概念
出鐵場(castlaouse)
高爐煉鐵最終產品鐵水與爐渣的排放與收集場所。是高爐爐前高溫、多塵、勞動繁重的作業區。
布置
中國的小高爐一般只有1個鐵口1個出鐵場,沒有後續煉鋼的鐵廠里,出鐵場上還裝有鑄鐵機,鐵水排出高爐後直接鑄成鐵塊;中型高爐也只有1個鐵口1個出鐵場,場的兩側或布置有鐵水運輸線和爐渣運輸線,用鐵水罐和渣罐運輸,或一側布置為鐵水運輸線,用鐵水罐運輸鐵水,另一側為沖渣溝道,將爐渣沖為水渣。1000m3級高爐有的是一個鐵口1個出鐵場,有的是兩個鐵口1個出鐵場,還有兩個鐵口兩個出鐵場的。2000m。以上高爐均設兩個鐵口兩個出鐵場,3000m3以上高爐則需要3~4個鐵口,2~4個出鐵場。出鐵場布置採用島式或半島式,出鐵場與渣鐵運輸線相垂直。出渣一般是在爐前以沖水渣與乾渣坑相結合的辦法處理(見高爐爐渣)。兩個以上鐵口的高爐其出鐵場布置時要考慮鐵口間的夾角不能過小,儘可能均衡分布,還要考慮渣鐵溝不能太長,以減輕爐前的勞動量。有3種具代表性的大型高爐出鐵場:(1)中國寶山鋼鐵(集團)公司(寶鋼)1號高爐(4063m3)。設有兩個對稱的出鐵場4個鐵口,每個出鐵場上布置兩個鐵口(見圖1),兩個鐵口間夾角40。,每個出鐵口都有兩條專用魚雷車停放線與出鐵場垂直布置,這樣可以縮短鐵溝長度,減少出鐵時鐵水溫度下降和鐵溝的維護。但官是一側出渣,兩個鐵口的爐渣要引到另兩個鐵口的渣溝一側,致使渣溝長達350m以上,渣溝修補工作量很大。寶鋼3號高爐改變了1號高爐這種出鐵場布置,改為兩側出渣,擴大了兩個鐵口間的夾角,並使渣溝的長度比1號高爐的縮短了50%。(2)日本住友公司鹿島廠3號高爐(5053m3)。設定了4個出鐵場(見圖2),4個鐵口相互垂直呈90.布置,分布均勻,鐵溝渣溝都較短,渣坑布置在對角兩側。(3)俄羅斯的新利佩茨克廠6號高爐(3200m3)、克里沃羅格廠9號高爐(5026m3)和契列泊維茨克廠5號高爐(5500m3)都具有獨特的圓形出鐵場(見圖3),爐渣全部沖為水渣,不設渣坑,4個鐵口均勻分布,渣溝鐵溝都很短。
鐵溝和渣溝 鐵溝分主溝和支溝。主溝有固定型和活動型兩種。一般中小高爐採用搗打內襯的固定型主溝;大型高爐採用高級耐火材料澆注的活動型主溝,它可以被吊到爐台下進行檢修。主溝要有一定的長度(大高爐20m左右,中小高爐8~14m)和坡度(大高爐2%~5%,中小高爐8%~10%),鐵水在溝內流速低於1.5~1.7m/min以保證渣鐵在主溝內充分分離,渣中帶鐵率小於O.1%。在生產中主溝還有貯鐵式和非貯鐵式之分。一般中小高爐是非貯鐵式出鐵,大型高爐多鐵口出鐵則採用貯鐵式出鐵(例如寶鋼高爐),這樣出鐵時從鐵口湧出的渣鐵不會直接衝擊溝底內襯,減輕磨損的程度,但是套用貯鐵式主溝時要求鐵水溫度高,並採取一定的保溫措施。在主溝的末端還設有撇渣器(俗稱沙口或小坑),利用渣鐵的密度差,用擋板把爐渣擋住,只讓鐵水從擋板下面通過,達到渣鐵分離的目的。現在多用碳搗或碳磚砌築的撇渣器,也有用高級耐火材料澆注的,壽命可達數個月,不少廠還使用整體吊換的活動撇渣器。鐵支溝的結構與主溝相同,坡度一般為5%~6%,流嘴處可達10%。
渣溝一般採用鑄鐵槽上面加一層墊溝料或澆注料預製件。在有渣口的高爐上,上渣溝坡度較大約20%~30%,下渣溝坡度一般為6%。為了回收渣中殘鐵,保證沖水渣的安全,大型高爐上(例如寶鋼)在渣溝系統中還設有一個殘鐵罐,爐渣流經殘鐵罐然後溢流入之後的渣溝,這樣渣中帶的殘鐵可在殘鐵罐中沉積下來。有些大中型高爐上則在渣溝系統設殘鐵坑,起到殘鐵罐同樣的作用。
爐前設備 為保證高爐順利出鐵出渣、改善勞動條件和減輕勞動強度,出鐵場上設有鐵口開堵機、換風口機等各種爐前設備。
鐵口開堵機械 開口機有鑽孔式、衝擊式和沖鑽式。中小高爐一般採用鑽孔式,現已改進為帶吹風鑽頭的,隨鑽進隨吹灰,既可冷卻鑽頭,提高鑽進速度,又可根據吹灰情況判斷鑽進深度;大型高爐採用沖鑽式,一般先用鑽桿以鏇轉方式鑽進,到一定距離後邊打邊鏇轉前進,在鑽頭到達指定深度位置後,改用釺桿,釺桿可正反雙向打擊,正打擊為打通鐵口,反打擊從鐵口拔出釺桿。堵鐵口機械為泥炮,現代泥炮有電動和液壓兩種。由於液壓傳動能可靠地得到很高的活塞推力,而且設備自重輕,所以廣泛地套用於大中小高爐上。大高爐上則採用矮炮身高壓力的液壓泥炮,打泥壓力最大可達600t,泥炮的每個動作都由單獨液壓缸控制。控制機能優越,既能自動運轉,也可手動操作,有的還能通過攜帶式操作器遙控。矮身炮還可安裝在風口平台下的空間裡,使鐵口上方的風口能得到如同其他風口那樣的觀察等。現代大型高爐還設有填泥機與換釺機等輔助設備,前者把炮泥機械化地填入泥炮,後者用機械手換裝釺桿。有的高爐還裝有鐵口自動燒氧氣的裝置。
換風口機 換風口機由卸風口機與裝風口機兩套機具組成,它們具有相似的結構。寶鋼使用的是小車式結構,更換風口時將小車吊運至風口處進行操作。先將小車上的水平支柱頂住風口二套外邊,再通過柱銷將車體固定。將裝有卸風口工具的橫樑對準風口中心,啟動主油缸將工具伸入風口,鉤住風口並用氣錘衝擊風口使之脫離二套,用主油缸將風口拉出,然後解開車體,連同風口一起運出,到指定地點卸下風口。裝風口的過程和卸風口操作相反,將裝風口機連同新風口鉤住,然後將風口送入,開動氣錘向里錘擊將風口裝好。