CN201605278U - 用于高炉炉缸炉底死铁层纵截面解剖的楔形齿耙 - Google Patents

Abstract

用于高炉炉缸炉底死铁层纵截面解剖的楔形齿耙，属炼铁技术领域，楔形齿耙包括基板和耙齿，其特征在于基板为长条形，基板上一面均匀的固定有耙齿，耙齿的形状为楔形。本实用新型用于高炉炉缸炉底死铁层纵截面解剖，其优点是：通过物理方式对高炉死铁层进行解剖，避免了高温切割后带来的问题；避免了钻孔洞取样的片面性问题；能够更加直观、真实地保留整个死铁层纵截面的信息，从而正确指导高炉研究工作者研究高炉炉缸炉底死铁层。

Description

用于高炉炉缸炉底死铁层纵截面解剖的楔形齿耙

技术领域

本实用新型涉及一种用于高炉炉缸炉底死铁层纵截面解剖的楔形齿耙，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，本实用新型提供了一种用于高炉炉缸炉底死铁层纵截面解剖的楔形齿耙，使得高炉死铁层的纵截面能够通过使用该楔形齿耙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，本实用新型是通过以下的技术方案来实现的：

一种用于高炉炉缸炉底死铁层纵截面解剖的楔形齿耙，包括基板和耙齿，其特征在于基板为长条形，基板上一面均匀的固定有耙齿，耙齿的形状为楔形，如图4所示。

所述的两相邻耙齿的底部中间横线之间的距离为50至80厘米(和下述死铁层纵截面轮廓线上的孔洞间距相适配。)。

所述的耙齿的个数等于下述死铁层纵截面轮廓线上的孔洞的个数。

所述的耙齿的宽度15至25厘；耙齿的高度为30至50厘米；耙齿的楔形角度为20至30度。

本实用新型楔形齿耙用于高炉炉缸炉底死铁层纵截面解剖，该纵截面解剖的方法，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

将死铁层固定，将楔形齿耙置于死铁层纵截面轮廓线一侧上，使得楔形齿耙的耙齿一一对应于其上的孔洞，耙齿楔入孔洞上的尖角沟槽内；用液压千斤顶作用于楔形齿耙的基板，在液压千斤顶的作用下，孔洞上的尖角沟槽的部位由于应力集中效应，较其他区域易于产生微裂纹，将成为裂纹产生及裂纹的扩展源；

5)死铁层纵截面的解剖：

当上述死铁层纵截面轮廓线一侧出现明显的裂纹后，停止该一侧轮廓线上的加工，将千斤顶置于其相邻的一条轮廓线上，重复进行步骤4)的工作过程，直至出现明显裂纹；以此类推再对其余两条轮廓线上重复进行步骤4)的工作过程，直至死铁层纵截面的轮廓线均出现明显裂纹；之后重复步骤4)-5)的工作过程直至整个死铁层纵截面完全裸露，死铁层纵截面的解剖过程完成，这样可以保证整个死铁层解剖过程自始至终不偏离死铁层纵截面的轮廓线。

上述死铁层纵截面的解剖完成后可对其进行观察、测绘，并可进一步进行合理取样，以保证取样能够反映整个死铁层纵截面上的情况。相比较国内外传统的死铁层钻孔洞取样的方法，本本实用新型方法使得高炉死铁层的纵截面能够完全裸露，能够更加真实全面地反应炉缸炉底的冶炼状态。

本实用新型的有益效果是：

(1)通过物理方式对高炉死铁层进行解剖，避免了高温切割后改变炉缸炉底死铁层原始的化学成分分布，渣铁分布，元素偏析现象，焦炭在渣铁水分布等问题。

(2)避免了钻孔洞取样的片面性及在此过程中产生的高温破坏死铁层纵截面原始信息等问题。

(3)能够更加直观、真实地保留整个死铁层纵截面的信息，从而正确指导高炉研究工作者研究高炉炉缸炉底死铁层。

附图说明

图1是本实用新型所述方法中死铁层上表面圆的圆心的标定示意图；

图2是本实用新型所述方法中在死铁层上沿标定的死铁层纵截面轮廓线钻孔洞的示意图；

图3是本实用新型所述方法中将孔洞处理成尖角沟槽的示意图；

图4是本实用新型的楔形齿耙的示意图。

其中：1、死铁层上表面圆，2、圆周轮廓线，3、弦线，4、弦线的中垂线，5、圆心，6、穿过铁口中心线的死铁层纵截面轮廓线，7、孔洞，8、高炉铁口，9、死铁层，10、尖角沟槽，11、基板，12、耙齿，13、耙齿的宽度，14、耙齿的高度，15、耙齿的底部，16、中间横线。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明，但不限于此。

实施例1：

一种用于高炉炉缸炉底死铁层纵截面解剖的楔形齿耙，包括基板11和耙齿12，其特征在于基板11为长条形，基板11上一面均匀的固定有耙齿12，耙齿12的形状为楔形，如图4所示。

所述的两相邻耙齿的底部15中间横线16之间的距离为50厘米。

所述的耙齿12的宽度15厘米；耙齿的高度14为30厘米；耙齿12的楔形角度为20度。

实施例2：

同实施例1相同，只是所述的两相邻耙齿的底部15中间横线16之间的距离为80厘米。

所述的耙齿12的宽度25厘米；耙齿的高度14为50厘米；耙齿12的楔形角度为30度。

实施例3：

同实施例1相同，只是所述的两相邻耙齿的底部15中间横线16之间的距离为70厘米。

所述的耙齿12的宽度20厘米；耙齿的高度14为40厘米；耙齿12的楔形角度为25度。

上述实施例中所使用的液压千斤顶是30吨液压千斤顶。

Claims (3)

1.一种用于高炉炉缸炉底死铁层纵截面解剖的楔形齿耙，包括基板和耙齿，其特征在于基板为长条形，基板上一面均匀的固定有耙齿，耙齿的形状为楔形。

2.如权利要求1所述的用于高炉炉缸炉底死铁层纵截面解剖的楔形齿耙，其特征在于所述的两相邻耙齿的底部中间横线之间的距离为50至80厘米。

3.如权利要求1所述的用于高炉炉缸炉底死铁层纵截面解剖的楔形齿耙，其特征在于所述的耙齿的宽度15至25厘；耙齿的高度为30至50厘米；耙齿的楔形角度为20至30度。

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