专利名称：利用独立承载结构延长高炉主沟的使用寿命的方法
技术领域：
本发明属于高炉工业建筑与冶炼技术领域，涉及一种利用独立承载结构延长高炉主沟的使用寿命的方法，更具体地说，涉及一种在将高炉主沟改造成储铁式主沟时利用独立承载结构替代原支撑结构来支撑主沟以延长主沟的使用寿命的方法。
背景技术：
布置在高炉出铁场的主沟是引导高温铁水和熔渣的通道，目前，中小型高炉通常只设计一个出铁口，连接到该出铁口的主沟具有捣打式主沟(其内衬(工作衬)采用炭素捣打料)和储铁式主沟这两种构造方式。由于与捣打式主沟相比,储铁式主沟能够很好地满 足高炉指标及环保要求，所以近来，储铁式主沟成为大多数中小型高炉的主沟的主要构造方式。然而，在将已经存在的捣打式主沟改造为储铁式主沟时，由于储铁式主沟受到现存的捣打式主沟的结构形式影响，所以储铁式主沟深度的增加受到很大的限制，这导致与改造前的捣打式主沟相比，从改造后的储铁式主沟向外散发的热量不会增加太多。这样，来自的高温铁水和熔渣的相当一部分热量传递到支撑储铁式主沟的支撑结构，导致该支撑结构温度高，储铁式主沟使用周期短、高炉休风处理储铁式主沟的频率增加等一系列问题。
发明内容
本发明的一方面提供一种利用独立承载结构延长高炉主沟的使用寿命的方法，以在将捣打式主沟改造成储铁式主沟期间及之后通过构造一种独立承载结构来解决储铁式主沟的散热和使用寿命等问题。根据本发明的一方面，提供一种利用独立承载结构延长高炉主沟的使用寿命的方法，所述方法包括根据高炉的出铁场的结构，划定支撑主沟的原支撑结构的改造范围；利用原支撑结构的标高，预制标高小于原支撑结构的标高的独立承载结构；在原支撑结构的划定的改造范围内，将独立承载结构布置在原支撑结构的下方；在高炉的休风期间，拆除主沟的原支撑结构，使得独立承载结构支撑主沟。原支撑结构的划定的改造范围可大于主沟的底部宽度。独立承载结构可由钢筋混凝土制成。可在独立承载结构的侧壁顶与原支撑结构预连接处留茬。可在高炉的休风期间，对独立承载结构的侧壁顶与原支撑结构预连接留茬处浇筑灌浆料。可在对独立承载结构的侧壁施工时，预留门洞口，便于待独立承载结构达到设计标高后，拆除撤离侧壁施工模板器具。预留的门洞口的宽度可以为lm。 可在高炉的休风期间浇筑混凝土封堵门洞口。混凝土的耐热温度可在400度以上。可在出铁场的上方划定拆除范围，从出铁口的中心向两侧逐渐拆除原支撑结构。
可在拆除原支撑结构时，对主沟下落后的标高进行随时测量。独立承载结构顶部平台可由耐火砖找平至主沟的钢槽底部的标高点。可在主沟的下方预制所述独立承载结构。根据本发明的方法与现有技术相比，具有下列优点大幅度提高主沟深度，为主沟工作层及保温层提供足够空间，方法简便、可靠、投资少且维护量小，为改造主沟所占用的高炉休风时间短，储铁式主沟改造彻底，高温主沟对独立承载结构无影响，延长主沟使用寿命，维修频率降低，降低维护费用及高炉休风率。
通过下面结合附图进行的描述，本发明的这些和/或其他方面将会变得更加清楚，在附图中图I是根据本发明的高炉及其主沟的布置的示意图；图2是根据本发明的支撑高炉主沟的独立承载结构的横向剖视图；图3是根据本发明的支撑高炉主沟的独立承载结构的纵向剖视图。
具体实施例方式下面，将参照附图详细描述本发明。图I是根据本发明的高炉与主沟的布置的示意图。如图I所示，高炉I的出铁口 11与主沟2的入口连通，支撑结构(未示出)布置在主沟2的下方，以从下面支撑主沟2，流铁沟3布置在主沟2的出口的下方，熔渣沟4布置在主沟2的上方，从主沟2流出的熔渣从熔渣沟4流出，用于下步处理。来自高炉I的高温铁水经出铁口 11流入主沟2，从主沟2经撇渣器流出的铁水流入流铁沟3，以用于下一步的处理。在图I中，除了主沟2已经被改造成储铁式主沟，支撑结构已经被根据本发明的独立承载结构5 (见图2和图3)替代之外，其余部分(例如，高炉I、出铁口 11、流铁沟3、熔渣沟4等)保持其原有结构不变，在此将省略对结构没有发生变化的部分的详细描述。在本发明中，为了将主沟2改造成储铁式主沟，以解决主沟2的散热和使用寿命等问题，支撑主沟2的原支撑结构被独立承载结构5替代。另外，当以地面为参照时，独立承载结构5的标高应小于原支撑结构的标高，以方便地布置在原支撑结构的下方，从而方便将主沟2改造成储铁式主沟，这将在下面进行详细描述。图2是根据本发明的支撑主沟的独立承载结构的横向剖视图。图3是根据本发明的支撑主沟的独立承载结构的纵向剖视图。这里，横向指的是与高温铁水的流动方向大致平行的方向，纵向指的是与横向垂直的方向。下面，将参照图2和图3描述独立承载结构5及将原支撑结构更换成独立承载结构5的方法。在将主沟2改造成储铁式主沟期间，首先，根据出铁场的结构，划定支撑主沟2的原支撑结构的改造范围。划定的改造范围的宽度要满足主沟2的安装工作面的要求，S卩，原支撑结构的划定的改造范围大于主沟2的底部宽度。
接下来，在高炉I的在线生产状态(即，正常生产工况)下，利用原支撑结构的标高(以地面为参照)，在高炉I的外部利用钢筋混凝土预制独立承载结构5。当然，为了节省成本和时间，也可在主沟2的下方预制独立承载结构5。如上所述，由钢筋混凝土制成的独立承载结构5的标高小于原支撑结构的标高。独立承载结构5由钢筋混凝土制成，以有效地承受在改造和/或维修主沟2时产生的机械冲击荷载(例如，振动荷载),另外还要求制造独立承载结构5的混凝土的耐热温度在400度以上，以承受在主沟2内流动的高温铁水和熔渣传递的热。具体地说，如图2和图3所示，根据本发明的由钢筋混凝土制成的独立承载结构5被分成第一承载部分5A、第二承载部分5B和第三承载部分5C。第一承载部分5A、第二承载部分5B和第三承载部分5C均形成内部中空的承载结 构，其中，在第一承载部分5A的两端布置两个承载壁50和51，通过承载壁51使第一承载部分5A和第三承载部分5C彼此连接。第三承载部分5C除了布置与第一承载部分5A共用的承载壁51之外，还在其另一端布置承载壁52，另外还在承载壁51和承载壁52之间布置承载壁53，以增加第三承载部分5C的强度。第二承载部分5B和第三承载部分5C共用承载壁52，第二承载部分5B被分成两个承载构件5B1和5B2。承载构件5B1和第三承载部分5C共用承载壁52，承载构件5B1和5B2隔开预定的距离，例如，100mm，承载构件5B1还在靠近承载构件5B2的位置布置承载壁54，以增加承载构件5B1的强度，大约在承载构件5B2的中部布置承载壁55，使得承载构件5B2形成近似T形的承载平台。另外，根据原支撑结构的标高、改造的工艺要求、主沟2的内部深度及主沟2下方的隔热深度(稍后将描述)等确定第一承载部分5A、第二承载部分5B和第三承载部分5C的标高(以地面为参照)。例如，在本发明中，第一承载部分5A的标高为3. 2m，第二承载部分5B的标高为4. 5m，第三承载部分5C的标高为3. 5m。这里，主沟2下方的隔热深度由在图3中的标号6表示的填充结构(例如，耐火砖)确定，该填充结构设置在主沟2的底部和独立承载结构5之间，起到隔热作用。接下来，在原支撑结构的划定的改造范围内，将独立承载结构5布置在原支撑结构的下方，从而在独立承载结构5(即，第一承载部分5A、第二承载部分5B和第三承载部分5C)与原支撑结构之间存在间隙。如图2和图3所示，在本发明中，第一承载部分5A靠近主沟2的出口布置，第二承载部分5B (更具体地说，第二承载部分5B的承载构件5B2)靠近主沟2的入口布置，第三承载部分5C布置在第一承载部分5A和第二承载部分5B之间。第一承载部分5A、第二承载部分5B和第三承载部分5C通过各个承载壁50、51、52、53、54、55等固定到地面。这样，在主沟2的改造完成之后，被独立承载结构5支撑的主沟2向下倾斜(见图I)，使得主沟2中心线与高炉铁口中心线的夹角为5度，主沟2内部可根据主沟内工作层找坡，但是本发明不限于此。另外，在将独立承载结构5布置在原支撑结构的下方之前，可在对独立承载结构5的侧壁(即，各个承载壁50、51、52、53、54、55中的一个或多个)施工时，预留门洞口，便于待独立承载结构5达到设计标高后，拆除撤离侧壁施工模板器具。例如，在本发明中，门洞口预留的宽度为lm，但是不限于此。在高炉I的休风期间浇筑混凝土封堵该门洞口。另外，在将独立承载结构5布置在原支撑结构的下方之后，为了保证独立承载结构5和原支撑结构的整体稳定性，需要将独立承载结构5与原支撑结构进行有效连接。为了进行连接，先在独立承载结构5的侧壁顶与原支撑结构预连接处(即，上述间隙)留茬，再在高炉I的休风期间对独立承载结构5的侧壁顶与原支撑结构预连接留茬处浇筑灌浆料来实现独立承载结构5与原支撑结构的有效连接。接下来，在高炉I的休风期间(例如，12天)，拆除主沟2的原支撑结构，使得独立承载结构5支撑主沟2，由于独立承载结构5和原支撑结构之间的标高差而导致处于原支撑结构的划定的改造范围内的主沟2整体下落，主沟2形成储铁式主沟。具体地说，根据原支撑结构的划定的改造范围，在出铁场的上方划定拆除范围(例如，通过布置基准线来划定拆除范围)，从出铁口 11的中心向两侧逐渐拆除原支撑结构，同时对主沟2下落后的标高进行随时测量，避免多拆、误拆，使得主沟2整体下落，实现 主沟2的深度增加，而独立承载结构5的顶部平台可由耐火砖找平至主沟2的钢槽底部的标闻点。另外，如上所述，在高炉I的休风期间，对预留的茬浇筑混凝土以实现独立承载结构5与原支撑结构的有效连接，对预留的门洞口浇筑混凝土以封堵该门洞口。当然，应该在拆除原支撑结构之前完成混凝土的浇筑，以确保独立承载结构5的强度，从而使独立承载结构5承受拆除原支撑结构时产生的机械冲击载荷。这样，通过本发明的方法，可方便地将主沟2改造成储铁式主沟，且主沟2内的工作层及保温层的厚度的调整空间大幅增加，从而延长了主沟2的使用寿命。本发明具有简便、可靠、投资少等优点，且杜绝主沟2的热量传递至独立承载结构5，利用短时间的高炉休风期使高炉I的主沟2彻底改造成储铁式主沟，而不会出现其他安全问题。
权利要求
1.一种利用独立承载结构延长高炉主沟的使用寿命的方法，所述方法包括 根据高炉的出铁场的结构，划定支撑主沟的原支撑结构的改造范围； 利用原支撑结构的标高，预制标高小于原支撑结构的标高的独立承载结构； 在原支撑结构的划定的改造范围内，将独立承载结构布置在原支撑结构的下方； 在高炉的休风期间，拆除主沟的原支撑结构，使得独立承载结构支撑主沟。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，原支撑结构的划定的改造范围大于主沟的底部宽度。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，独立承载结构由钢筋混凝土制成。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在独立承载结构的侧壁顶与原支撑结构预连接处留茬。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在高炉的休风期间，对独立承载结构的侧壁顶与原支撑结构预连接留茬处浇筑灌浆料。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在对独立承载结构的侧壁施工时，预留门洞口，便于待独立承载结构达到设计标高后，拆除撤离侧壁施工模板器具。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，预留的门洞口的宽度为lm。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在高炉的休风期间浇筑混凝土封堵门洞□。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，混凝土的耐热温度在400度以上。
10.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在出铁场的上方划定拆除范围，从出铁口的中心向两侧逐渐拆除原支撑结构。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在拆除原支撑结构时，对主沟下落后的标高进行随时测量。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，独立承载结构顶部平台由耐火砖找平至主沟的钢槽底部的标高点。
13.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在主沟的下方预制所述独立承载结构。
全文摘要
本发明提供一种利用独立承载结构延长高炉主沟的使用寿命的方法，所述方法包括根据高炉的出铁场的结构，划定支撑主沟的原支撑结构的改造范围；利用原支撑结构的标高，预制标高小于原支撑结构的标高的独立承载结构；在原支撑结构的划定的改造范围内，将独立承载结构布置在原支撑结构的下方；在高炉的休风期间，拆除主沟的原支撑结构，使得独立承载结构支撑主沟。
文档编号C21B7/14GK102766709SQ20121023550
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者单世静, 孔菊, 孙家荣, 赵建磊, 赵春龙 申请人:莱芜钢铁集团有限公司