渣处理系统：选取合适的渣层厚度和铁液深度，降低风压波动对炉渣的影响

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：选取h时应考虑风压波动的影响，当风压临时增大，炉渣不会从过桥处随铁液流出。图2-65 炉后排渣，炉前连续出铁装置1—风口 2—出铁槽 3—残铁口 4—过桥 5—渣口这里的关键是选取合适的渣层厚度和铁液深度。这种分渣器的结构过于庞大，易造成铁液降温，故适用于大型连续生产的冲天炉。

铁渣分离装置可分为间断出渣装置和连续出渣装置两大类。间断出渣时，炉渣是在前炉或炉缸内分离，通过渣口间断排出；铁液经出铁口间断流出。大部分中小型冲天炉均用这种出渣方式。这种方式的缺点是劳动条件恶劣，渣铁长时间接触，可能造成铁液回硫。因此，在大量连续生产（特别是双联熔炼）时，必须采用连续铁渣分离装置。常用的有以下几种：

1.炉后排渣的连续铁渣分离装置

它是利用铁液与炉渣的重度差及炉内气压，使铁液从过桥流出而炉渣在炉缸内存留；当炉渣到达一定的高度后，经渣口排出。这种方式的特点是过桥只流铁液，对过桥浸蚀小。但其缺点是炉缸深度要大，间断排渣的时间控制严格，操作条件恶化（多数是暂停风后再开渣口），炉缸处的渣口的维护工作量大，故多适用于每次开炉时间较短的冲天炉。这种排渣方式的装置结构如图2-65所示。其计算公式如下：

式中 p——炉内压力（×10Pa）；

H——渣口至过桥间的垂直距离（m）；

γ_渣——炉渣密度，可取2200kg/m³；

γ_铁——铁液密度，可取7000～7200kg/m³；

h——过桥顶面至出铁槽底面之间的垂直距离（m）。

图2-65 炉后排渣，炉前连续出铁装置

1—风口 2—出铁槽 3—残铁口 4—过桥 5—渣口

这里的关键是选取合适的渣层厚度（H）和铁液深度（h）。决定H时应考虑到炉缸内冶金反应的需要。如碱性炉内的炉渣有脱硫作用，H可选大一些，而对酸性炉H则选小值。选取h时应考虑风压波动的影响，当风压临时增大，炉渣不会从过桥处随铁液流出。

2.挡渣墙分渣装置

挡渣墙分渣为炉前分渣。这种方式的特点是炉渣与铁液的分离不在炉缸内进行，而是将铁液和炉渣同时经过桥流出到炉缸以外的铁渣分离器中分离。因此，在冲天炉熔炼过程中，渣、铁分别连续地从分离器中排出，这样就不必进行开、堵出渣口的操作，从而使炉内工作状况稳定，劳动条件得到改善。然而，这种方式因炉渣流经过桥，对其浸蚀作用较大，在长期连续作业中，过桥是炉衬的薄弱环节，往往成为决定“炉龄”的关键。因此，在长龄炉上通常设置两个分渣器，轮换使用和维修。挡渣墙分渣的炉缸内存留铁液，可使铁液的增碳率提高。

挡渣墙分渣器的结构如图2-66所示。

铁渣分离器中的铁液高度（H）是该装置的重要参数，可按下式计算决定

Hγ_铁≥p （2-53）

式中 H——分离器中铁液高度（m）；

γ_铁——铁液密度（kg/m³）；

p——炉缸内炉气压力（MPa）。

图2-66 虹吸分渣，连续出铁装置

1—过桥 2—残铁出口 3—出铁槽 4—挡渣墙 5—排渣槽

此式即表示，分渣器中的铁液高度（H）造成的液柱静压力应超过炉缸内炉气压力，保证在正常工作时，炉气不能由过桥喷出。但是，若H值太大，则炉内铁液高度增加。炉缸内的渣层厚度（δ）随炉内压力（p）的变化而变化。

Hγ_铁=p+δγ_渣

分渣器中的渣层厚度（s），既能使分离器中的炉渣连续地从排渣槽中流出，又可利用炉渣保护铁液不与大气接触而造成降温和氧化。这种分渣器的结构过于庞大，易造成铁液降温，故适用于大型连续生产的冲天炉。对于中小型冲天炉而言，由于铁流量小，可按上述原理将结构设计得既紧凑而又便于操作，这种装置称之为积渣包。国内中小型冲天炉上的常用结构如图2-67所示。

3.压力分渣器

无论炉后排渣还是炉前排渣的连续铁渣分离装置，由于过桥受到炉渣和铁液的冲刷和侵蚀，其寿命较炉身和炉缸短（中低耐火度材料1～3天，高耐火度材料为6～12天），成为决定冲天炉寿命的主要因素。近年来国内采用了压力分渣装置，从结构上考虑便于修理（其寿命为一周），而且每台炉上安装两个，轮换使用、修理，这种结构在大型水冷冲天炉上得到广泛应用。

压力分渣装置的基本原理仍然与上述两种分渣装置相同，只是将分渣器放在炉外，分渣器中承受与炉缸内相同的压力，如同一个能分渣的小前炉。其结构如图2-68所示。