保温烟道和保温烟道的制作方法与流程

本发明涉及电炉冶炼领域，具体涉及一种保温烟道和一种保温烟道的制作方法。

背景技术：

烟道是一种链接炉膛与后处理设备，承载烟气的部件。现今工业设计施工中使用的大型烟道主要分为砖混制烟道和钢制烟道两种。但无论使用哪种烟道，其内壁表面均较为平滑且相对平直，使得烟气在其中的流动状态简单，致使烟气沉降率高。鉴于此，在现有的烟道中，在烟道长距离输送中不可避免的需要设置大型的沉降室或储灰仓。这样不但增加了投资与占地面积，更严重地影响了烟道布置的灵活性。

此外，在大型工业生产中，会遇到各种工况复杂的烟气，例如灰分重、温度高或性质粘的烟气，当这些烟气进入烟道后，极易附着在烟道的内壁表面、后处理设备的换热面以及散热面上，这就大大地影响了烟气的输送效率，同时也增加了烟道和后处理设备的维护成本。

针对现有技术的不足之处，本领域的技术人员迫切希望寻求一种能够减少烟气堆积，从而有效改善后处理设备的工作效率的烟道。

技术实现要素：

为了减少保温烟道内的烟气堆积，从而有效改善保温烟道以及后处理设备的工作效率，本发明提出了一种保温烟道。

根据本发明的保温烟道，包括壳体和形成在壳体内表面的保温层，保温层上间隔形成有多条沿保温层的长度方向贯穿设置且具有缠距的导风通道，以使得进入保温烟道中的烟气在导风通道的作用下形成旋风，从而减少烟气中的烟灰在保温烟道中的沉降。

进一步地，在保温层的展开平铺状态下，各导风通道均为线性通道，且各线性通道在保温层上倾斜且间隔平行设置。

进一步地，线性通道的内表面为弧形面，且相邻的两个线性通道之间形成为平滑的曲面。

进一步地，壳体由钢制成，保温层由耐火浇注材料制成。

本发明还提出了一种用于制作上述保温烟道的制作方法，包括以下步骤：步骤一：通过计算获得保温层的相关参数，所述参数至少包括保温层的最小厚度，导风通道的深度、导风通道的个数和导风通道的缠距；步骤二：在用于形成所述壳体的一板状钢板上铺设锚固件，所述锚固件包括第一锚固件和第二锚固件，所述第一锚固件的高度大于所述第二锚固件的高度，根据步骤一获得的参数获得第一锚固件和第二锚固件的高度以及排布方式，以使得当所述板状钢板形成为平板状时，所述第一锚固件与第二锚固件在所述板状钢板的同一条斜线上等间隔交错设置，而当所述板状钢板卷曲形成为圆筒状时，位于该同一条斜线上的所述第一锚固件与第二锚固件的高度相等，以使该斜线形成为导风通道的高点线；步骤三：将所述板状钢板进行卷焊，对相邻的高点线之间进行耐火浇注材料的涂抹，以在相邻的高点线之间形成具有所述导风通道的保温层。

进一步地，在步骤一中，包括以下步骤：根据烟气的具体情况和耐火浇筑材料的绝热系数计算保温层的最小厚度h，并通过d2＝d-h得到保温层的平均内径d2，其中，d为板状钢板卷曲时的内径；根据公式s＝150*3.14(d2)⁴/16计算出所述导风通道的缠距s；根据公式b1＝d3-d1＝d1/7，d1＝2d2-d3计算出所述导风通道的深度b1、保温层的最小内径d3和保温层的最大内径d1；根据公式n＝3.14*d1/(b1*v/10)计算出所述导风通道的个数n，其中，v为烟气的经济流速。

进一步地，在步骤二中，将所述第二锚固件矩阵式设置在所述板状钢板上，其中，任意相邻的四个第二锚固件形成的矩形的中心位置设置有第一锚固件，以使得所述第一锚固件与所述第二锚固件在所述板状钢板上的同一条斜线上等间隔交错设置。

进一步地，在所述步骤二中，通过步骤一中获得的参数获得第一锚固件和第二锚固件的高度以及排布方式的方法包括：根据公式b＝3.14*d/20计算出相邻所述第二锚固件的横向间距b；根据公式d＝s/n计算出相邻所述第二锚固件的纵向间距d；根据公式h1＝1/2(d3+d-2d1)计算出第一锚固件的高度h1；根据公式h2＝1/2(d-d1)计算出第二锚固件的高度h2。

进一步地，在所述步骤三中，包括以下步骤：对相邻的高点线之间的耐火浇注材料进行平滑的涂抹，以使相邻的高点线之间形成所述导风通道的弧形面；将相邻的两个弧形面之间涂抹成平滑的曲面。

进一步地，弧形面与曲面的各横截面的曲线均满足曲线方程：

与现有技术相比，本发明的保温烟道通过其保温层上特有的导风通道的结构可以有效的改善烟气的流动性质，该导风通道使烟气由现有技术中的平流状态变为湍流状态，从而在有效地减少了烟气在保温烟道中的堆积的同时，也大大地改善了后处理设备的工作效率。此外，由于本发明的保温烟道对烟气的输送过程中产生的沉降物更少且输送更稳定，因此可减少现有技术中沉降室或储灰仓的设置，甚至可以取消沉降室或储灰仓的设置，从而一方面可增加保温烟道布置的灵活性，另一方面还可减少工程投资，有利于降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为根据本发明的保温烟道的横截面示意图；

图2为根据本发明的保温烟道在展开平铺状态下的结构示意图；

图3为根据本发明的保温烟道在展开平铺状态下锚固件的分布示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1和图2分别示出了本发明的保温烟道100的结构。结合图1和图2所示，本发明的保温烟道100包括壳体1和形成在壳体1内表面的保温层2，保温层2上间隔形成有多条沿保温层2的长度方向贯穿设置且具有缠距的导风通道21，以使得进入保温烟道100中的烟气在导风通道21的作用下形成旋风，从而减少烟气中的烟灰在保温烟道100中的沉降。

本发明的保温烟道100在使用时，由于保温层2上形成有多条导风通道21，该导风通道21沿保温层2的长度方向贯穿设置且具有一定的缠距，使得进入保温烟道100内的烟气在导风通道21的作用下产生旋风，即，导风通道21使得烟气沿保温烟道100的长度方向形成螺旋状运动的风，该螺旋状的风一方面能够将烟气中的烟灰卷起并保持在保温烟道100的中心的环空区域中，以避免烟灰粘覆在保温层2的内壁或后续处理设备上，另一方面还能使烟气的流动更为平稳，以提高烟气的输送质量和输送效率。

如图2所示，在保温层2的展开平铺状态下，各导风通道21均为线性通道，且各线性通道在保温层2上倾斜且间隔平行设置。通过该设置，当保温层2处于卷曲状态时，各导风通道21形成为类似于枪管内膛线的结构，从而使烟气的气流在各导风通道21的作用下形成螺旋状运动的风，以带动烟气中的烟灰稳定地前行。

在一个优选地实施方式中，导风通道21的内表面可以形成为矩形槽面。在另一个优选地实施方式中，如图1所示，为了使进入保温烟道100内的烟气的螺旋状运动状态更为稳定，可将导风通道21的内表面设置成弧形面211，且相邻的两个导风通道21之间形成为平滑的曲面212。

根据本发明，壳体1与保温层2的制作材料可以与现有技术中保温烟道的制作材料相同。优选地，壳体1可由钢制成，保温层2可由耐火浇注材料制成。

此外，本发明还提出了一种用于制作上述保温烟道100的制作方法。如图3所示，该方法包括以下步骤：步骤一：通过计算获得保温层2的相关参数，该参数至少包括保温层2的最小厚度h，导风通道21的深度b1、导风通道的21个数n和导风通道21的缠距s；步骤二：在用于形成壳体1的一板状钢板11上铺设锚固件，锚固件包括第一锚固件31和第二锚固件32，第一锚固件31的高度大于第二锚固件32的高度，根据步骤一获得的参数获得第一锚固件31和第二锚固件32的高度以及排布方式，以使得当板状钢板11形成为平板状(即图3所示的状态)时，第一锚固件31与第二锚固件32在板状钢板11的同一条斜线上等间隔交错设置，而当板状钢板11卷曲形成为圆筒状时，位于该同一条斜线上的第一锚固件31与第二锚固件32的高度相等，以使该斜线形成为导风通道21的高点线2111(如图2所示)；步骤三：将板状钢板11进行卷焊，对相邻的高点线2111之间进行耐火浇注材料的涂抹，以在相邻的高点线2111之间形成具有导风通道21的保温层2。

通过采用本发明的保温烟道100的制作方法，可将保温烟道100的保温层2形成为具有一定缠距的导风通道21的结构，从而使得进入保温烟道100内的烟气在导风通道21的作用下产生旋风，即，导风通道21使得烟气沿保温烟道100的长度方向形成螺旋状运动的风，该螺旋状的风一方面能够将烟气中的烟灰卷起并保持在保温烟道100的中心的环空区域中，以避免烟灰粘覆在保温层2的内壁或后续处理设备上，另一方面还能使烟气的流动更为平稳，以提高烟气的输送质量和输送效率。

进一步地，在步骤一中，包括以下步骤：根据烟气的具体情况和耐火浇筑材料的绝热系数计算保温层的最小厚度h，并通过d2＝d-h得到保温层的平均内径d2，其中，d为板状钢板卷曲时的内径；根据公式s＝150*3.14(d2)⁴/16计算出所述导风通道的缠距s；根据公式b1＝d3-d1＝d1/7，d1＝2d2-d3计算出所述导风通道的深度b1、保温层的最小内径d3和保温层的最大内径d1；根据公式n＝3.14*d1/(b1*v/10)计算出所述导风通道的个数n，其中，v为烟气的经济流速，该经济流速的具体数值由所采用的不同的电炉来决定，该具体数值应当理解为在采用某一电炉时，其生产最为经济的模式下产生的烟气的流速。

优选地，在步骤二中，将第二锚固件32矩阵式设置在板状钢板11上，其中，任意相邻的四个第二锚固件32形成的矩形的中心位置设置有第一锚固件31，以使得第一锚固件31与第二锚固件32在板状钢板11上的同一条斜线上等间隔交错设置。

进一步地，在步骤二中，通过步骤一中获得的参数获得第一锚固件31和第二锚固件32的高度以及排布方式的方法包括：根据公式b＝3.14*d/20计算出相邻第二锚固件32的纵向间距b，根据公式d＝s/n计算出相邻第二锚固件32的横向间距d，从而可以得出第二锚固件32在板状钢板11上的排布方式，由于第一锚固件31设置在任意相邻的四个第二锚固件32形成的矩形的中心位置，因此也可得出第一锚固件31在板状钢板11上的排布方式；同时，根据公式h1＝1/2(d3+d-2d1)计算出第一锚固件31的高度h1；根据公式h2＝1/2(d-d1)计算出第二锚固件32的高度h2。

在确定出第一锚固件31和第二锚固件32的高度以及排布方式的基础上，可继续进行步骤三，将板状钢板11进行卷焊，并对相邻的高点线2111之间进行耐火浇注材料的涂抹，以在相邻的高点线2111之间形成具有导风通道的21保温层2。优选地，在该步骤中，还包括以下步骤：对相邻的高点线2111之间的耐火浇注材料进行平滑的涂抹，以使相邻的高点线2111之间形成导风通道21的弧形面211；将相邻的两个弧形面211之间涂抹成平滑的曲面212，以使进入保温烟道100内的烟气的螺旋状运动状态更为稳定。

进一步优选地，弧形面211与曲面212的各横截面的曲线均满足曲线方程：

与现有技术相比，本发明的保温烟道100通过其保温层2上特有的导风通道21的结构可以有效的改善烟气的流动性质，该导风通道21使烟气由现有技术中的平流状态变为湍流状态，从而在有效地减少了烟气在保温烟道100中的堆积的同时，也大大地改善了后处理设备的工作效率。此外，由于本发明的保温烟道100对烟气的输送过程中产生的沉降物更少且输送更稳定，因此可减少现有技术中沉降室或储灰仓的设置，甚至可以取消沉降室或储灰仓的设置，从而一方面可增加保温烟道100布置的灵活性，另一方面还可减少工程投资，有利于降低生产成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。