本发明涉及冶炼设备技术领域，尤其是涉及一种炉罩和具有其的冶炼系统。
背景技术：
有色金属冶炼过程中，顶吹炉的炉内为高温且翻滚的熔体和高温的烟气，运行环境恶劣。顶吹炉的炉体为圆形结构，因此与顶吹炉相连接的炉罩必须适应炉体的圆形结构以使炉罩和顶吹炉成为一个整体。
相关技术中的顶吹炉炉罩为圆形结构，该炉罩由锅炉钢管绕成圆形膜式水冷壁，结构复杂，且需要搭建制造模型，所有钢管均得根据结构形状进行弯制，且每一根钢管均不相同，焊接过程需要全手工焊接，焊接难度大，制造质量难以保证，制造成本高，设备投资大，可靠性差，容易出现安全事故。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明提出一种炉罩，所述炉罩的结构简单、焊接方便、生产成本低、安全性高。
本发明还提出一种具有上述炉罩的冶炼系统。
根据本发明第一方面实施例的炉罩包括：顶部，所述顶部的侧壁的横截面被构造成矩形，所述顶部的每个侧壁均被构造成为膜式水冷壁；底部，所述底部的侧壁的横截面被构造成正多边形，所述底部的每个侧壁均被构造成为膜式水冷壁；连接部，所述连接部连接在所述顶部和所述底部之间，所述连接部的每个侧壁均被构造成为膜式水冷壁。
根据本发明实施例的炉罩，通过将炉罩的底部的横截面构造成为正多边形，不仅结构简单，无需搭建制造模型，焊接过程简便，保证制造质量，生产成本低，且降低了出现安全事故的风险。
根据本发明的一个实施例，所述顶部的中心和所述底部的中心偏心。
根据本发明的另一个实施例，所述连接部包括：第一主壁面，所述第一主壁面与所述顶部的宽度方向上的一个侧壁面重合；第二主壁面，所述第二主壁面与所述顶部的宽度方向上的另一个侧壁面重合。
根据本发明一个可选的示例，所述连接部包括：顶面，所述顶面为斜面；第一侧壁，所述第一侧壁为竖直壁且连接在所述顶面和所述底部之间；第二侧壁，所述第二侧壁为倾斜壁且连接在所述顶部和所述底部之间。
一些可选的实例中，所述第一侧壁包括多个所述竖直壁，每个所述竖直壁与所述底部的侧壁分别重合。
一些可选的实例中，所述连接部还包括：第一副连接壁，所述第一副连接壁连接在所述底部、所述第一主壁面和所述第二侧壁之间；第二副连接壁，所述第二副连接壁连接在所述底部、所述第二主壁面和所述第二侧壁之间。
根据本发明第二方面实施例的冶炼系统，包括：顶吹炉，余热锅炉，所述余热锅炉设在所述顶吹炉上方，根据上述实施例中所述的炉罩，所述顶部与所述余热锅炉相连，所述底部与所述顶吹炉相连。
根据本发明实施例的冶炼系统，通过将炉罩的底部的横截面构造成为正多边形，不仅结构简单，无需搭建制造模型，焊接过程简便，保证制造质量，生产成本低，且降低了出现安全事故的风险。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的一个视角的炉罩的立体图；
图2是根据本发明实施例的另一个视角的炉罩的立体图；
图3是根据本发明实施例的炉罩的侧视图；
图4是根据本发明实施例的炉罩的主视图；
图5是根据本发明实施例的炉罩的俯视图。
附图标记：
100：炉罩；
10：顶部；20：底部；30：连接部；
31：第一主壁面；32：第二主壁面；33：顶面；34：第一侧壁；35：第二侧壁；
36：第一副连接壁；37：第二副连接壁。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1-图5描述根据本发明第一方面实施例的炉罩100。
如图1至图3所示，根据本发明第一方面实施例的炉罩100包括顶部10、底部20和连接部30。
具体地，顶部10的侧壁的横截面被构造成矩形，顶部10的每个侧壁均被构造成为膜式水冷壁，底部20的侧壁的横截面被构造成正多边形，底部20的每个侧壁均被构造成为膜式水冷壁，连接部30连接在顶部10和底部20之间，连接部30的每个侧壁均被构造成为膜式水冷壁，也就是说，炉罩100沿竖直方向由上至下依次包括顶部10、连接部30和底部20，通过将炉罩100的壁面设置成膜式水冷壁，可以对与其接触的高温烟气进行冷却，防止高温烟气烧坏炉罩100的壁面。
根据本发明实施例的炉罩100，通过将炉罩100的底部20的横截面构造成为正多边形，可以与顶吹炉的圆形结构适应性连接，使得顶吹炉与炉罩100形成一个整体，防止高温烟气泄漏导致发生安全事故，不仅结构简单，无需搭建制造模型，炉罩100上的钢管不需要进行弯制，无需进行全手工焊接，焊接过程简便，保证制造质量，生产成本低，且降低了出现安全事故的风险。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，顶部10的中心和底部20的中心偏心，即顶部10的中心与底部20的中心不在同一竖直轴线上，这样，可以配合顶吹炉与余热锅炉之间的接口，在顶吹炉与余热锅炉之间具有很好的衔接作用，可以将顶吹炉内的高温烟气送入余热锅炉内。
如图1和图2所示，根据本发明的另一个实施例，连接部30包括第一主壁面31和第二主壁面32，第一主壁面31和第二主壁面32分别位于连接部30的左右两侧，具体地，如连接部30的左侧壁面为第一主壁面31，连接部30的右侧壁面为第二主壁面32。
进一步地，第一主壁面31与顶部10的宽度方向上的一个侧壁面重合，第二主壁面32与顶部10的宽度方向上的另一个侧壁面重合，第一主壁面31与底部20的一个侧壁面重合，第二主壁面32与底部20的另一个侧壁面重合，这样，不仅结构简单，且外形美观，制造十分方便。
参照图1和图2，根据本发明一个可选的示例，连接部30包括顶面33、第一侧壁34和第二侧壁35，顶面33为斜面，顶面33的下端与第一侧壁34相连，顶面33的上端与顶部10相连，第一侧壁34为竖直壁，第一侧壁34连接在顶面33和底部20之间，第二侧壁35为倾斜壁且第二侧壁35连接在顶部10和底部20之间。
进一步地，顶面33的左右两侧分别与第一主壁面31和第二主壁面32相连，第一侧壁34的左右两侧分别与第一主壁面31和第二主壁面32相连，第二侧壁35的左右两侧分别与第一主壁面31和第二主壁面32相连，这样，共同限定出炉罩100的烟气通道，即将顶吹炉内的额高温烟气导入余热锅炉内。
一些可选的实例中，第一侧壁34包括多个竖直壁，每个竖直壁与底部20的侧壁分别重合，不仅结构简单，且外形美观，制造过程简便，节约生产成本。
一些可选的实例中，连接部30还包括第一副连接壁36和第二副连接壁37，第一副连接壁36连接在底部20、第一主壁面31和第二侧壁35之间，第二副连接壁37连接在底部20、第二主壁面32和第二侧壁35之间，在第二侧壁35与第一主壁面31之间设有第一副连接壁36，在第二侧壁35与第二主壁面32之间设有第二副连接壁37，这样一方面可以使得第二侧壁35分别与第一主壁面31和第二主壁面32之间衔接自然，连接可靠，另一方面可以使得底部20的横截面形成为正多边形，以有利于与顶吹炉的圆形结构相连。
本发明中利用多边形无限接近圆形的原理，合理选择多边形的边数，将炉罩100的底部20横截面设置成能与顶吹炉的圆形炉体相配合连接，顶部10的横截面则形成矩形与余热锅炉的入口连接，采用炉罩100的底部20的多边形结构代替相关技术中的炉罩100的底部20的圆形结构，实现与顶吹炉的圆形结构配合相连，简化了炉罩100的结构。
本发明实施例中的炉罩100包括多个平面，每个面均单独成为一块平面膜式水冷壁，这样每块膜式水冷壁均为普通的膜式水冷壁，绕管简单，附件布置容易，而多块水冷壁之间通过焊接连接，该焊接的焊缝为密封焊缝，且为钢板之间的焊接，不仅焊接容易，且对焊接的要求较低。
此外，在每块膜式水冷壁朝向高温烟气的一侧设置有钉结构，然后再浇铸上碳化硅耐火材料，以使膜式水冷壁具有耐高温、抗磨损、抗腐蚀的性能。
本发明实施例中的炉罩100，底部20的横截面形成为与顶吹炉的圆形接口相配合的多边形(近似圆形)，其中该近似圆形的直径为5000mm，具体地，炉罩100的底部20的横截面采用八边形结构，为顶吹炉的圆形接口(该接口为直径5000mm的圆)外切正多边形，其中每条边长约2021mm。底部20的横截面形成为与余热锅炉的接口相配合的为矩形，其中长为4880mm，宽为2960mm，此外，顶部10的中心偏离底部20的中心为3800mm。
本发明中的底部20为多边形结构的炉罩100，简化了炉罩100的结构，炉罩100包括多个平面，每个面均为普通的膜式水冷壁，无需全手工焊，制造过程无要搭制复杂的模具，焊接容易，制造质量容易保证，制造成本低，设备投资大大降低，可靠性高，降低了安全隐患。
根据本发明第二方面实施例的冶炼系统包括顶吹炉、余热锅炉和根据上述实施例中所述的炉罩100，余热锅炉设在顶吹炉上方，炉罩100的顶部10与余热锅炉相连，炉罩100的底部20与顶吹炉相连。
具体地，通常顶吹炉的炉体为圆形结构，顶部10的横截面形成为矩形，顶部10与余热锅炉的接口配合相连，底部20的横截面形成为正多边形，底部20与顶吹炉的圆形结构适应性相连，这样，可以将顶吹炉内的额高温烟气通过炉罩100导入余热锅炉内，炉罩100在顶吹炉与余热锅炉之间起到很好的衔接作用。
通过将炉罩100的底部20的横截面构造成为正多边形，以使得底部20与顶吹炉的圆形结构适应性相连，既可以防止高温烟气泄漏导致发生安全隐患，又可以使得制造简便，大大减小了制造难度和生产成本，提高了操作效率。
根据本发明实施例的冶炼系统，通过将炉罩100的底部20的横截面构造成为正多边形，不仅结构简单，无需搭建制造模型，焊接过程简便，保证制造质量，生产成本低，且降低了出现安全事故的风险。
根据本发明实施例的炉罩100和具有其的冶炼系统的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。