本发明涉及构造竖炉的领域，具体涉及如高炉的冶金炉。构造可以是原始构造及/或(部分)重建的一部分，例如，在修理、翻修、改造等的过程中。
背景技术
竖炉一般包含沿着轴线延伸的环形壁或壳体。壁一般为金属的并在其内表面的至少一部分上具有保护衬里，以便操作时保护壁免于受到炉内部中极端的温度及工艺条件的影响。
习惯上，在高炉中冷却可以是“冷却壁冷却器(stavecooler)”形式或“板式冷却器(platecooler)”形式。每一形式中，衬里包含耐火材料。
在冷却壁冷却器概念中，耐火材料及冷却元件布置于连接至壁并基本平行于壁延伸的模块或“冷却壁冷却器”中。以灰浆及/或其它耐热材料填充相邻冷却壁之间的空间及冷却壁和壁之间的空间。
在板式冷却器概念中，壁具有延伸入衬里的液冷式板，且所述液冷式板分组成多个水平平面。衬里进一步主要由沿着与板式冷却器交互布置的壁布置的耐火元件形成。耐火元件可以是通常沿着壁堆叠的块，除了它们的形状和在重力下的堆叠之外没有互相固定。可以以灰浆填充壁和耐火元件之间的空间。冷却元件和耐火材料之间的热接触对于衬里的功能和寿命是至关重要的。
衬里可能磨损。冷却壁被认为可存在数年。板式冷却器衬里可显著地存活更久，甚至直到几十年。因此，冷却壁冷却炉必须不时翻新且此种炉可被转换及重新构造成板式冷却器形式。对于竖炉的(再)构造，壁可从拼凑一起的壁部分组装而形成环形壁。
由于修理及/或其它构造工作的竖炉的停工期一般必须被维持在最小值，这亦适用于初步构造的时间。因此，之后寻求构造方法的改进。
wo2006/092053公开了分离壳环形炉以及用于环形炉的结合系统，并且us3258510公开了为炉以及类似的容器加衬的方法，但在之后寻求构造方法的进一步改进。
技术实现要素：
在一方面，在此提供一种构造竖炉、特别是如高炉的冶金炉的方法。本方法包含以下步骤：
在第一位置提供包含沿着中心轴线延伸的环形壁的竖炉段；以及
运送所述段至第二位置并在该处可操作地附接段至一个或多个另外的竖炉部分。
本方法还包含在该运送所述段至第二位置期间，段包含至少一个固定结构，所述固定结构包含环形壁内侧上的一个或多个拉紧的拉伸构件，所述一个或多个拉紧的拉伸构件附接于决定段形状的壁，并且优选地相对于轴线为基本上径向和/或切向的拉紧的拉伸构件。
固定结构使在运送期间能固定和/或维持段的预定环形状。拉伸结构与诸如承载梁的压缩负载结构相比重量较轻。因此，包含段及该固定结构的组件对于操作来说重量较轻，甚至在大尺寸的高炉(直径和/或高度数米，重量数吨至数百吨)中。而且，由于固定结构本身(的重量)的变形可基本防止。因此，炉可被模块化地构造，其中环形炉段壁可一气呵成安装，使得炉由一个或多个环构造而成。这减少了构造时间。此外，拉伸构件可为挠性的，例如用于以诸如捆绑和/或折迭的变形的形状储存及运送的缆线、链等。
特别地，本方法包含在运送段至第二位置之前，为段提供至少一个固定结构且之后移除所述一个或多个固定结构。
在实施例中，固定结构包含毂，至少一些拉伸构件附接至所述毂。毂可布置在轴线处或靠近轴线。中心布置的毂可有助于布置和/或拉紧固定结构或至少一个或多个拉伸构件。一个或多个拉伸构件可相对毂基本上径向或切向延伸。可以设想到的是，一个或多个拉伸构件以一小的轴向分量延伸于毂和壁之间，类似于自行车轮的幅条轮中的轮幅。
在实施例中，至少一些拉伸构件系附接于壁中的一个或多个被牺牲的壁部分，其中本方法包含在该运送段至第二位置之后，例如，在段的第二位置，从壁移除一个或多个被牺牲的壁部分(因此被称为被牺牲壁部分)，因此提供一开口于壁中并附接另外的元件于开口中。
因此，拉伸构件附接至炉中稍后(将被)用于其它元件的壁牺牲部分且炉因此不受用于拉伸构件的(剩余的)连接器影响。附接可以是简单的构造且不需遵守严格的公差。
该方法可包含在运送之前及可能在附接拉伸构件至牺牲壁部分之前部分切割和/或移除牺牲壁部分。因此，可以准备牺牲壁部分的移除，包括可能需要大量时间和/或工作的未来剩余壁部分的细节化，而可有助于实际的移除。
对于准备工作，时间可能没有什么约束，而一旦段在现场且牺牲壁部分和/或固定结构的移除按步就班，处理时间可能是最重要的。
考虑到后者，本方法亦包含在第一位置中为段提供衬里材料、特别是防火材料元件，并将段与衬里材料一起运送至第二位置。所述段因而还在进一步的完成状态中被提供在第二位置。
应该注意的是，在第一位置中为段提供特别是防火材料元件的衬里材料以及将段与衬里材料一起运送至第二位置的步骤亦可在无加强结构或具有另外型式的加强结构的情况下完成。
实施例可包含固定特别是防火材料元件的衬里材料至固定结构。当移除固定结构时衬里材料的固定同样可被解除。
固定衬里材料使得能够建立和/或保存衬里材料的预期形状、并且可以包括衬里材料的预期形状(例如，诸如防火材料元件的衬里材料部分相对于彼此的对准)的建立和/或保存。
在特定实施例中，本方法包含为段提供在不同的轴向位置附接于壁的多个固定结构，并且所述固定结构通过夹紧衬里材料于相邻的固定结构之间而固定衬里材料。为此，一个或多个相应的固定结构可包含夹紧结构，所述夹紧结构可调整以建立期望的夹力和/或容纳特别的衬里形状。夹紧可免除可能或多或少留下永久记号的其它固定方法，例如螺栓连接、焊接和/或提供结合剂。
在实施例中，加强结构沿着段的壁布置于轴向并包含夹紧结构，为了建立期望的夹力于诸如板式冷却器及/或防火材料元件的衬里材料上及/或容纳特别的衬里形状，该夹紧结构可调整。
本方法的实施例可包含通过在一个或多个存在的拉伸构件中调整一个或多个拉伸构件的长度及/或张力来稍微调整段的形状。在多个固定结构的情形下，每一个固定结构可使用来调整部分形状，例如在不同轴向位置的不同剖面形状。应注意的是，经由构造和/或经由使用，竖炉可能从设计形状稍微变形。利用本实施例，段的形状能被修正及/或段的形状能适合于段连接至其的竖炉部分的实际形状。修正量可能在某一情形中可取决于壁和/或存在的衬里的性质。
使用于本方法和/或在此叙述的组件中的固定结构可包含附接于轴向延伸的环形壁部分的拉伸构件，固定结构包含夹具，用于在或靠近壁基本轴向施予夹力，例如，用于当拉伸构件被拉紧时夹在防火材料元件上。
应当注意到，之前还未实现通过使用结合防火砖和板式冷却器的预组装的段重新构造竖炉。原因是在预组装段的情况下，无法保证防火衬里的稳定性、衬里组件的稳定性和相关的安装公差。现在提供的技术解决了这一问题并且有助于这样的重新构造。
依据上述，一方面包含竖炉段的组件，特别是例如高炉的冶金炉的段，所述组件包含沿着中心轴线延伸的环形壁且包含至少一个固定结构。固定结构包含一个或优选地多个在环形壁内侧上拉紧的、附接于壁的拉伸构件，优选地相对于轴线基本上为径向和/或切向的拉紧的拉伸构件，其附接于壁且构造成决定段的形状。由于固定结构，段的形状在运送期间能被界定及/或维持。应注意的是，当受到来自固定结构的压缩力(例如，拉伸构件中的调整张力)时，如管状的环形壁段的环形物体可变得更强。
固定结构可包含毂，至少一些拉伸构件附接于毂。毂可相对于段位于中心，例如，以轴线为中心。应注意的是段及毂可以但未必需要以圆作为基本的环形状。
至少一些拉伸构件可附接于壁中的一个或多个牺牲壁部分，一个或多个牺牲壁部分优选地包含预切割的壁部分及/或至少部分被预切割的壁部分界定，壁包含一个或多个用于附接装配于由移除牺牲壁部分而得的壁开口中的元件的支架。这有助于从段移除固定结构。
在实施例中，段可包含冷却元件，特别是板式冷却器。冷却元件的组装可在另外的地点完成，而不是段将被使用的地方。这减少现场安装段的时间。
相似地，段可包含防火材料元件。
在实施例中，组件可包含多个此种在不同的轴向位置附接于壁的固定结构，且防火材料元件可固定(例如夹紧)于相邻的固定结构之间，用于将段与防火材料元件一起运送至第二位置。
在实施例中，至少一个固定结构包含一个或多个可调整夹具，用于在或靠近壁基本上沿轴向方向施予夹力，例如，用于夹紧到防火材料元件上。
此外，可提供拉伸构件用于调整张力且通过松弛张力可容易移除。
具有一个或多个所述优点的本公开的不同方面和/或实施例显示于下：
一方面提供一种构造竖炉的方法，特别是如高炉的冶金炉的方法，包含以下步骤：
在第一位置上提供炉段，该炉段包含沿着中心轴线延伸的环形壁部分；以及
运送段至第二位置并在该处可操作地附接该段至一个或多个另外的竖炉部分；
其中本方法还包含以下步骤：
在第一位置中为段提供沿着环形壁部分的内部的防火材料元件，和/或沿着环形壁部分的内部调节这种防火材料元件的位置；
提供包括附接于壁的多个拉紧的拉伸构件的至少一个固定结构；以及
相对于壁利用固定结构固定防火材料元件；以及
其中运送段至第二位置的步骤包含将段与防火材料元件一起运送至第二位置。
在另一方面中，组件包含竖炉段，特别是如高炉的冶金炉的段，该组件包含沿着中心轴线延伸的环形壁部分且包含沿着环形壁部分的内部的防火材料元件，段还包含至少一个固定结构，
其中固定结构包含附接于壁并相对于壁固定防火材料元件的多个拉紧的拉伸构件。
另一方面是用于这里描述的方法和/或组件的固定结构，该固定结构包含用于附接于沿轴向延伸的环形壁部分的拉伸构件，固定结构包含夹具，用于在或靠近壁基本沿轴向方向施加夹力，例如，用于当拉伸构件被拉紧(这可由拉紧拉伸构件完成)时夹紧在防火材料元件上。
附图说明
参考通过示例示出多个实施例的附图，以上描述的各方面在下面将以更多的细节和优点更详细地说明。
图1显示包含高炉段及两个固定结构的组件。
图2-3分别为图1组件的透视和侧视图，如所示，部分切除。
图4是图2如罗马数字iv所示的详细视图。
图5-7是包含高炉段及固定结构的组件的另一实施例的不同视图。
图8-11显示构造竖炉的实施例的方法步骤。
图12以剖视图示出另一实施例的细节。
具体实施方式
应注意的是附图是示意性的，不一定按比例，且对本发明的理解来说不必要的细节可能已省略。除非另外说明，术语“向上”、“向下”、“下方”及“上方”等涉及图中实施例的定向。此外，至少实质相同或执行至少实质相同功能的元件以相同的附图标记表示，其中字母后缀或撇号('、")有助于个性化。
图1显示组件1的顶视图。图2-3分别是沿着图1示出的路径a-a部分切除的组件1的透视图及侧视图。图4是如用“iv”所示的图2的详细视图。组件1包含一高炉段3及分别靠近段3的顶部及底部附接于壁7的两个固定结构5。固定结构5可被称为网、蜘蛛和/或蜘蛛网。
段3包含将成为高炉壳的一部分的环形壁7。此处，壁7的剖面一般为圆形的，具有基本恒定的形状和尺寸，但在另一实施例中壁可以是可变直径的，如(截头)锥形或使得壁有点鼓胀。所述段沿着中心轴线c延伸。一般地，在使用时，轴线c竖直延伸且壁7具有底缘和上缘。固定结构在底缘和上缘之间延伸，且优选地不超过它们，具体地从在底缘或靠近底缘的位置延伸至在上缘或靠近上缘的位置，且优选地留下底缘和上缘未被占用以附接于其它炉部分。
每一固定结构5包含多个相对于轴线c基本径向的拉伸构件9，所述拉伸构件一侧附接于壁7且另一侧附接于可选的毂11。此处，固定结构5围绕轴线c基本对称地布置及成形。在未显示的另一实施例中，拉伸构件9可大致切向于段壁7及/或轴线c延伸，类似段壁7的圆形形状的弦，优选地也围绕轴线c基本对称地布置并成形。
在所示的示例中，所示的段3包含多个板式冷却器13(其本身为已知的)，所述板式冷却器13大致径向地延伸穿过壁7，形成板式冷却器绕着段3的大致水平环。通过使得冷却液体流过板可液体冷却板式冷却器。更且，一层防火材料元件15沿着壁7布置。因此衬里形成至段3。
现在参考图4，可看出的是所示的实施例中的拉伸构件9虽然是杆状，但是线缆、链等是可用的，且拉伸构件9包含连接至毂11(上的凸缘19)的可选连接器17、与可选的扳手(spanner)25互连的第一部分21及第二部分23，该扳手25可用于调整构件9的长度，例如，在此通过绕着第一及第二部分21、23上的螺纹旋拧扳手25，但其它形式的扳手，例如，带棘轮芯轴的绕线扳手也是可用的。
拉伸构件9在此经由可选的连接器27及舌片29附接于段3的壁7。在此连接器17、27形成为具有分别装配于凸缘19及舌片29(中的孔)的锁紧螺栓28的夹爪。舌片29从壁7本身延伸，在此该舌片29通过焊接附接于壁部分31。舌片29可具有另一形状且相邻的舌片29可互连形成框部分。壁部分31是牺牲部分：一旦固定结构5不再需要，则壁部分31从壁7切除。在壁7中因此形成的开口中，安装另外的板式冷却器13或其它物体，且板式冷却器13或其它物体之间的间距可通过插入另外的防火砖15封闭。
如示意性示出的可作为各种合适组成的防火砖15可松散堆叠于壁7，亦即，除了形状及重力外，无特别固定。为了减少或防止防火砖15的移动，舌片29具有可调整夹具33，用于在或靠近壁7处沿基本轴向方向施加夹力，例如，用于夹紧到防火材料元件15上。
在此，夹具33包含加压板34，加压板34相对于舌片29的位置、定向、力和/或方向可经由安装螺栓35调整，用于容许调整施加至防火砖15上的夹力的相关方面。然而，如棘轮、剪式千斤顶等的其它调整系统亦可被使用。应注意的是，防火材料元件15及板式冷却器13相对于彼此的准确定位对于高炉的正常运行非常有关。据认为在运送包含高度和/或直径尺寸少于1米及达数十米的及重量数吨至数百吨或甚至数千吨的防火材料元件15及板式冷却器13的组件方面，如0.5毫米或更少的毫米公差及亚毫米公差是可实现的。
应注意到，对于高炉而言，在0.5mm以及更小范围内的非常紧的制造公差和安装公差通常应当被遵守，以满足安全和坚固性的标准和要求。当前展示的技术使得能够在没有对被传输组件后期处理或者至少没有显著的后期处理的情况下实现这一要求。
为了有助于牺牲壁部分31的移除，部分牺牲壁部分可预切割(图2-3)：例如，在此，板式冷却器13的成品开口应当具有圆形端37，而在圆形端之间，开口具有大致直的侧边，且圆形端37预切割入壁7中，使得在放置段3之后仅剩下切割直侧边的相对简单的动作。因此，高炉与段3的最后组装时间减少。应注意的是，其它形状也可或另外可被预切割入壁和/或其它准备措施可被采取，以便减少构造中的炉中的最后处理和/或现场组装的时间(见以下)。应注意的是，相对于被大量的需用于衬里高功率冷却的开口穿透的壁的多孔结构，将部件(如板式冷却器13)安装入壁7稍微强化壁。
图5-7是包含高炉段3’及固定结构5’的组件1’的另一实施例的(部分的)不同视图。此段3’的基本结构及固定结构5’的基本结构与图1-4的实施例的基本结构相似(比较附图标记)。然而，此处壁7’较低且它还没有设置板式冷却器或防火砖，但存在用于它们的开口39(此处：板式冷却器的两个环)。在一些地方留有牺牲壁部分31’，其可从预切口37’识别，用于附接固定结构5’。在此实施例中，未出现夹具且舌片29’的结构比上述讨论的简单。
在图8-11中示出一种构造高炉的方法，其中构造包含高炉的翻修。从现存的高炉100移除段101(图8，见箭头)。顶部和底部102、104被保持并被适当地支撑。在这些动作的期间或之前，在炉100的旁边，此处在升高工作支架s上，替换的段3a被定位且与固定结构5a组装。然后段3a和固定结构5a的组件1a在支架s上被运送至高炉100(的剩余部分)(图9，见箭头)。组件1a然后被举升并通常通过将顶部102和段3a的相应壁焊接在一起来附接于高炉100的剩余的顶部102(图10，见箭头)。在附接之前，固定结构5a的一个或多个拉伸构件中的张力可被调整以使段3a符合顶部102。附接之后，一个或两个固定结构可从段3a移除(见图10)。
用具有附接于第一段3a的固定结构5b的高炉段3b的另一组件1b，重复这些步骤(图10-11，见箭头)。
接着，支架s被移除且例如，见图5-7，用作封闭环的小段插入支架s所留下的空间并附接于翻修的高炉的其它部件(未显示)以提供封闭壳体。为了完工高炉，剩余的固定结构和/或牺牲壁部分被移除且通过安装缺失的板式冷却器及以防火材料(其可包括灰浆和/或耐火浇注料)填充空隙完成衬里，并完成其它连接。
图12以剖面图示出包含高炉段3及固定结构5”的另一组件1”的部分(参见图2和3的剖平面的右手侧)。段3的基本结构类似图1-4的实施例的基本结构(比较附图标记)。然而，此处固定结构5”不同之处在于它包含基本沿轴向延伸并平行于段3的壁的拉伸构件9”。拉伸构件9”被连接(此处，栓接)至两个焊接至牺牲壁部分31的舌片29的相对侧。用于夹紧防火元件15的夹具33安装至舌片29。在此实施例中，施加至防火元件15上的夹力可相对于舌片29调整夹板34和/或通过调整拉伸构件9”中的张力(例如，通过调整分别螺纹连接到第一及第二拉伸构件部分21”和23”上的扳手25”，在此情形，可以忽略夹具33的可调整性，从而允许更简单的夹具设计)而被调整。
由于固定结构，包括有大量衬里材料的壁段的组件可在支架s上装配且以无变形或至少可接受的变形运送至它们的最后位置(如，图8-11)。高炉翻修的总停工时间则基本上可仅由切割炉、移除不要的段、插入新段以及在段附接在一起的附接区或靠近该附接区完成衬里的时间范围决定。初始计算显示对于现存冷却壁冷却式(stave-cooled)高炉至板式冷却式高炉的翻修以及转换，通过消除衬里的现场安装(特别是防火砖的堆叠)，停工时间可减少大约20天。
本发明不限于上述实施例，所述实施例能以多种方式变化而仍在权利要求范围之内。例如，更多的、更少的和/或不同形状的段可被使用来(再)构造炉。在固定结构中，更多的、更少的和/或不同形状的拉伸构件可被设置。固定结构可以互连，例如相邻固定结构的毂可互连，且径向固定结构可与一个或多个轴向固定结构组合，例如，图1-4和图12的实施例5及5”可分别组合，其中不同指向拉伸构件9和9”可连接至单一舌片29。段可由子组件构造。不同的固定结构可以在其拉伸构件的数量、布置、设计和/或结构方面不同。拉伸构件可以有分支，例如，具有“x”或“y”状。拉伸构件的连接器可不同，例如，为线圈和/或接环(shackle)。可设置更多的支架和/或用于调节和/或固定衬里材质的夹具，例如，附接为连结至用于(未来的)板式冷却器和/或其它物体的开口的插入底座。
除非另有明确说明，针对特定实施例讨论或关于特定实施例讨论的元件和方面可以适当地与其他实施例的元件和方面组合。