转炉炉壳的煤气加热装置和整体退火方法
【专利摘要】本发明涉及一种转炉炉壳的煤气加热装置，该煤气加热装置包括加热管以及与该加热管连通的煤气管和压缩空气管，并且所述加热管上沿周向设置有多个朝外的加热孔。本发明还涉及一种转炉炉壳的整体退火方法，该方法使用本发明的转炉炉壳的煤气加热装置对转炉炉壳进行加热，该方法包括：将转炉炉壳加热到630-650℃，300℃以后的加热速度为40-60℃/h；对所述转炉炉壳在630-650℃下保温3-3.5小时；将所述转炉炉壳以40-60℃/h的冷却速度冷却至300-280℃，再使所述转炉炉壳自然冷却至常温。使用所述煤气加热装置对转炉炉壳加热，升温快，将该煤气加热装置用于转炉炉壳的整体退火能够节省操作的时间和成本。
【专利说明】转炉炉壳的煤气加热装置和整体退火方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢铁领域，具体地，涉及一种转炉炉壳的煤气加热装置以及一种转炉炉壳的整体退火方法。
【背景技术】
[0002]转炉炉壳为钢结构件，在安装时通过焊接将各炉壳分段焊接为整体。对于大型转炉来说，炉壳的厚度达80mm-120mm，且焊缝密集，焊接好的转炉炉壳的焊缝中存在着较大的焊接残余应力，会导致结构变形和焊缝裂纹，降低转炉使用寿命，因此，在组装好转炉炉壳后通常采用退火消除焊接残余应力。
[0003]传统的转炉炉壳焊缝退火采用电加热退火，一座大型转炉炉壳的焊缝长度大约为1500米，若准备三台电加热器并且设置专用电源线进行加热退火，工期也需要12天左右，这种传统的电加热退火的方式耗时长并且成本高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种转炉炉壳的煤气加热装置以及一种转炉炉壳的整体退火方法，使用所述煤气加热装置对转炉炉壳加热，炉壳升温快，将该煤气加热装置用于转炉炉壳的整体退火能够节省操作的时间和成本。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种转炉炉壳的煤气加热装置，该煤气加热装置包括加热管以及与该加热管连通的煤气管和压缩空气管，并且所述加热管上沿周向设置有多个朝外的加热孔。
[0006]优选地，所述加热管为环形，所述加热管上设置有煤气管连接孔和压缩空气管连接孔，在所述煤气管连接孔和所述压缩空气管连接孔处分别连接有所述煤气管和所述压缩
空气管。
[0007]优选地，所述煤气管连接孔和所述压缩空气管连接孔相邻或至少部分重合。
[0008]优选地，所述加热孔沿所述加热管的周向等间隔设置，所述加热管上等间隔设置有多个所述煤气管连接孔，并且所述加热管上等间隔设置有分别与所述多个煤气管连接孔相对应的多个所述压缩空气管连接孔。
[0009]优选地，该煤气加热装置包括多个水平设置的所述加热管，所述多个加热管沿垂直方向间隔设置。
[0010]优选地，所述煤气管包括煤气主管以及连接于该煤气主管的多组煤气支管，所述多组煤气支管分别对应于所述多个加热管设置，每组所述煤气支管连接于对应的所述加热管的煤气管连接孔，所述压缩空气管包括压缩空气主管以及与连接于该压缩空气主管多组压缩空气支管，所述多组压缩空气支管分别对应于所述多个加热管设置，每组所述压缩空气支管连接于对应的所述加热管的压缩空气管连接孔。
[0011]优选地，所述加热管靠近转炉炉壳的内壁安装，所述煤气管和所述压缩空气管从所述转炉炉壳内延伸至所述转炉炉壳外，并且所述煤气加热装置包括两个水平设置的所述加热管，一个所述加热管靠近所述转炉炉壳的底部设置，另一个所述加热管设置在所述转炉炉壳的沿垂直方向的中心处。
[0012]优选地，所述压缩空气管上设置有调节阀。
[0013]本发明还提供了一种转炉炉壳的整体退火方法，该方法包括:将转炉炉壳加热到630-650°C，300°C以后的加热速度为40_60°C /h ;对所述转炉炉壳在630_650°C下保温3-3.5小时；将所述转炉炉壳以40-60°C /h的冷却速度冷却至300-280°C，再使所述转炉炉壳自然冷却至常温；并且，使用所述的转炉炉壳的煤气加热装置对所述转炉炉壳加热。
[0014]优选地，通入所述煤气管中的煤气为焦炉煤气，该焦炉煤气的压力为0.3-0.6Mpa，所述压缩空气管中的压缩空气的压力为0.8Mpa。
[0015]优选地，该方法还包括在对转炉炉壳加热之前，将所述煤气加热装置的部件运入所述转炉炉壳内，将所述部件连接以形成所述煤气加热装置；以及对所述装炉炉壳整体退火以后将所述煤气加热装置从所述转炉炉壳内拆除。
[0016]使用根据本发明的转炉炉壳的煤气加热装置对转炉炉壳加热时，煤气通过煤气管输送至加热管中对转炉炉壳进行加热，同时，压缩空气管还向加热管通入压缩空气，压缩空气一方面为煤气的燃烧提供充足的氧气，另一方面对煤气进行加压，使得煤气的压力增大，燃烧更剧烈，由此保证转炉炉壳在较短的时间内加热至所需的温度，缩短加热时间，本发明的转炉炉壳的煤气加热装置可以使用钢厂的焦炉煤气，大大降低了成本。
[0017]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0019]图1是根据本发明的转炉炉壳的煤气加热装置安装在转炉炉壳中的主视示意图；
[0020]图2是图1中的转炉炉壳的煤气加热装置的俯视图，其中，压缩空气管用虚线表述。
[0021]附图标记说明
[0022]1转炉炉壳2加热管
[0023]3煤气管4压缩空气管
[0024]5煤气管连接孔6压缩空气管连接孔
[0025]7煤气主管8煤气支管
[0026]9压缩空气主管10压缩空气支管
[0027]11调节阀12开关阀
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0029]在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是在重力方向，即本发明提供的转炉炉壳的煤气加热装置在正常使用情况下定义的，“内、外”是指相对于各装置或部件本身的轮廓的内、外。[0030]如图1所示，根据本发明的转炉炉壳的煤气加热装置包括加热管2以及与该加热管2连通的煤气管3和压缩空气管4，并且加热管2上沿周向设置有多个朝外的加热孔。
[0031]使用根据本发明的转炉炉壳的煤气加热装置对转炉炉壳I加热时，煤气通过煤气管3输送至加热管2中，并通过加热管2上的加热孔将煤气通至加热管2外部进行燃烧，以对转炉炉壳I进行加热，同时，压缩空气管4还向加热管2通入压缩空气。一方面，由于，该煤气加热装置安装在转炉炉壳I中，转炉炉壳I仅有上方有开口，在加热时，产生的热量上升，使得炉外的空气无法大量进入炉内，对煤气燃烧产生影响，导致产生大量的CO，因此，压缩空气的通入可以为煤气的燃烧提供充足的氧气。另一方面，由于转炉炉壳I为大型钢结构件，体积大并且散热较快，因此，必须保证较大的加热速度才能将转炉炉壳I较快地加热至所需的温度，压缩空气可以对煤气进行加压，使得煤气的压力增大，燃烧更剧烈，由此保证转炉炉壳I在较短时间内加热至所需的温度，缩短加热时间。
[0032]其中，加热管2可以设置为任意合适的形状，例如，优选情况下，加热管2为环形，并且加热管2上设置有煤气管连接孔5和压缩空气管连接孔6，在煤气管连接孔5和压缩空气管连接孔6处分别连接有煤气管3和压缩空气管4。
[0033]并且，如图2所示，为了使煤气在加热管2中的分布较均匀以使得加热管2的加热效果较均匀，应该将煤气和空气在进入加热管2之前混合，并且为了防止煤气和空气过早混合引发安全隐患，优选地，煤气管连接孔5和压缩空气管连接孔6相邻或至少部分重合，即使得煤气和空气恰好在进入加热管2时混合。
[0034]同样，参加图2，为了使加热管2的加热效果较均匀，作为一种优选实施方式，加热孔沿所述加热管2的周向等间隔设置，加热管2上等间隔设置有多个煤气管连接孔5，并且加热管2上等间隔设置有分别与所述多个煤气管连接孔5相对应的多个所述压缩空气管连接孔6，这样可以同时获得较快和较均匀的加热效果。
[0035]优选地，根据本发明的煤气加热装置包括多个水平设置的加热管2，该多个加热管2沿垂直方向间隔设置，以加快对转炉炉壳I的加热速度。并且，在这种情况下，优选地，煤气管3包括煤气主管7以及连接于该煤气主管7的多组煤气支管8，所述多组煤气支管8分别对应于所述多个加热管2设置，每组煤气支管8连接于对应的加热管2的煤气管连接孔5，压缩空气管4包括压缩空气主管9以及与连接于该压缩空气主管9多组压缩空气支管10，所述多组压缩空气支管10分别对应于所述多个加热管2设置，每组压缩空气支管10连接于对应的加热管2的压缩空气管连接孔6，即每个加热管2分别设置有向该加热管2供给煤气和压缩空气的煤气支管8和压缩空气支管10，参见图1和图2。具体地，煤气主管7和压缩空气主管9可以沿垂直方向延伸，煤气支管8和压缩空气支管10可以沿水平方向延伸并分别以煤气主管7和压缩空气主管9为中心呈放射状布置，优选地，为了方便煤气支管8和压缩空气支管10的设置，例如，可以将煤气支管8设置为沿水平方向延伸，并且如图1所示，将压缩空气支管10设置为与水平方向具有一定夹角。
[0036]并且，优选情况下，加热管2靠近转炉炉壳I的内壁安装，煤气管3和压缩空气管4从转炉炉壳1内延伸至转炉炉壳I外，并且该煤气加热装置包括两个水平设置的加热管2，一个加热管2靠近转炉炉壳I的底部设置，另一个加热管2设置在转炉炉壳I的沿垂直方向的中心处，由于加热过程中，热量会向上升，因此，无需在转炉炉壳I的上部安装加热管2，只需要在靠近转炉炉壳I的底部和沿垂直方向的中心处分别设置一个加热管2，这两个加热管2产生的热量会上升，从而整个转炉炉壳1都可以被较快地加热至所需温度。
[0037]另外，压缩空气与煤气的比例需要相适应，压缩空气不足会造成煤气的不完全燃烧或压力不足，压缩空气过多则可能使火焰熄灭，从而可能导致爆炸等安全事故，因此，优选地，压缩空气管4上设置有调节阀11，操作人员可以依据加热管2外部的煤气燃烧的情况(火焰情况)来调节调节阀11，以使得压缩空气管4中的压缩空气的流量与煤气管中煤气的流量相适应。并且，煤气管3上还设置有开关阀12。
[0038]本发明的转炉炉壳的整体退火方法包括:使用本发明提供的转炉炉壳的煤气加热装置对转炉炉壳1加热，将转炉炉壳1加热到630-650°C，300°C以后的加热速度为40-60°C /h，300°C以前的加热速度无具体规定；然后，通过调节煤气流量，对转炉炉壳1在630-650°C下保温3-3.5小时；将转炉炉壳1以40_60°C /h的冷却速度冷却至300_280°C，再使转炉炉壳1自然冷却至常温。
[0039]由于转炉炉壳1为钢结构件，散热加快，因此，在对转炉炉壳1加热之前优选用保温石棉对整个转炉炉壳1的炉壁外表面进行覆盖，以提高加热速度和保温效果。
[0040]通常情况下，在转炉炉壳1组装成一体后，再将未连接在一起的煤气加热装置的部件运入转炉炉壳1内，然后，将这些部件连接(例如焊接)在一起以形成本发明提供的煤气加热装置，用浸有油的布条缠绕在加热管2上，然后将布条点燃，打开开关阀12，通入煤气，待煤气能够持续并稳定燃烧后，再调节调节阀11以通入压缩空气，这样操作方便并且有利于保证操作的安全性。转炉炉壳1的整体退火完成后，将所述煤气加热装置的部件拆开并从转炉炉壳1内拆除。
[0041]并且，优选地，通入煤气管3中的煤气可以为焦炉煤气，该焦炉煤气的压力为
0.3-0.6Mpa，利用焦炉煤气作为燃料，大大的较低了成本。并且，压缩空气管4中的压缩空气的压力为0.8Mpa，在没有压缩空气的情况下，可以在压缩空气管4上安装空气压缩机以将空气加压至所需的压力作为压缩空气的来源。
[0042]使用本发明的转炉炉壳的煤气加热装置对转炉炉壳加热，一般3-5天左右就可以完成转炉炉壳的整个退火操作(指从安装煤气加热装置到转炉炉壳的整体退火完成后将该煤气加热装置拆除为止)，升温快并且成本低，易于推广。
[0043]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所 公开的内容。
【权利要求】
1.一种转炉炉壳的煤气加热装置，其特征在于，该煤气加热装置包括加热管(2)以及与该加热管(2)连通的煤气管(3)和压缩空气管(4)，并且所述加热管(2)上沿周向设置有多个朝外的加热孔。
2.根据权利要求1所述的转炉炉壳的煤气加热装置，其中，所述加热管(2)为环形，所述加热管(2)上设置有煤气管连接孔(5)和压缩空气管连接孔(6)，在所述煤气管连接孔(5)和所述压缩空气管连接孔(6)处分别连接有所述煤气管(3)和所述压缩空气管(4)。
3.根据权利要求2所述的转炉炉壳的煤气加热装置，其中，所述煤气管连接孔(5)和所述压缩空气管连接孔(6)相邻或至少部分重合。
4.根据权利要求3所述的转炉炉壳的煤气加热装置，其中，所述加热孔沿所述加热管(2)的周向等间隔设置，所述加热管(2)上等间隔设置有多个所述煤气管连接孔(5)，并且所述加热管(2)上等间隔设置有分别与所述多个煤气管连接孔(5)相对应的多个所述压缩空气管连接孔(6)。
5.根据权利要求2所述的转炉炉壳的煤气加热装置，其中，该煤气加热装置包括多个水平设置的所述加热管(2)，所述多个加热管(2)沿垂直方向间隔设置。
6.根据权利要求5所述的转炉炉壳的煤气加热装置，其中，所述煤气管(3)包括煤气主管(7)以及连接于该煤气主管(7)的多组煤气支管(8)，所述多组煤气支管(8)分别对应于所述多个加热管(2)设置，每组所述煤气支管(8)连接于对应的所述加热管(2)的煤气管连接孔(5)，所述压缩空气 管(4)包括压缩空气主管(9)以及与连接于该压缩空气主管(9)多组压缩空气支管(10)，所述多组压缩空气支管(10)分别对应于所述多个加热管(2)设置，每组所述压缩空气支管(10)连接于对应的所述加热管(2)的压缩空气管连接孔(6)。
7.根据权利要求1所述的转炉炉壳的煤气加热装置，其中，所述加热管(2)靠近转炉炉壳(I)的内壁安装，所述煤气管(3)和所述压缩空气管(4)从所述转炉炉壳(I)内延伸至所述转炉炉壳(I)外，并且所述煤气加热装置包括两个水平设置的所述加热管(2)，一个所述加热管(2 )靠近所述转炉炉壳(I)的底部设置，另一个所述加热管(2 )设置在所述转炉炉壳Cl)的沿垂直方向的中心处。
8.根据权利要求1所述的转炉炉壳的煤气加热装置，其中，所述压缩空气管(4)上设置有调节阀(11)。
9.一种转炉炉壳的整体退火方法，该方法包括: 将转炉炉壳(I)加热到630-650°C，300°C以后的加热速度为40_60°C /h ； 对所述转炉炉壳(I)在630-650°C下保温3-3.5小时； 将所述转炉炉壳(I)以40-60°C /h的冷却速度冷却至300-280°C，再使所述转炉炉壳(O自然冷却至常温； 其特征在于，使用权利要求1-8中任意一项所述的转炉炉壳的煤气加热装置对所述转炉炉壳(I)加热。
10.根据权利要求9所述的转炉炉壳的整体退火方法，其中，通入所述煤气管(3)中的煤气为焦炉煤气，该焦炉煤气的压力为0.3-0.6Mpa，所述压缩空气管(4)中的压缩空气的压力为0.8Mpa。
11.根据权利要求9所述的转炉炉壳的整体退火方法，其中，该方法还包括在对转炉炉壳(I)加热之前，将所述煤气加热装置的部件运入所述转炉炉壳(I)内，将所述部件连接以形成所述煤气加热装置；以及对所述装炉炉壳(1)整体退火以后将所述煤气加热装置从所述转炉炉壳(1)内拆除。`
【文档编号】C21D9/00GK103667623SQ201210351901
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月20日 优先权日:2012年9月20日
【发明者】唐志水, 冯树雄, 吴荣善, 涂修利, 李鹏, 左饶平, 宁中余, 陈梦逢 申请人:攀钢集团工程技术有限公司