冶金反应器的装料装置的制作方法

本发明涉及一种冶金反应器的装料装置。其进一步涉及一种此装料装置的冷却组件和用于此冷却组件的冷却面板。

背景技术：

冶金反应器在本领域中是众所周知的。这些反应器通常通过装料装置从上方利用重力供料，该装料装置转而可以以来自中间料斗的大批材料供料。在国际申请WO 2012/016902 A1中公开了一种类型的装料装置。这里，材料通过定位在分配斜槽的入口上方的供料喷口供料。该斜槽安装在可旋转的管状支撑件上，其中设置了供料喷口。为了提供斜槽的二维移动性，其还通过连接到齿轮组的轴而相对于支撑件可倾斜。该齿轮组定位在通过支撑件和支撑件可旋转地安装在其上的固定壳体形成的齿轮箱的内侧。为了保护齿轮组，该壳体的底部具有带冷却回路的防热罩。该罩限定了其中设置支撑件的下部的中心开口。由于防热罩可能经受相对高的温度和相当大的温度变化，同时也可能存在高温梯度，因此可能需要对该罩或至少其部分进行检查、维护和/或更换。这具体涉及冷却回路，而且涉及设置在冷却回路的下侧上的耐火材料的防热层。尽管上述申请的装料装置通常运作良好，但防热罩的维护经常是复杂的并耗时的。

技术问题

因此本发明的目的是为了便于在冶金反应器的装料装置中的防热罩的安装和维护。该目的通过根据权利要求1所述的装料装置、根据权利要求17所述的冷却组件以及根据权利要求18所述的冷却面板解决。

技术实现要素：

本发明提供了一种冶金反应器的装料装置，具有设置用于冷却装料装置的反应器侧的冷却组件。该冶金反应器可以具体地为鼓风炉类型。装料装置通常为其中大批材料利用重力供料到反应器的类型。因此，在这些情况下，装料装置——至少对于较大部分——意图安装在反应器上方。因此，反应器侧，即面向反应器的一侧，是底侧或下侧。然而，可想到装料装置在反应器的不同侧上。该冷却组件设置用于冷却反应器侧，其通常意味着冷却组件沿着反应器侧设置。

根据本发明，该冷却组件包括多个冷却面板，每个冷却面板包括至少一个冷却剂通道。即，冷却组件以模块化方式设计，其中冷却面板可以被认为是模块。通常，该板沿着面向反应器的装料装置的表面相互紧挨地设置。总之，这些面板可以在装料装置的外侧被预加工并然后接连地被安装。如前所述，该冷却组件通常在恶劣条件下操作，并仍然必须完美地运行以保护装料装置的其他部件。因此，这些面板可能需要被检查、被维修以及可能被更换。应理解这些操作通过利用模块化面板而被极大地促进，该模块化面板可以为检查、维护和/或更换而被单独地去除。在优选实施例中，所有冷却面板是完全相同的，使得更换面板可以在任何位置中被使用。还应注意此检查、维护和/或更换可以从装料装置的内侧执行。

为了进一步便于这些面板的安装和拆卸，冷却面板通过可拆卸的连接来安装是优选的。它们可以可拆卸地安装到彼此和/或安装到装料装置的其余部分。通常，可拆卸的连接将是螺栓连接。

冷却剂通道可以由如在本领域中已知的标准的管状管形成。然而，为了容易制造，优选地，每个面板包括其中形成了至少一个冷却剂通道的基板。通常，基板的形状将或多或少地对应于面板本身的整体形状。该通道可以在主要形成过程，如浇铸中，连同基板一起形成，或其可以被机械加工到预加工的基板中。后者可以提供提高的冷却效率。

基板可以由各种材料形成。当然，这些材料需要具有足够的机械稳定性并且需要经受升高的温度并可能经受温度差。由于良好的导热性还促进了冷却过程，该基板优选地由金属例如钢制成。

该通道在基板中形成为凹槽，该凹槽由安装在基板上的盖板覆盖。即，如果基板具有顶表面和底表面，该通道可以在顶表面中形成为凹槽，而底表面完全是平面。显然，在此实施例中，实际上没有限制通道的形状，即其可以是笔直的或弯曲的，并且可具有各种截面。此通道可以通过铣削容易地产生。当然，该通道的顶侧需要为了冷却剂的安全容纳而封闭。因此，该盖板安装在基板上，例如通过焊接。

如前所述，该冷却剂通道可具有各种形状。当然，希望该面板的整个区域靠近冷却剂通道。当这可以通过多个冷却剂通道或分支的冷却剂通道分别地实现时，该冷却剂通道具有曲折结构是优选的。因此，单个的、不分支的冷却剂通道可以覆盖大面积。

优选地，该盖板具有曲折结构，其遵循冷却剂通道的曲折结构。如果存在基板的变形，将存在冷却剂通道中的移动。在盖板严密地复制该冷却剂通道的形状的情况下，能够减小在盖板和基板之间的焊接破裂的风险，因为盖板将遵循冷却剂通道的移动。

当然，这些冷却剂通道需要连接到冷却剂供给源。在一方面，直接相互连接不同面板的冷却剂通道是可能的。但每个面板包括连接到冷却剂通道的至少一个冷却剂管是优选的。尤其当冷却剂通道是基板内的凹槽时，如果从基板的表面突出并且可以具有标准的连接器的冷却剂管是可供使用的，则可极大地方便冷却剂通道和冷却剂供给源的连接和断开。

即使当上述冷却剂管被采用时，不同面板的冷却剂通道可以被串联连接。例如，可以存在用于整个冷却组件的单个入口和单个出口。在这种情况下，这些通道的相加的长度可以引起相当大的压力下降，其转而需要使用升压泵。此外，更接近出口的面板将接收已经通过流经若干其他面板而加温的冷却剂。为此，不同面板的冷却剂通道平行连接到冷却剂供给源是优选的。这包括面板的小群体，例如两个或三个，可串联连接的可能性。优选地，任何两个不同的面板的冷却剂通道平行连接，其意味着每个冷却通道直接连接到冷却剂供给源。该配置引起相对低的压力下降，并且使得能够也使用例如属于冶金反应器的冷却回路的冷却剂供给源作为用于冷却组件的冷却供给源。

在本领域中已知的装料装置所存在的一个严重问题为耐火层的维护，耐火层通常是必需附加于冷却系统。此耐火层一般放置在冷却回路和反应器之间。通常，该耐火层材料随着时间推移而劣化并且必须至少部分地被更换。根据现有技术，耐火材料，例如混凝土，从反应器侧喷浆或丸筛，这是困难的、耗时的并可能是危险的。这些问题在本发明的优选实施例中被克服，其中每个冷却面板安装有至少一个防热元件。该防热元件当然应该是抗火的，即耐火的。低导热率对于防热元件也是希望的。尤其当每个面板通过可拆卸的连接而安装时，防热元件的更换和/或维护可通过拆卸面板并且将其从装料装置去除来容易地完成。即使防热元件通过喷浆被更换或修复，这可以在合适的场所中以更好的工作条件完成。该防热元件可以是浇铸或喷浆到面板上的一层耐火材料。可选地，其可以是连接到面板的一种板或瓦。

根据本发明的方面，多个防热瓦沿着表面彼此相邻设置。瓦沿着其设置的表面可以是平坦的、弯曲的或其他。本文的术语“表面”将以几何方式理解，即其不必是设备的物理表面。由于瓦是抗热的，具体地是耐火的，并且依据其几何形状具有一些屏蔽能力，因此每个瓦是防热的。抗热性可以被希望达到大约1200℃，因为在发生事故的情况下可能达到此温度。每个瓦一般包括耐火材料。在相邻的瓦之间可以设置间隙。该间隙允许各个瓦的热膨胀。因此在各个瓦内的热应力相比于在单片式耐火层中的应力是相当小的。该间隙的尺寸可以根据在装料装置的操作条件下的瓦的预期的热膨胀而选择。当达到该装置的顶温时，由于该热应力在这种情况下仍小于伴随单片式结构的热应力，瓦可以被允许相互接触。在另一方面，可以选择在室温下的间隙的尺寸，使得其甚至在顶温下将不封闭。然而，由于这可能负面地影响防热组件的屏蔽性能，因此该间隙的尺寸不应太大。这些瓦重叠是可能的，例如像舌榫和凹槽，使得当穿过间隙的热对流被阻碍时这些瓦膨胀是可能的。一些材料放置在该间隙之内，只要该材料没有过于阻碍各个瓦的热膨胀，这也在本发明的范围内。该材料可以是例如可高度压缩的。

根据优选实施例，这些瓦包括其上设置耐火材料的支撑结构。诸如支撑结构形成瓦的一种“支柱”。一般地，该支撑结构将由对热膨胀和收缩过程高度抵抗的材料制成，即该材料在这些过程下形成破裂是非常不可能的。理所当然该材料在装料装置的操作期间应具有显著高于预期温度的熔点。可能的材料是陶瓷或金属，例如钢。由支撑结构设置的耐火材料当然必须是高度抗热的和抗火的。优选地，其是不良热导体。后者的性质对于支撑结构不是那么重要。在另一方面，该耐火材料不必须对热变形过程有抗力，因为即使在耐火材料中形成小破裂，其仍可以通过连接到支撑结构而被保持在适当位置中。

该耐火材料可以被浇铸到支撑结构之上或周围是优选的。即，该耐火材料应在液态或半液态形式中可应用，其在应用于支撑结构之后凝固。一种优选的此材料是耐火混凝土。

这也开辟了在浇铸耐火材料之前，通过在预期的间隙的位置中放置一种“隔离物”材料形成间隙的可能性。该隔离物材料可以在瓦安装到装料装置之前，在浇铸过程之后被去除。可选地，该间隙可以充满在冶金反应器的操作温度下易挥发的材料。即该隔离物材料是易挥发的并且可在该瓦的安装期间被保留在位。在此情境下的“易挥发的”指的是将熔化和/或蒸发的材料，和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，由于材料的仅有的功能是提供一种用于耐火材料的浇铸过程的“模具”，并且该隔离物材料在反应器的操作期间失去，因此优选廉价材料用于此目的。例如，可以使用木质的或纸质的材料。具体地优选的材料是纸板。

优选地，该支撑结构包括其上设置耐火材料的网格。本质上可以是二维或三维的该网格结构有助于用相对少的材料覆盖大的空间。根据用于支撑结构的材料，这可以有助于保持该瓦的低重量和/或低成本。而且，由于该支撑结构的导热性总是高于耐火结构的导热性，希望尽可能少地使用支撑结构。

存在可以根据本发明被使用的大量不同的网格配置。一些本质上可以是二维的，如金属丝网格。尤其当该瓦的厚度更大时，将优选三维结构。根据一个优选实施例，该网格是六边形的。该六边形结构优选地沿着瓦的平面设置，使得该支撑结构类似于蜂巢。

本发明可以具体地被用于装料装置，该装料装置包括用于齿轮组的壳体。这里，冷却组件经配置保护该壳体的环形底表面。当然在这种情况下，该壳体的底表面面向反应器。此配置也在WO 2012/016902 A1中公开，其作为参考包括在此。这里，虽然采用了传统的冷却回路。该齿轮组是用于装料装置的分配斜槽的倾斜机构的部分。该壳体也可以被认为是齿轮箱，由于其形成了用于齿轮组的外壳。然而，该齿轮组能够在外壳内旋转。

冷却面板可从壳体内侧安装和拆卸是高度优选的。由于壳体通常具有用于齿轮组等的维护的检修门，该内侧是容易进入的。如果连接工具如螺栓可从内侧进入，则该面板的安装和拆卸可以容易地并安全地执行。

在许多应用中，该面板过于沉重而不能手动地搬运。因此，需要应用一些种类的起重机。当可能为每个维护操作引进此设备到壳体中，并且事后再将其取出时，优选地，用于搬运面板的起重机设备设置(或安装)在壳体的内侧。用于此起重机设备的一个示例是龙门吊车。在环形壳体，如WO 2012/016902 A1中所示的环形壳体中，该龙门吊车可以包括设置在该壳体的顶部附近的环形梁。它可以因此被放置在该壳体的任何截面之上以升起位于底部上的任何面板。

本发明进一步提供了一种用于冶金反应器的装料装置的冷却组件。该冷却组件能设置以用于冷却装料装置的反应器侧，并且包括多个冷却面板，每个冷却面板包括至少一个冷却剂通道。本文的“能设置用于冷却”意味着该组件适于冷却上述反应器侧。即，该冷却组件的部件的尺寸和形状必须适于此目的。具体地，冷却组件的部件可适合被安装在该装料装置内部。在其中反应器侧是环形底表面的上述情况下，这些部件需要尺寸形成为大致覆盖该表面。

该冷却组件的优选实施例对应于如上文所述的装料装置的优选实施例。

最后，本发明提供了一种如上文所述的用于冷却组件的冷却面板。该冷却面板的优选实施例也已经在关于本发明的装料装置的情境下在上文被描述。

附图的简要说明

现将参考附图描述本发明的细节，在附图中

图1是根据本发明的冷却面板的透视图；

图2是图1的冷却面板的透视剖面图；以及

图3是根据本发明的装料装置的透视剖面图，其中使用了图1的冷却面板。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的冷却面板10的透视图。冷却面板10是保护壳体2的环形底表面的冷却组件4的部件，壳体是用于冶金反应器的装料装置1的部件。由于待保护的该表面的环形形状，面板10一般是弧形。它的总体配置是相对平坦的并且其包括由钢制成的平面的基板11。如在图2中的剖面图中可见的，冷却剂通道12已经被机械加工到基板11的表面中。为了提供该冷却剂通道12的流体密封，其通过盖板13在上侧上被封闭，盖板具有和冷却剂通道12本身相同的曲折结构。本身由钢制成的盖板通过焊接连接到基板11。该冷却剂通道12被连接到供给管14和排放管15。这些管14、15是安装在基板11的表面的常规的、管状的管。管中的每个通过接口17连接到冷却剂通道12，其适合该特殊类型的连接。每个管14、15在相对端处包括标准化的连接器16，其通过该连接器可以连接到冷却剂供给源。在该冷却组件4的操作期间，冷却剂流过连接器16到入口管14中并且从那里经由接口17到冷却剂通道12中。由于冷却剂通道12的曲折结构，该冷却剂基本沿着面板10的整个表面流动。然后，其经由接口17流到排放管15中，并且从那里经由接头16流回到冷却剂供给源。在基板11的下侧上，即在面向该反应器的一侧上设置了防热层30。该防热层30包括多个耐火的防热瓦，其结构将在下文被论述。为了隔热，在该瓦和该基板11之间设置了陶瓷纤维材料的隔热层32。在通过该面板10形成的弧形的边缘上，其包括垂直于基板11的平面延伸的两个侧凸缘18。每个侧凸缘18以多个通孔19为特征。在基板11的上侧上设置三个孔眼21，其通过起重机41等而便于面板10的搬运。

如图2中所示，该基板11也充当用于形成防热层30的多个防热瓦31.1、31.2、31.3、31.4的共同载体构件。防热瓦31.1、31.2、31.3、31.4中的每个经由设置在安装带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。该网格35充当防热瓦31.1、31.2、31.3、31.4的支柱，并且提供结构完整性。这些瓦的防热性能主要由于被浇铸在该网格35周围的耐火混凝土36的块体而产生。该防热瓦31.1、31.2、31.3、31.4相互不接触，但是在中间具有间隙37。该间隙37在防热层30的操作期间允许热膨胀。

在生产过程中，在应用耐火混凝土36之前，该安装带33与网格35安装到基板11。在各个防热瓦31.1、31.2、31.3、31.4之间放置一条纸板38，以防止混凝土36进入间隙37。然后该耐火混凝土36被浇铸在网格35周围。该纸板38可在安装面板10之前被去除，但这是不必要的。该纸板38在面板10的操作条件下将迅速地烧掉，并且因此可以被留在间隙37之内，如图2中所示。该隔离物构件34在瓦和基板11之间提供空间，该空间充满了由陶瓷纤维组成的隔热层32。因此该防热面板10是结合三个功能层的模块：带有防热瓦31.1、31.2、31.3、31.4的防热层30防御极限温度，而且提供隔热，当冷却剂通道12与管14、15一起提供主动冷却时，该隔热层32进一步提高隔热效果。该面板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并且被用于将该面板10连接到相邻的面板和/或装料装置。三个孔眼21设置在该基板11的上侧上，其通过起重机41等而便于面板10的搬运。

图3示出了装料装置1的局部剖面图，其特征为用于齿轮组的环形壳体2和用于齿轮组的柱形支撑件3。这里没有示出的齿轮组用于使装料装置1的分配斜槽倾斜。该支撑件3相对于壳体2可旋转地安装。如从图3可见的，多个冷却面板10沿着壳体2的环形底部相互紧挨地设置。穿过孔19放置的螺栓20被用于将每个侧凸缘18连接到壳体2的径向设置的板状安装构件5。同时，这些螺栓20用于将各个面板10互连。

如在图3中可见的，龙门吊车41的梁40被连接到壳体2的顶部。该梁40是环形形状的并且允许吊车41被移到壳体2内几乎任何位置。图3示出了冷却面板10的去除，其通过龙门吊车41的链条42升起。图3示出了连接到起重吊环22的链条，起重吊环在图1和图2中没有示出。可选地，链条42可被连接到孔眼21。通过沿着梁40移动该龙门吊车41，冷却面板10可以被移到壳体2的检修门(没有示出)，从其中冷却面板可以为了修复或更换而被去除。更换面板可以通过颠倒的操作顺序而被安装。因此显然冷却面板10的更换可以在短时间内并且容易地实现。具体地，不需要人员在该冷却组件4的下侧上工作，即靠近反应器本身或在该反应器本身的内部工作。该安装和拆卸可从壳体2的内部完成。这使得该工作不仅更容易而且显著提高工作人员的安全性。

附图标号表：

1装料装置 22起重吊环

2壳体 30防热层

3支撑件 31.1防热瓦

4冷却组件 31.2防热瓦

5安装构件 31.3防热瓦

10冷却面板 31.4防热瓦

11基板 32隔热层

12冷却剂通道 33安装带

13盖板 34隔离物构件

14供给管 35网格

15排放管 36耐火混凝土

16连接器 37间隙

17接口 38纸板

18侧凸缘 40梁

19通孔 41龙门吊车

20螺栓 42链条

21孔眼