過小出鐵口、鐵水支溝和鐵水溝流入儲鐵容器，沉鐵池上方的爐渣沿爐渣溝流入儲渣容器。根據本發明的高爐下渣鐵回收方法，當出鐵間隔時間要求很短時，優選地使用小出鐵口包括短垂直段的高爐渣鐵分離裝置，每次出完鐵后，短垂直段和沉鐵池將被鐵水填充，裝置無需做任何處理且不占用時間，這便于下一次鐵口的隨時打開，打開鐵口后，鐵水可自然沉降至沉鐵池，順利流通小出鐵口 ；當出鐵間隔時間要求較長時，短垂直段容易造成小出鐵口及沉鐵池沉積的鐵水凝固，導致再次出鐵時分離裝置無法使用。此時，可根據需要取消短垂直段，使小出鐵口底部直接與鐵水支溝連通，待出完一次鐵后，小出鐵口和沉鐵池內的渣鐵全部流出，再利用出鐵間隔時間，在下一次出鐵前將小出鐵口和沉鐵池清理干凈并且重新堵好小出鐵口以進行下一次出鐵。與現有技術相比，本發明的高爐渣鐵分離裝置和分離方法具有機動性強的優點，相關裝置制作方法、尺寸具有靈活可變性，通過判斷實際工況選擇適當的分離裝置和方法，從而實現高爐的連續正常生產；分離出來的鐵水最終進入儲鐵容器，成為合格鐵產品；與 小出鐵口連接的短垂直段可以避免每次出鐵前的堵口作業，降低了勞動強度且縮短了出鐵間隔時間，有效提高了鐵的回收率和高爐利用系數。此外，本發明的高爐下渣鐵回收方法可以降低下渣帶鐵量，減少鐵損失，并實現連續高效作業。


圖IA是現有技術高爐渣鐵分離裝置的俯視示意圖。圖IB是現有技術高爐渣鐵分離裝置的主視剖視示意圖。圖2A是本發明示例性實施例的高爐渣鐵分離裝置的俯視示意圖。圖2B是圖2A中的高爐渣鐵分離裝置的沿A-A線截取的剖面圖。圖3A是本發明高爐渣鐵分離裝置的沉鐵池、小出鐵口和鐵水支溝的第一種結構示意圖。圖3B是本發明高爐渣鐵分離裝置的沉鐵池、小出鐵口和鐵水支溝的另一種結構示意圖。主要附圖標記說明I-高爐出鐵口、2-渣鐵溝、3-鐵水溝、4-撇渣器、5-儲鐵容器、6_爐渣溝、7_儲渣容器、8-沉鐵池、9-小出鐵口、10-鐵水支溝、11-短垂直段、12-阻擋件。
具體實施例方式現在將參照附圖來詳細地描述本發明的示例性實施例，以使本發明所屬領域的技術人員能夠容易實施本發明的示例性實施例。圖IA是現有技術高爐渣鐵分離裝置的俯視示意圖，圖IB是現有技術高爐渣鐵分離裝置的主視剖視示意圖。如圖IA所示，現有技術中的高爐渣鐵分離裝置包括渣鐵溝2、鐵水溝3和爐渣溝6，爐渣和鐵水從高爐出鐵口 I流出后，由撇渣器4對其進行分離，分離出的鐵水通過鐵水溝3流入儲鐵容器，而分離出的爐渣則通過爐渣溝6流入儲渣容器，從而完成渣鐵分離。但若高爐撇渣器不能正常使用、渣鐵粘稠或爐渣帶鐵較多的情況下使用該分離裝置進行分離，則會對分離裝置和分離產品帶來很多不良影響，甚至阻斷高爐的連續生產。由此，本發明針對該技術問題對現有高爐渣鐵分離裝置進行了改進，本發明高爐渣鐵分離裝置示例性實施例的具體結構參見附圖2A和2B。
圖2A是本發明示例性實施例的高爐渣鐵分離裝置的俯視示意圖，圖2B是圖2A中的高爐渣鐵分離裝置的沿A-A線截取的剖面圖。根據本發明示例性實施例的高爐渣鐵分離裝置，其包括連接高爐出鐵口 I的渣鐵溝2、連接渣鐵溝2與儲鐵容器5并且設有撇渣器4的鐵水溝3、連接渣鐵溝2與儲渣容器7的爐渣溝6，還包括沉鐵池8、小出鐵口 9、鐵水支溝10和阻擋件12。其中，沉鐵池8設置在爐渣溝6的上游段，小出鐵口 9開設在沉鐵池8的側底部，鐵水支溝10的一端與小出鐵口 9連通，鐵水支溝10的另一端與鐵水溝3連通或者鐵水支溝10的另一端直接與儲鐵容器5連通，阻擋件12可拆卸地設置在撇渣器4之前和之內。由于鐵水的比重大于爐渣，因此當高爐出鐵時從出鐵口排出的流出物(以下簡稱為流出物)流入沉鐵池8后，鐵水會沉積在沉鐵池8下部并通過小出鐵口 9、鐵水支溝10、鐵水溝3流入儲鐵容器5。而爐渣經過沉鐵池8的分離作用后，由于其較鐵輕，爐渣會浮于沉鐵池8上部并通過爐渣溝6流入儲渣容器7或通過水沖渣工藝形成水渣后送入儲渣容器7。其中，沉鐵池8應該深于并且寬于爐渣溝6，以保證流出物流至此處時有一個回旋，其形狀可以是圓形、方形等常規形狀。具體實施時，可將現有的爐渣溝6挖寬挖深形成沉鐵池8，優選地，沉鐵池8的表面用耐火材料壓制而成并撒有一層黃砂，以防粘溝。小出鐵口 9的形成可以在保證暢通的條件下，在沉鐵池8的側底部挖掘或者埋設管道以形成該連通沉鐵池8與鐵水支溝10的出鐵通道，其形狀也可以是圓形、方形等常規形狀，沉鐵池8和小出鐵口 9的結構可具體參見附圖2B。鐵水支溝10用于將沉積的鐵水引入鐵水溝3中，即鐵水支溝10需具有便于鐵水流動的傾斜度，該傾斜度只要保證鐵水能夠自然順利地流入鐵水溝3即可。鐵水支溝10可以是臨時挖設，不用時即可直接填平，其表面需用鐵溝料打壓實。阻擋件12是為了使在不使用撇渣器4時，讓流出物可以完全流入爐渣溝6，并且防止撇渣器4被流出物堵塞。阻擋件12由干燥的耐火材料粉堆置而成，便于快速地成形或拆卸。在本發明中，給出了沉鐵池8、小出鐵口 9和鐵水支溝10的兩種結構示意圖。圖3A是本發明高爐渣鐵分離裝置的沉鐵池、小出鐵口和鐵水支溝的第一種結構示意圖，圖3B是本發明高爐渣鐵分離裝置的沉鐵池、小出鐵口和鐵水支溝的另一種結構示意圖。如圖3A所示，第一種是較為普通的結構設計，即沉鐵池8直接通過小出鐵口 9與鐵水支溝10相連通。使用這種結構的分離裝置需在每次分離過程結束后，及時清理沉鐵池8和小出鐵口 9中殘存的鐵水和爐洛,然后封堵好小出鐵口 9，以備下次正常使用。該設計的優點在于結構簡單、形狀穩定耐沖刷，出完鐵后沉鐵池、小出鐵口和鐵水支溝通道自然流空，不會造成堵塞；缺點在于每次出完鐵后需清理干凈小出鐵口前后的渣鐵并重新堵好小出鐵口，需耗時20分鐘左右。如圖3B所示，第二種結構設計中，小出鐵口 9還包括垂直向上的短垂直段11，短垂直段11連通沉鐵池8和鐵水支溝10，在尺寸上要求短垂直段11外側上沿A處的高度與沉鐵池上沿C處同高，短垂直段內側下沿B處的高度低于短垂直段外側上沿A處的高度。使用這種結構時，在一次分離過程結束后，沉鐵池8和小出鐵口 9被液態鐵水填充，形成連通器，下一次出鐵時無需清理渣鐵溝，鐵水在沉鐵池8中將自動沉降，并且通過小出鐵口 9、短垂直段11流入鐵水支溝10，實現無間隔連續出鐵。此結構缺點是當兩次出鐵間隔較長時，因該處鐵水沉積量少，容易凝固，所以此結構優先用于出鐵間隔較短的工況，或配以有效的保溫措施。下面根據本發明示例性實施例的高爐渣鐵分離裝置詳細介紹本發明的高爐渣鐵分離方法和下渣鐵回收方法。使用本發明的高爐渣鐵分離裝置進行高爐渣鐵分離和下渣鐵回收時，需要根據不同的工況選擇不同的裝置和方法。
其中，具備使用撇渣器進行正常撇渣操作的情況和不具備使用撇渣器進行正常撇渣操作的情況，是本領域技術人員根據工藝階段(例如開爐初期、特殊爐況、礦種)和流出物的狀態(例如粘度、流動性)等容易確定的。出鐵間隔時間具體指的是前后出鐵的時間間隔，出鐵間隔時間的緊張與否，也是本領域技術人員容易確定的。本發明的高爐渣鐵分離方法是在不具備使用撇渣器4進行正常撇渣作業的情況下，首先將阻擋件12設置在撇渣器4之前和之內以阻止流出物流入撇渣器4，并使流出物能夠全部流入爐渣溝6，并且封堵小出鐵口 9。然后，打開高爐出鐵口 I以排出流出物。第一種情況在出鐵時間不是很緊張的情況下，高爐渣鐵分離裝置優先選擇圖3A的設計結構，待流出物從高爐出鐵口 I流入渣鐵溝2后，觀察流出物的情況，在沉鐵池8中的鐵水高度高于小出鐵口 9的高度的情況下，打開小出鐵口 9，以使沉鐵池8下方的鐵水順序通過小出鐵口 9、鐵水支溝10流入儲鐵容器5或者順序通過小出鐵口 9、鐵水支溝10和鐵水溝3流入儲鐵容器5，沉鐵池8上方的爐渣沿爐渣溝6流入儲渣容器7，實現高爐出鐵過程渣鐵分離。本次出鐵結束后，為了保證下次渣鐵的正常分離，需將小出鐵口 9和沉鐵池8的殘留渣鐵清理干凈，并重新封堵小出鐵口 9。第二種情況在出鐵時間很緊張的情況下，高爐渣鐵分離裝置優先選擇圖3B的設計結構，待流出物從高爐出鐵口 I流入渣鐵溝2后，觀察流出物的情況，在沉鐵池8中的鐵水高度高于小出鐵口 9的高度的情況下，打開小出鐵口 9，以使沉鐵池8下方的鐵水順序通過小出鐵口 9、鐵水支溝10流入儲鐵容器5或者順序通過小出鐵口 9、鐵水支溝10和鐵水溝3流入儲鐵容器5，沉鐵池8上方的爐渣沿爐渣溝6流入儲渣容器7，實現高爐出鐵過程渣鐵分離。本次出鐵結束之后，整個沉鐵池8、小出鐵口 9、短垂直段11均被高溫液態鐵水封上了，且其中的鐵水在短時間內不會凝固。因此，在出鐵間隔時間很短的情況下，無需做任何處理或采取一定保溫措施，可以連續出鐵，待下一次高爐出鐵口 I打開后，爐渣直接從爐渣溝6流過，鐵水沉降后通過小出鐵口 9和短垂直段11流入鐵水支溝10，實現連續作業。本發明的高爐下渣鐵回收方法是在具備使用撇渣器進行正常撇渣作業的情況下，卸除阻擋件12以使撇渣器4能夠進行正常撇渣作業，并且封堵小出鐵口 9。其中，下渣即指經由撇渣器撇渣處理后擋下的爐渣，其中可能含有少量的鐵水。然后，打開高爐出鐵口 I以排出流出物。第一種情況下渣中含鐵量不大的情況下，高爐渣鐵分離裝置優先選擇圖3A的設計結構。待流出物從高爐出鐵口 I流入渣鐵溝2后，鐵水經過撇渣器4流入鐵水溝3，下渣流入爐渣溝6，觀察下渣的情況，在沉鐵池8中的鐵水高度高于小出鐵口 9的高度的情況下，打開小出鐵口 9以使沉鐵池8下方的鐵水順序通過小出鐵口 9、鐵水支溝10流入儲鐵容器5或者順序通過小出鐵口 9、鐵水支溝10和鐵水溝3流入儲鐵容器5，沉鐵池8上方的爐渣沿爐渣溝6流入儲渣容器7，實現高爐出鐵過程下渣鐵回收。本次出鐵結束之后，為保證下次渣鐵的正常分離，需將小出鐵口 9和沉鐵池8中的殘留渣鐵清理干凈，并重新封堵小出鐵
Π 9。第二種情況下渣含鐵量較大的情況下，高爐渣鐵分離裝置優先選擇圖3B的設計結構。待流出物從高爐出鐵口 I流入渣鐵溝2后，鐵水經過撇渣器4流入鐵水溝3，下渣流入爐渣溝6，觀察下渣的情況，在沉鐵池8中的鐵水高度高于小出鐵口 9的高度的情況下，打開小出鐵口 9以使沉鐵池8下方的鐵水順序通過小出鐵口 9、鐵水支溝10流入儲鐵容器5或者順序通過小出鐵口 9、鐵水支溝10和鐵水溝3流入儲鐵容器5，沉鐵池8上方的爐渣沿爐渣溝6流入儲渣容器7，實現高爐出鐵過程下渣鐵回收。本次出鐵技術之后，整個沉鐵池8、小出鐵口 9、短垂直段11均被高溫液態鐵水封上了，并且其中的鐵水在短時間內不會凝固。因此，在出鐵間隔時間很短的情況下，無需做任何處理或采取一定保溫措施，可以實現連續出鐵。待下一次高爐出鐵口 I打開后，爐渣直接從爐渣溝6流過，鐵水沉降后通過小出鐵口 9、短垂直段11流入鐵水支溝10，實現了連續作業。也即，當高爐不具備使用撇渣器分離渣鐵的條件時，本發明的高爐渣鐵分離裝置便起到替代撇渣器分離渣鐵的目的。當高爐具備使用撇渣器分離渣鐵的條件時，可以根據冶煉礦種的不同，若渣鐵分離效果差，則可保留沉鐵池8、小出鐵口 9和鐵水支溝10繼續作為下渣鐵回收裝置使用；若渣鐵分離效果較好，可將沉鐵池8填成和爐渣溝6的寬度深度一致、封堵小出鐵口 9、填平鐵水支溝10，僅使用撇渣器4進行爐渣、鐵水的分離。下面結合具體實施例說明本發明的高爐渣鐵分離裝置、高爐渣鐵分離方法和高爐下渣鐵回收方法。實施例I按照附圖3B所示的結構，在爐渣溝采用現場澆注的方法制作好沉鐵池8、小出鐵口 9、短垂直段11和鐵水支溝10的結構件。開爐送風點火后，由于爐溫較高，鐵水、爐渣的流動性差，為了防止流出物流入撇渣器4造成撇渣器4糊死而影響爐前渣鐵的正常分離，在分離前用黃沙在撇渣器4之前和之內形成阻擋件。進行高爐開爐后第一次出鐵。在第一次打開高爐出鐵口 I前，封堵小出鐵口 9。待高爐出鐵口 I打開后，流出物直接從渣鐵溝2流入爐渣溝6，出渣量10噸，未見鐵。因此，無需捅開小出鐵口 9，也無需對分離裝置進行清理，可以繼續出鐵。進行高爐第二次出鐵。在第二次打開高爐出鐵口 1，大約30分鐘后，流出物中出現鐵水，迅速用四分管捅開小出鐵口 9，流出物流入沉鐵池8中進行分離，鐵水通過小出鐵口
9、鐵水支溝10流入鐵水溝3后進入儲鐵容器，出渣量30噸、出鐵量10噸。出鐵后期，目測判斷鐵水、爐渣的流動性差，不具備恢復撇渣器4的條件。本次出鐵結束后，對沉鐵池8、小出鐵口 9和短垂直段11不做任何處理，僅在露出的渣鐵液面上撒一層保溫劑。30分鐘后，高爐出第三次鐵，高爐出鐵口 I打開后，大約15分鐘后，流出物中出現 鐵水，但由于開爐初期渣鐵粘稠，導致小出鐵口 9和短垂直段11渣鐵形成半凝固，未能自然流通。此時，用鐵質細管通入少量氧氣、插入沉鐵池8和短垂直段11，2分鐘后小出鐵口 9被燒化開，鐵水通過小出鐵口 9、鐵水支溝10流入鐵水溝3后進入儲鐵容器，出渣量40噸、出鐵量25噸。出鐵后期，目測判斷鐵水、爐渣的流動性差，不具備恢復撇渣器4的條件。本次出鐵結束后，對沉鐵池8、小出鐵口 9和短垂直段11不做任何處理，僅在露出的渣鐵液面上撒一層保溫劑，并用在裝置8、9、11上部架設煤氣火保溫。
20分鐘后，高爐出第四次鐵，高爐出鐵口 I打開后，大約5分鐘后，流出物中出現鐵水，小出鐵口 9和短垂直段11自然流通，鐵水通過小出鐵口 9、鐵水支溝10流入鐵水溝3后進入儲鐵容器，出渣量60噸、出鐵量50噸，鐵水、爐渣的流動性明顯改善，為保險起見，暫不恢復撇渣器4。本次出鐵結束后，對沉鐵池8、小出鐵口 9和短垂直段11不做任何處理，僅在露出的渣鐵液面上撒一層保溫劑。高爐出第五次鐵時，高爐出鐵口 I打開后，大約I分鐘左右流出物中出現鐵水，鐵水通過小出鐵口 9、鐵水支溝10流入鐵水溝3后進入儲鐵容器，出渣量40噸、出鐵量60噸，鐵水、爐渣的流動性較好，具備使用撇渣器4的正常出鐵條件，將撇渣器4之前和之內的黃沙刨出，并將撇渣器4用煤氣火烤干，其余不做變動。30分鐘后，準備工作完成，高爐出第六次鐵。高爐出鐵口 I打開后，流出物基本全是鐵，鐵水直接通過撇渣器4流入鐵水溝3，再流至儲鐵容器。出鐵15分鐘后，流出物中開 始含有爐渣，經撇渣器撇渣處理后，爐渣溝6內有下渣流入，下渣中殘余的鐵水通過小出鐵口 9和鐵水支溝10流入鐵水溝3中，和從撇渣器4流過來的鐵水一起進入儲鐵容器。實施例2某高爐由于長期爐渣中含鐵多，高爐的鐵損較高，對其爐渣溝進行改造，以回收爐渣中的鐵水。由于此高爐是單鐵口，因此出鐵間隔很短，一般小于30分鐘。為了實現連續出鐵，采取圖3B所示結構的高爐渣鐵分離裝置，并且采用現場澆注的方法制作好沉鐵池8、小出鐵口 9、短垂直段11和鐵水支溝10的結構件。渣鐵溝2和撇渣器4不做任何改動。改造后，第一次打開高爐出鐵口 I前，需封堵小出鐵口 9。高爐出鐵口 I打開后，流出物通過撇渣器4，被分離成含少量鐵水的下渣和鐵水，鐵水經鐵水溝流至儲鐵容器；含少量鐵水的下渣流入爐渣溝6，經過沉鐵池8時，鐵水自然沉降于沉鐵池下方，爐渣經爐渣溝6流入儲渣容器，當沉鐵池8內的鐵水高度超出小出鐵口 9的高度時，打開小出鐵口 9，沉鐵池8中的鐵水經小出鐵口 9、短垂直段11和鐵水支溝10流入儲鐵容器，爐渣中所含的鐵水被回收成合格鐵產品。每次出鐵結束后，對沉鐵池8、小出鐵口 9和短垂直段11不做任何處理，僅在露出的渣鐵液面上撒一層保溫劑。下一次高爐出鐵口 I打開后，若下渣中出現鐵水時，小出鐵口 9和短垂直段11在鐵水作用下自然流通，鐵水通過小出鐵口 9、短垂直段11和鐵水支溝10流入儲鐵容器。如此循環。實施例3某釩鈦礦冶煉高爐由于長期爐渣中含鐵多，高爐的鐵損較高，對其分離裝置進行結構改造。由于此高爐是三鐵口，為輪流出鐵，因此出鐵間隔較長。為了防止短垂直段中的鐵水凝固，采取圖3A所示結構的高爐渣鐵分離裝置，即將爐渣溝6的上游段挖深挖寬形成沉鐵池8，并在其表面用免烘烤泥壓實；在沉鐵池8的底側面埋設內徑4cm鐵彎管(可將吹氧管夾彎制作而成)以形成小出鐵口 9，并在外側臨時設置一條傾斜鐵水支溝10，通過小出鐵口 9將鐵水支溝10與沉鐵池8連通。出鐵時，打開高爐出鐵口 I后,流出物通過撇渣器4被分離成含少量鐵水的下渣和鐵水，鐵水經鐵水溝流至儲鐵容器；含少量鐵水的下渣流入爐渣溝6，經過沉鐵池8時，鐵水自然沉降于沉鐵池8下方。當沉鐵池8內的沉積鐵水量較少或無鐵水時，因溫度不夠，鐵彎管將不會被熔化；當沉鐵池8內的沉積鐵水量超出小出鐵口 9的高度時，可以小心轉動鐵彎管露出端，讓孔道稍動，以增加鐵水和鐵彎管的接觸面積并促使鐵彎管被鐵水熔化，此時小出鐵口 9被打開，鐵水通過小出鐵口 9、鐵水支溝10流入鐵水溝3后進入儲鐵容器。出完一次鐵后，將小出鐵口 9內的殘留渣鐵清理干凈，并重新制作好小出鐵口 9，以備下次出鐵時使用。此外，當回收的鐵量較少時，可能造成鐵水支溝中鐵水在流動過程中凝固，此時可取消鐵水支溝和儲鐵容器的連接，將鐵水支溝縮短，使其一端與小出鐵口連通，一端連通臨時挖的地坑，將鐵水弓I入地坑形成鑄鐵塊。綜上所述，本發明的高爐渣鐵分離裝置、高爐渣鐵分離方法和高爐下渣鐵回收方 法簡單易行，既可以降低高爐鐵損失、提高經濟效益，也可以延長撇渣器使用壽命，實現高爐生產的連續作業。盡管已經結合示例性實施例示出和描述了本發明，但是本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離由權利要求限定的本發明的精神和范圍的情況下，可以進行修改和變型。
權利要求
1.一種高爐渣鐵分離裝置，所述分離裝置包括連接高爐出鐵口的渣鐵溝、連接渣鐵溝與儲鐵容器并且設有撇渣器的鐵水溝、連接渣鐵溝與儲渣容器的爐渣溝，其特征在于，所述分離裝置還包括沉鐵池、小出鐵口、鐵水支溝和阻擋件，其中， 所述沉鐵池設置在爐渣溝的上游段，所述沉 鐵池深于并且寬于所述爐渣溝； 所述小出鐵口開設在沉鐵池的側底部； 所述鐵水支溝的一端與所述小出鐵口連通，所述鐵水支溝的另一端在撇渣器下游與鐵水溝連通或者所述鐵水支溝的另一端直接與儲鐵容器連通，所述鐵水支溝具有便于鐵水流動的傾斜度； 所述阻擋件可拆卸地設置在撇渣器之前和之內。
2.根據權利要求I所述的高爐渣鐵分離裝置，其特征在于，所述阻擋件由干燥的耐火材料粉堆置而成。
3.根據權利要求I所述的高爐渣鐵分離裝置，其特征在于，所述小出鐵口底部與鐵水支溝直接連通。
4.根據權利要求I所述的高爐渣鐵分離裝置，其特征在于，所述小出鐵口還包括垂直向上的短垂直段，所述短垂直段連通所述沉鐵池和鐵水支溝。
5.一種高爐渣鐵分離方法，其特征在于，所述分離方法采用權利要求I至4中任一項所述的高爐渣鐵分離裝置，在不具備使用撇渣器進行正常撇渣作業的情況下，分離從高爐出鐵口排出的流出物，得到爐渣和鐵水。
6.根據權利要求5所述的高爐渣鐵分離方法，其特征在于，在出鐵時間不緊張的情況下，采用權利要求3所述的高爐渣鐵分離裝置，所述高爐渣鐵分離方法包括以下步驟 將阻擋件設置在撇渣器之前和之內以阻止流出物流入撇渣器，并使所述流出物能夠全部流入爐渣溝； 封堵所述小出鐵口； 打開高爐出鐵口以排出流出物； 在沉鐵池中的鐵水高度高于所述小出鐵口的高度的情況下，打開小出鐵口，以使沉鐵池下方的鐵水順序通過小出鐵口、鐵水支溝流入儲鐵容器或者順序通過小出鐵口、鐵水支溝和鐵水溝流入儲鐵容器，沉鐵池上方的爐渣沿爐渣溝流入儲渣容器； 出鐵完畢后封堵高爐出鐵口，將所述小出鐵口和沉鐵池中的爐渣和鐵水清理干凈。
7.根據權利要求6所述的高爐渣鐵分離方法，其特征在于，在出鐵時間緊張的情況下，采用權利要求4所述的高爐渣鐵分離裝置，所述高爐渣鐵分離方法包括以下步驟 將阻擋件設置在撇渣器之前和之內以阻止流出物流入撇渣器并使所述流出物能夠全部流入爐渣溝； 僅在第一次出鐵前封堵所述小出鐵口； 打開高爐出鐵口以排出流出物； 在沉鐵池中的鐵水高度高于所述小出鐵口的高度的情況下，打開小出鐵口，以使沉鐵池下方的鐵水順序通過小出鐵口、鐵水支溝流入儲鐵容器或者順序通過小出鐵口、鐵水支溝和鐵水溝流入儲鐵容器，沉鐵池上方的爐渣沿爐渣溝流入儲渣容器； 出鐵完畢后封堵高爐出鐵口，不清理所述小出鐵口、短垂直段和沉鐵池，在沉鐵池和短垂直段中的爐渣和鐵水的液面上撒保溫劑；再次打開高爐出鐵口后，流出物流經所述沉鐵池時，流出物中所含鐵水自動沉降，順序通過小出鐵口、鐵水支溝流入儲鐵容器或者順序通過小出鐵口、鐵水支溝和鐵水溝流入儲鐵容器，沉鐵池上方的爐渣沿爐渣溝流入儲渣容器。
8.根據權利要求5至7中任一項所述的高爐渣鐵分離方法，其特征在于，通過小出鐵口流出的鐵水直接或間接地流入儲鐵容器，成為合格鐵水。
9.根據權利要求5至7中任一項所述的高爐渣鐵分離方法，其特征在于，通過小出鐵口流出的鐵水不流入儲鐵容器，在鐵水支溝末端挖臨時坑，使鐵水流入坑內成為鑄鐵塊。
10.一種高爐下渣鐵回收方法，其特征在于，所述回收方法采用權利要求I至4中任一項所述的高爐渣鐵分離裝置，在具備使用撇渣器進行正常撇渣作業的情況下，取消設置在撇渣器之前和之內的阻擋件以使撇渣器能夠進行正常撇渣作業。
11.根據權利要求10所述的高爐下渣鐵回收方法，其特征在于，在出鐵時間不緊張的情況下，采用權利要求3所述的高爐渣鐵分離裝置，所述高爐下渣鐵回收方法包括以下步驟 封堵所述小出鐵口； 打開高爐出鐵口以排出流出物，流出物從高爐出鐵口流入渣鐵溝后，鐵水經過撇渣器，流入鐵水溝； 下渣流入爐渣溝，在沉鐵池中的鐵水高度高于所述小出鐵口的高度的情況下，打開小出鐵口，以使沉鐵池下方的鐵水順序通過小出鐵口、鐵水支溝流入儲鐵容器或者順序通過小出鐵口、鐵水支溝和鐵水溝流入儲鐵容器，沉鐵池上方的爐渣沿爐渣溝流入儲渣容器； 出鐵完畢后封堵高爐出鐵口，將所述小出鐵口和沉鐵池中的爐渣和鐵水清理干凈。
12.根據權利要求10所述的高爐下渣鐵回收方法，其特征在于，在出鐵時間緊張的情況下，采用權利要求4所述的高爐渣鐵分離裝置，所述高爐下渣鐵回收方法包括以下步驟 僅在第一次出鐵前封堵所述小出鐵口； 打開高爐出鐵口以排出流出物，流出物從高爐出鐵口流入渣鐵溝后，鐵水經過撇渣器，流入鐵水溝； 下渣流入爐渣溝，在沉鐵池中的鐵水高度高于所述小出鐵口的高度的情況下，打開小出鐵口，以使沉鐵池下方的鐵水順序通過小出鐵口、鐵水支溝流入儲鐵容器或者順序通過小出鐵口、鐵水支溝和鐵水溝流入儲鐵容器，沉鐵池上方的爐渣沿爐渣溝流入儲渣容器； 出鐵完畢后封堵高爐出鐵口，不清理所述小出鐵口、短垂直段和沉鐵池，在沉鐵池和短垂直段中的爐渣和鐵水的液面上撒保溫劑； 再次打開高爐出鐵口，下渣流經所述沉鐵池時，流出物中所含鐵水自動沉降，順序通過小出鐵口、鐵水支溝流入儲鐵容器或者順序通過小出鐵口、鐵水支溝和鐵水溝流入儲鐵容器,沉鐵池上方的爐渣沿爐渣溝流入儲渣容器。
13.根據權利要求10至12中任一項所述的高爐下渣鐵回收方法，其特征在于，通過小出鐵口流出的鐵水直接或間接的流入儲鐵容器，成為合格鐵水。
14.根據權利要求10至12中任一項所述的高爐下渣鐵回收方法，其特征在于，通過小出鐵口流出的鐵水不流入儲鐵容器，在鐵水支溝末端挖臨時坑，使鐵水流入坑內成為鑄鐵塊。
全文摘要
本發明公開了一種高爐渣鐵分離裝置、高爐渣鐵分離方法和高爐下渣鐵回收方法。高爐渣鐵分離裝置包括連接高爐出鐵口的渣鐵溝、連接渣鐵溝與儲鐵容器并且設有撇渣器的鐵水溝、連接渣鐵溝與儲渣容器的爐渣溝，所述分離裝置還包括沉鐵池、小出鐵口、鐵水支溝和阻擋件。高爐渣鐵分離方法則采用上述高爐渣鐵分離裝置，在高爐撇渣器不能正常使用的情況下，分離從高爐出鐵口排出的流出物，得到爐渣和鐵水。高爐下渣鐵回收方法則采用上述高爐渣鐵分離裝置，在下渣帶鐵較多的情況下回收其中的鐵水。
文檔編號C21B7/14GK102618678SQ20121008533
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月28日 優先權日2012年3月28日
發明者楊兵, 黃云 申請人:攀鋼集團西昌鋼釩有限公司