用于冶金反应器的装料装置的防热组件的制作方法

本发明涉及用于冶金反应器的装料装置的防热组件(heat protection assembly，热保护组件)。其进一步涉及冶金反应器的装料装置。

背景技术：

冶金反应器是本领域中众所周知的。这些反应器通常通过装料装置从上方以重力方式进料，该装料装置进而可从中间料斗供以散装物料。一个类型的装料装置在国际申请WO 2012/016902A1中公开。这里，物料通过位于分配滑槽的入口上方的进料器喷嘴而被进料。该滑槽安装在进料器喷嘴布置于其中的可旋转管状支撑件上。为提供滑槽的二维移动性，其还可通过连接到齿轮组件的轴相对于支撑件倾斜。齿轮组件位于由支撑件和固定壳体形成的齿轮箱内，支撑件旋转地安装在该固定壳体上。为保护齿轮组件，壳体的底部部分具有带有冷却回路的防热罩。该罩限定了支撑件的下部部分布置在其中的中心开口。由于防热罩会受到相对高温和可观的温度变化，同时还可能存在高温梯度，因此可能需要对该罩或其至少一部分进行检查、维护和/或更换。这具体涉及冷却回路，而且涉及布置在冷却回路下侧上的耐火材料(refractory material，耐热材料)的防热层。尽管上述申请的装料装置通常良好运作，但防热罩的维护通常是复杂和耗时的。受损耐热层的修理仅可通过在反应器停机时喷浆或喷丸屏蔽来执行。平台需要引入到反应器的上部中。这使得工作不仅冗长而且危险。

技术问题

因此本发明的目标是延长冶金反应器的装料装置中防热罩的寿命。该目标通过根据权利要求1所述的防热组件和根据权利要求15所述的装料装置来解决。

技术实现要素：

本发明提供一种用于冶金反应器的装料装置的防热组件。冶金反应器可具体地是鼓风炉类型。装料装置通常是其中散装物料通过重力方式进料到反应器的类型。因此，在这些情况下，进料装置(至少对于较大部分而言)旨在安装在反应器上方。防热组件将通常配置成保护装料装置的反应器侧表面，即，在上述情况下的底表面。组件包括沿一表面彼此相邻布置的多个防热瓦，而且包括多个防热板。防热瓦沿其布置的表面可以是平面的、弯曲的或其它类型的。术语“表面”在本文中以几何方式理解，即，其不必须为设备的物理表面。每个瓦为防热的，因为其阻热，尤其是阻火，并通过其几何形状具有一些屏蔽能力。每个瓦通常包含耐火物料。可希望热阻高达约1200℃，在出现事故的情况下会达到此温度。

根据本发明，可在相邻瓦之间设置缝隙。缝隙允许各个瓦的热膨胀。各个瓦内的热应力因此相比单体耐火层中的应力较小。缝隙大小可根据在装料装置的操作状况下该瓦的预期热膨胀来选择。当达到装置的顶温时，由于在此情况下的热应力仍小于单体结构的热应力，可允许该瓦彼此接触。另一方面，可选择缝隙在室温下的大小，使得即使在顶温其仍将不接近。然而，缝隙的大小不应过大，因为这可能负面地影响防热组件的屏蔽性质。瓦能够重叠(例如相似于舌状件和凹槽)，使得当穿过缝隙的热传导受阻碍时瓦能够膨胀。以下也在本发明的范围内：一些材料置于缝隙内，只要该材料不过于阻碍各个瓦的热膨胀。例如，该材料可以是高度可压缩的。

根据优选实施例，该瓦包括耐火材料布置在其上的支撑结构。此支撑结构形成该瓦的一种“脊柱”。通常，支撑结构将由高度阻碍热膨胀和收缩过程的材料制成，即，该材料极不可能在这些过程下形成破裂。不言而喻的是，该材料应具有明显高于装料装置操作期间预期温度的熔点。可能的材料为陶瓷或例如钢的金属。布置在支撑结构上的耐火材料当然必须是高度阻热的和阻火的。优选地，其为不良热导体。后面的性质对于支撑结构不是如此关键的。另一方面，耐火材料不必须一样阻碍热变形过程，因为即使在耐火材料中形成小的破裂，其仍可通过连接至支撑结构而保持在位。

优选的是，耐火材料可浇铸到支撑结构上或其周围，即，耐火材料应可以以液体或半液体的形式应用，其在应用到支撑结构之后固化。一种优选的此材料为耐火混凝土。

还开启了通过在浇铸耐火材料之前在意图的缝隙的位置中放置一种“隔离物”材料来形成缝隙的可能性。隔离物材料可在浇铸过程后在瓦安装到装料装置前移除。可替换地，缝隙可填充有在冶金反应器的操作温度下易挥发的(volatile)材料。即，隔离物材料为易挥发的并可在瓦的安装期间保留在位。“易挥发的”在此情境下是指将熔融和/或蒸发的材料以及由于在高温下的化学反应(通常由于燃烧)而消失的材料。当然，由于该材料的唯一功能是为耐火材料的浇铸过程提供一种“模具”，并且隔离物材料在反应器操作期间失去，所以为此目的，便宜材料是优选的。例如，可使用木基或纸材料。特别优选的材料为纸板。

优选地，支撑结构包括耐火材料布置在其上的网格。实质上可为二维或三维的网格结构使得能够用相对少的材料覆盖大空间。根据用于支撑结构的材料，这可帮助保持瓦的重量和/或成本为低。而且，由于支撑结构的导热性通常高于耐火材料的导热性，因此希望尽可能少地使用支撑结构。

存在可根据本发明使用的多种不同的网格配置。一些可以实质上为二维的，如线网。尤其是在瓦厚度更大的情况下，三维结构将是优选的。根据一个优选实施例，网格为六边形。六边形结构优选沿瓦的平面布置，使得支撑结构类似于蜂窝。

防热组件包括多个防热板，每个板包括多个瓦连接到其的共同基板，该防热板配置为彼此相邻地安装在进料装置上。瓦到基板的连接可以是可拆卸的或永久的连接。可用于支撑结构的相同材料也可用于基板。事实上，甚至可想到基板和支撑结构作为一体形成。在随后的浇铸过程中，耐火材料可应用到支撑结构。优选的是，防热板配置为可拆卸地安装在装料装置上。

在此情境下认为本发明自身提供用于冶金反应器的装料装置的防热组件，该组件包括多个防热板，该防热板配置为彼此相邻地安装在装料装置上，其中每个板至少包括防热层。该层可布置在基板上，并可进一步包括连接到基板的多个瓦。通过此防热组件，便于装料装置中防热罩的安装和维护。

在本发明的优选实施例中，防热板包括限定将瓦与基板分离的空间的隔离物构件。该空间主要用于两个目的。一方面，在瓦和基板之间的热接触减小。另一方面，此缝隙还允许垂直于瓦沿其布置的表面的热膨胀。隔离物构件通常布置在瓦的面向基板的侧面上，并垂直于上述表面延伸。

尽管将瓦与基板分离的空间可仅用空气填充，优选的是，隔热层布置在基板和瓦之间。此隔热层大体降低组件的导热，并且尤其降低经由瓦之间缝隙的传导流。本领域中已知的各种材料可用于隔热层。使用陶瓷纤维材料是特别优选的。

在几乎任何情况下，受防热组件保护的装料装置的元件还也需要一些冷却回路。根据优选实施例，此冷却回路的部分可安装在防热板上。在此情况下，每个防热板包括至少一个冷却通道。此冷却剂通道可由传统管道/或由设置在基板内的通道提供。在所描述实施例中，防热和冷却系统均以模块化方式设计，其允许非常容易地安装和拆除单独防热板以用于检查、修理或更换。还应注意，此检查、维护和/或更换可从装料装置内执行。

本发明进一步提供用于冶金反应器的装料装置的防热板，其中多个防热瓦沿表面彼此相邻布置并且连接到共同基板，其中缝隙设置在相邻瓦之间。在上面已经针对本发明的防热组件描述了这些元件。防热板的优选实施例对应于该防热组件的防热板的优选实施例。

此外，本发明提供了具有防热组件的冶金反应器的装料装置，该防热组件包括沿表面彼此相邻布置的多个防热瓦，其中缝隙设置在相邻瓦之间。应理解该表面通常在装料装置的反应器侧面上，即面向反应器的侧面上。

装料装置的优选实施例对应于如上所描述的防热组件的实施例。

装料装置可具体包括用于齿轮组件的壳体。这里，防热组件配置为保护壳体的环形底表面。当然，在此情况下，壳体的底表面面向反应器。此配置也在WO 2012/016902 A1中公开，其通过引证方式结合于此。尽管如此，这里采用传统防热罩。齿轮组件是用于装料装置的分配滑槽的倾斜机构的部分。壳体还可认为是齿轮箱，这是由于其形成齿轮组件的外壳。然而，齿轮组件能够在外壳内旋转。

高度优选的是防热板可从壳体内安装和拆除。由于壳体通常具有用于维护齿轮组件等的入口门，因此内部是容易进入的。如果连接工具如螺栓可从内部进入，则防热板的安装或拆除可以容易且安全地执行。

如果防热组件包括如上所述的多个防热板，则这些板通常过重而不能用手搬运。因此，需要应用一些类型的提升设备。虽然可以为每此次维护操作将此设备引入到壳体中并且此后将其取出，但优选的是用于搬运(handle，操纵)防热板的提升设备布置(或安装)在壳体内。此提升设备的一个例子是龙门吊机。在如WO 2012/016902A1所示的环形壳体中，龙门吊机可包括布置在壳体顶部附近的环形梁。其可因此放置在壳体的任何区段上面以提举位于底部上的任何防热板。

附图说明

现将参考附图描述本发明的细节，在附图中，

图1是根据本发明的防热板的第一实施例的透视剖视图；以及

图2是根据本发明的防热板的第二实施例的透视剖视图。

图3是其中使用图1的防热板的根据本发明的装料装置的透视剖视图。

具体实施方式

图1示出用于保护冶金反应器的装料装置的反应器侧底部区段的防热板10的剖视图。将要受保护的底部区段可以例如属于分配设备的齿轮组件的外壳，如在WO 2012/016902 A1中所描述。该底部区段是环形的；因此其可被弧形板10覆盖。该板10的形状很大程度上由钢制成的基板11确定。曲折的冷却剂通道12布置在基板11中并由焊接到基板11的盖板13覆盖。盖板13可具有跟随冷却剂通道12曲折结构的曲折结构。如果存在基板11的变形，则存在冷却剂通道12中的移动。在盖板13紧密地复制冷却剂通道12的形状的情况下，因为盖板13将跟随冷却剂通道12的移动，所以可降低盖板13和基板11之间的焊接破裂的风险。供应管14和排放管15连接到通道12并可用于连接至冷却剂供应。基板11承载形成防热层30的多个防热瓦31.1、31.2、31.3、31.4。防热瓦31中的每个经由布置在安装带33上的球状隔离物构件34连接到基板11。六边形网格35连接到安装带33。网格35用作防热瓦31的脊柱并提供结构完整性。防热瓦31的防热性质主要由围绕网格35浇铸的耐火混凝土块36而产生。防热瓦31.1、31.2、31.3、31.4彼此不接触，但其间具有缝隙37。该缝隙37允许在防热层30运行期间的热膨胀。

在制造过程中，在应用耐火混凝土36之前，将带有网格35的安装带33安装到基板11。纸板38的条放置在各个瓦31.1、31.2、31.3、31.4之间以防止混凝土36进入缝隙37。然后围绕网格35浇铸耐火混凝土36。可在安装防热板10之前移除纸板38，但这不是必需的。在防热板10的操作条件下纸板38迅速烧掉并因此可留在缝隙37内，如图1所示。隔离物构件34在防热瓦和基板11之间提供空间，该空间填充有由陶瓷纤维构成的隔热层32。防热板10因此为组合三个功能层的模块：具有防热瓦31.1、31.2、31.3、31.4的防热层30防护极高温度并且还提供隔热，隔热层32进一步增强隔离效果，而具有管道14、15的冷却剂通道12提供主动冷却。防热板10具有垂直于基板11的平面延伸的侧凸缘18。这些侧凸缘18具有多个通孔19并用于将防热板10连接到邻近的防热板和/或装料装置。三个孔眼21布置在基板11的上侧上，孔眼使得能够通过龙门吊机41的提升设备等搬运防热板。

图2示出可替换实施例的防热板110。在此情况下，采用无任何通道结构的简单基板111，而防热层30和隔热层32与图1所示的实施例相同。防热板110可用于其中主动冷却不必需的情况或其可与单独冷却系统组合。

图3示出装料装置1的透视剖视图，所具有的特征为用于齿轮组件的环形壳体2和用于该齿轮组件的柱形支撑件3。这里未示出的齿轮组件用于使装料装置1的分配滑槽倾斜。支撑件3相对于壳体2可旋转地安装。如从图3可见，如图1所示的多个防热板10沿壳体2的环形底部彼此靠近布置。穿过孔19放置的螺栓20用于将每个侧凸缘18连接到壳体2的径向布置的板状安装构件5。同时，螺栓20用来互连各个的防热板10。

如在图3中可见，龙门吊机41的梁40连接到壳体2的顶部梁40是环形的并允许吊机41移动到壳体2内的基本上任何位置。图3示出由龙门吊机41的链条42提升的防热板10的移除。图3示出连接到图1中未示出的提升环22的链条。可替换地，链条42可连接到孔眼21。通过沿梁40移动龙门吊机41，防热板10可移动到壳体2的入口门(未示出)，其可从该入口门移除用于修理或更换。更换的板可通过颠倒的操作顺序来安装。因此，显然可在短时间内且容易地实现防热板10的更换。具体地，不需要人员在防热板组件4的下侧上，即接近反应器自身或在反应器自身内作业。安装和拆除可从壳体2之内完成。这使得作业不仅更容易而且显著提高工作人员的安全性。

附图标号：

1进料装置 31.1防热瓦

2壳体 31.2防热瓦

3支撑件 31.3防热瓦

4防热组件 31.4防热瓦

5安装构件 32隔热层

10防热板 33安装带

11基板 34隔离物构件

12冷却通道 35网格

13盖板 36耐热混凝土

14供应管 37缝隙

15排放管 38纸板

18侧凸缘 40梁

19通孔 41龙门吊机

20螺栓 42链条

21孔眼 110防热板

22提升环 111基板

30防热层