熔分炉托开式拱形炉顶的制作方法

本发明总地涉及冶金技术领域，具体涉及一种熔分炉托开式拱形炉顶。

背景技术：

随着全球温室效应越来越受到关注，人们也开始致力于研究减少碳氧化物的排放，目前，冶金行业的主流炼铁工艺是高炉流程，对环境污染较严重。在这种背景下，直接还原炼铁工艺得到发展，此工艺可以利用铁矿粉和煤粉来生产高质量的直接还原铁，省去了炼焦工序，能量消耗和对环境造成的负担相较于高炉流程都很有竞争力。直接还原炼铁工艺分为还原和熔分两步，熔分工序主要有电熔分和燃气熔分两种方式。熔分炉是一种燃气熔分炉窑，经过蓄热之后的热空气和热煤气在炉内燃烧，炉膛内温度高达1600℃，炉顶温度搞到1650℃，炉顶受到高温气体的不断冲刷，直接影响炉顶寿命。

如图1所示，现有的燃气熔分炉炉顶采用吊挂式炉顶10——平顶加吊挂形式，由耐火浇注料与吊挂砖一起浇筑成型，然后通过吊挂砖103上部的挂钩固定在吊挂梁102上，吊挂梁102两边焊接异形钢板，通过异形钢板固定在两边的炉顶大梁101上，炉顶大梁101固定在炉侧立柱30上。由于吊挂式炉顶10采用的是浇注料砌注，在连续生产中耐高温能力差；吊挂式炉顶10采用平顶加吊挂形式，结构复杂，损坏之后维修工作量大；吊挂式炉顶10部分称重在炉侧墙40上，炉侧墙40发生损坏，需要拆掉炉顶进行维修，成本高，难度大。

技术实现要素：

本发明的目的在于将熔分炉的炉顶和炉侧墙分开，简化炉顶结构，降低设备的维修难度。

本发明提供了一种熔分炉托开式拱形炉顶，包括炉顶、炉侧立柱和拱脚梁，其特征在于，所述炉顶与所述炉侧立柱间通过所述拱脚梁相连；

所述炉顶的两端分别与所述拱脚梁紧密相连，朝向炉腔内的一面与炉侧墙不相互作用；所述拱脚梁的一侧与所述炉顶的一端紧靠，另一侧紧靠所述炉侧立柱；所述炉侧立柱上设有托座，所述拱脚梁的下表面放置于所述托座的上表面；所述拱脚梁的上部与所述炉侧立柱为可拆卸连接；

所述炉顶为拱形，由耐火层和保温层砌注而成，所述耐火层朝向所述炉腔内，所述保温层位于所述耐火层的上部。

进一步地，所述耐火层由耐火砖构成。

进一步地，所述炉顶上方设有拉杆，所述拉杆的两端分别与所述炉顶两侧相对的所述炉侧立柱形成可调节的紧固连接；所述拉杆有多个，多个所述拉杆相互平行。

进一步地，所述拉杆与所述炉侧立柱螺纹连接，通过螺母固定于所述炉侧立柱上。

进一步地，所述拱脚梁的上部与所述炉侧立柱由卡套形成可拆卸连接，所述卡套为u形结构。

进一步地，一根所述炉侧立柱上设有一个所述托座，同侧相邻的两个所述托座上放置一根所述拱脚梁。

进一步地，所述托座焊接于所述炉侧立柱上。

进一步地，所述拱脚梁和所述托座均有钢板焊接而成。

进一步地，所述炉顶与所述炉侧墙之间有空隙，所述空隙内设有挡火砖，所述挡火砖分别与所述炉顶和所述炉侧墙紧密接触，用于阻止所述炉腔内火焰从所述空隙窜出。

进一步地，所述拱脚梁为腔体结构，上部设有进风口，下部和侧面设有出风口，冷风从所述进风口进入所述拱脚梁的腔体，由所述出风口排出，对所述拱脚梁进行冷却。

在熔分炉上采用本发明的托开式拱形炉顶，炉顶与炉侧立柱间通过拱脚梁相连，此连接又为开拆卸连接，简化了连接结构，炉顶朝向炉腔内的一面与炉侧墙也不相互作用，维修时不相互影响，降低了维修成本和难度。

附图说明

图1为吊挂式炉顶结构示意图；

图2为本发明托开式炉顶结构示意图。

附图标记说明：

10-吊挂式炉顶

101-炉顶大梁；

102-吊挂梁；

103-吊挂砖

20-炉腔；

30-炉侧立柱；

301-托座；

40-炉侧墙；

50-炉顶；

60-拱脚梁；

701-拉杆；

702-螺母；

703-卡套；

704-挡火砖。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

图2所示为本发明的熔分炉托开式拱形炉顶的结构示意图，包括炉顶50、炉侧立柱30和拱脚梁60，炉顶50与炉侧立柱30之间通过拱脚梁60相连。

炉顶50的两端分别与拱脚梁60紧靠，即炉顶50两端分别连接一拱脚梁60。炉顶50朝向炉腔20内的一面与炉侧墙40之间不相互作用，也就是说，炉顶50朝向炉腔20内的一面与陆侧墙40之间无相互作用力。

拱脚梁60的一侧与炉顶50的一端相紧靠，另一侧紧靠在炉侧立柱30上。炉侧立柱30上设有托座301，拱脚梁60的下表面放置于托座301的上表面，拱脚梁60的上部与炉侧立柱30之间为可拆卸连接。

拱脚梁60的一侧与炉顶50的一端之间的连接可以为固定连接也可以由螺栓等进行连接，也可以仅利用炉顶50的自重压于拱脚梁60的侧面上，此时，拱脚梁60与炉顶50相接触的侧面与水平面的夹角为锐角，以利用炉顶50的自重使其与拱脚梁60的侧面压紧。

拱脚梁60的上部与炉侧立柱30之间的可拆卸连接方式可以有多种，比如栓接、卡接等形式。当炉顶50通过拱脚梁60与炉侧立柱30连接后，应该将炉腔20的上部密封，以利于炉腔20内的介质燃烧。炉腔20内的介质燃烧产生高温，炉顶50不断受到高温冲刷，因此将炉顶结构设计成拱形，使其更适应炉腔20内的气氛。由于燃烧，炉顶50受到火焰和高温冲击，炉顶50用耐火层和保温层砌注而成。耐火层朝向炉腔20内，保温层位于耐火层的上部。通常情况下，耐火层由耐火砖构成。

为了使设备使用过程中，更加稳定，在炉顶50的上方设置拉杆701，拉杆701的两端分别与炉顶50两侧相对的炉侧立柱30形成可调节的紧固连接，如螺纹连接等。这样在开炉停炉及连续生产过程中，通过调节拉杆701就可以释放拱顶由于热胀冷缩产生的推力，保证炉顶50的稳定性。

当拉杆701与炉侧立柱30之间螺纹连接时，可利用螺母702将拉杆701固定于炉侧立柱30上，如此一来，在需要时，仅通过拧紧或拧松螺母702即可实现。拉杆701可以设置多个，多个拉杆701相互平行，有利于炉顶50及炉侧立柱30的受力。

拱脚梁60的上部与炉侧立柱30之间卡套连接时，利用卡套的u形结构将拱脚梁60的上部连接部和炉侧立柱30的连接部连接在一起即可。在需要进行维修时，可以将u形卡套取下，即可实现对各部分的单独维修，而不影响其它部件。

每一根炉侧立柱30上设置一个托座301，同侧相临的两个托座301上放置一根拱脚梁60，托座301对拱脚梁60起支撑作用。托座301和拱脚梁60可以均由钢板焊接而成，节约成本。托座301与炉侧立柱30之间可以焊接，也可以采用其它方式连接，根本是将托座301固定于炉侧立柱30上。

炉顶50与炉侧墙40之间不相互作用，实际应用中，二者之间可能会存在空隙，此时需要在二者的空隙出设挡火砖704，挡火砖704分别与炉顶50和炉侧墙40紧密接触，将炉顶50和炉侧墙40之间的空隙填满，阻止炉腔20内火焰从原来的空隙窜出。

介质在炉腔20内燃烧时，炉腔20内是火焰高温环境，拱脚梁60不可避免会受此影响，为减小炉腔20内的环境对拱脚梁60的影响，将拱脚梁60设计为腔体结构，上部设进风口，下部和侧面设出风口，使冷风从进风口进入拱脚梁的腔体，再由出风口排出，达到对拱脚梁60的降温冷却作用。

本发明将炉顶50与炉侧墙40隔开，炉顶50通过拱脚梁60与炉侧立柱30相连，这样一来，炉顶50的重量就由炉侧立柱30承担，在生产过程中，炉侧墙40不承受炉顶50的重量，稳定性更高。停炉时，单独对炉侧墙40进行修补时也不需要拆掉炉顶50，减少了工作量，降低了成本，在其一实际应用中，因此一项成本降低约20％。炉顶50采用拱形结构，由耐火砖和保温材料砌筑而成，结构更加稳定，对炉腔20内气氛、高温及气体冲刷耐受力更强，延长了设备使用寿命，在一实际应用时，将设备寿命延长1～3年。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。