冶炼球团竖炉的制作方法

专利名称：冶炼球团竖炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冶金行业中生产氧化球团竖炉，特别是涉 及用在烧结球团机械竖炉上承托导风墙的大梁和导风墙所用耐火 砖及球团干燥床的冶炼球团竖炉。
背景技术：
目前我国较大型钢铁厂冶炼高炉所用原料球团全部用机械竖 炉生产。因其具有产量高、质量好，并能利用高炉自身在冶炼生 产中产生的废气做燃料等几大优点，近年来已逐步取代了陈旧式 烧结方式。在现有技术中承托导风墙的大梁(又称之为大水梁)，
是由2根无缝钢管在一头用弯头焊接，冷却水由下管进入经弯头 由上管返回，此时管内成为水和水蒸气的混合物，此为大梁的一 道冷却水循环过程，照此把三道水循环罗在一起，焊接成高1. 1 米左右的大梁一侧。再用钢板把两侧连接成宽0.78米，并分隔成 孔径为0.4米左右的近正方型九孔便成为大梁整体，把大梁悬空 横担于竖炉的炉体墙两端。
在竖炉中起通风作用的导风墙及起承托作用的大梁因受在其 通风孔内通过的被气流裹带的大颗粒粉尘及球矿碎渣，因粒度较 大质量较高不能被气流从导风墙内带出，在自身重量和向上气流 的双重作用下，悬浮于大梁和导风墙下部，但大梁及导风墙的通 风孔为矩形，大颗粒物在离心力的作用下，存留于通风孔四角不 容易顺旋转中的气流转动，在此处与水管和筋板的焊接处进行徘 徊式磨擦，产生与金属管道除锈冲沙相同的现象，直至颗粒物被 磨细气流上推力大于自身重力时才逐渐带出炉外。周而复始直至 损坏到不能继续使用，大梁隔板因无水冷却首先被冲刷消失，其 它部位也因被磨薄，在不断的气滞振动下产生疲劳裂纹，在水蒸气压力的作用下开裂漏水或变型， 一般使用周期在6个月或随时 修补至1年左右，其更换时间不能和导风墙砖同步，因大梁的更 换必须拆除仍能使用的导风墙砖。其寿命短而严重的影响了生产。
导风墙的宽度和大梁一致，高不足4米、耐火材料总重30多 吨，是由三百块孔径、孔距和大梁相同的高铝质、框棱型耐火砖 砌筑而成。每层每孔一块成九孔烟筒状垂直砌筑在大梁上面，因 其面积大于普通压力机台面而无法成型，现有技术只能用震动成 型机制作，用震动来弥补其压力的不足。而震动加压需要在配料 中水分和细粉比例加大，其程度很难控制，因以上种种原因使产 品在烧制过程中出现收縮变型、薄厚不一、层裂或断裂等现象， 造成产品合格率极低。在现有技术中只能用降低烧成温度来保证 其产品能达到砌筑标准，但产品并未能达到结合强度。因此而导 致在使用过程中细粉最先被冲刷掉，使骨料颗粒裸露而被逐渐冲 刷掉，周而复始形成洞状，其洞状又给颗粒物在通风孔内的旋转 造成了阻力，致使颗粒物与墙体的冲刷和摩擦力加大，其中耐火 砖所脱落的骨料颗粒因硬度大，冲刷和摩擦力也就更大，恶性循 环直至损坏到不能继续使用。
干燥床上的生球团是由皮带输送机在干燥床上顶部进行往复 式布料也就是说布料机布料到达一端时，另一端顶部的生料已经 无料或料薄，气流在干燥床下在压力的作用下向此处移动并大量 排出、造成热源流失，还会引起此处生球团因水份大、受热温度 高崩裂而产生碎渣颗粒影响通风透气，给预热和焙烧造成困难， 在排料至冷却带时被高压风裹带进导风墙通风孔与其孔砖进行冲 刷和磨擦的恶性循环。干燥床的承托水梁，因跨度大，在使用过 程中，很难承受工作环境的压力，产生弯曲、变型，影响烘干效 果和向下排料，严重时，可造成偏料导致的导风墙倾斜和坍塌现
象o

实用新型内容
本实用新型的发明目的就是要解决冶炼竖炉由于导风墙大梁、导风墙及干燥床使用寿命短致使产量低、成本高的问题，提 供一种新型的导风墙大梁和导风墙体及干燥床承托结构，大梁的 梁架及干燥床承托梁由耐热钢焊接而成后，再用浇注料浇注成型， 并经高温烧制而成，导风墙采用竖楔型耐火砖拱型砌筑，导风墙 大梁及导风墙通风孔内加装内衬套，取消现有大梁及干燥床的整 套水循环系统，大大节约了生产成本，降低竖炉事故率的冶炼球 团竖炉。
实现上述发明目的采用以下技术方案
一种冶炼球团竖炉，所述的导风墙用大梁支撑，干燥床位于 导风墙的上方用支撑件支撑，位于竖炉炉体内，
a. 所述的导风墙支撑大梁的梁体是上拱下平结构，其长度大 于炉体内径，该梁体用多根金属立柱支撑，所述梁体上设有大梁 通风孔，该大梁通风孔内装有大梁通风孔内衬套，该大梁通风孔 内衬套的外表面涂有防粘层；
b. 所述的导风墙墙体用竖楔形耐火砖砌筑，其上设置有多个 导风墙通风孔，导风墙通风孔内均装有导风墙通风孔内衬套，每 个导风墙通风孔均与与其对应的大梁通风孔相通并垂直，按层叠 加上下贯通为烟囱状，位于导风墙墙体下段的通风孔内衬套的外 表面，刷涂有防粘层，在每层墙体的两导风墙通风孔之间装有金 属拉杆，墙体两侧设有孔径与金属拉杆规格相同的耐热金属夹板， 耐热金属夹板与金属拉杆紧固连接，导风墙上部的拱差部分盖有 盖板砖，盖板砖上浇注有三角形状的浇注料顶；
c.导风墙墙体及导风墙大梁两侧，分别用支撑柱支撑，该支 撑柱分别与导风墙、导风墙大梁用紧固件紧固连接为一体，导风 墙墙体及导风墙大梁的两端分别插入炉体两侧墙体内；
d.所述的干燥床用承托梁支撑，该承托梁是底宽23-28公分， 高45-55公分的三角梁托架。
与现有技术相比，本实用新型的显著优点在于
1、取消了水循环和软化水系统，节省了工时、水、电及设备的安装及维护费用。减免了热能流失，使通过导风墙被输送到干 燥床部位的高压风温度增高为竖炉高产创造了条件。
2、 耐冲刷、易修补 因本实用新型导风墙大梁和导风墙制作和砌筑全为拱型，在其
重烧线的变化下、墙体砌块的澎胀和其砌筑泥缝的收縮可相互抵 消，梁与墙之间和墙体层与层之间互相不会形成压力，梁体也不
会变型；梁体和墙体中间的衬套使其的耐磨耐冲刷力大幅度提高， 其使用寿命可提高数倍；因刷涂防粘层，通风孔内的衬套和梁体 及墙体起到了隔层作用，利于在导风墙大梁或导风墙墙体损坏部 位局部修补或更换，梁体和墙体可长期使用，并减少了因整体砌 筑造成的经济损失和工时。本实用新型的内衬套用碳化硅和其它 硬质材料制作，在工作过程中大梁和导风墙下部可对被气流裹带 出的大颗粒球团碎渣，在旋转中迅速磨细而被上升气流裹带出导 风墙外，减少因其在此段的旋转和徘徊给上升气流造成的阻力和 通风气流量。在每层每孔用耐热金属拉杆、象铆钉一样把整个导 风墙所有耐火材料全部铆固成一体，用三角斜柱支撑和上面干燥 床承托梁卡夹，使导风墙和炉体两侧上下和两端都连接成一体， 加强了其稳定性。
3、 可以扩大窑炉容积
将导风墙及大梁梁体适当加长，在操作人员及设备不在增加 的情况下，增加球团产量，可使球团吨耗燃料比例降低，使机械 烧结竖炉的大型化向前迈了 一大步。
4、 绿色环保、变废为宝
利用高压电瓷生产厂家有史以来被当作垃圾处理的废弃高铝 质瓷棒瓶和废泥为生产主要原料。因其主要成份为高铝粉和塑性 好的优质结合粘土，经球石研磨成浆真空处理成泥并高温烧制， 其产品属高铝均化料制作， 一般铝含量在50%左右，耐火度在1730 度左右，其废瓷棒瓶显气孔率在0.03%，硬度可割划玻璃，是耐 酸、耐碱、耐磨的上等原料，把其粉碎成颗粒，做为骨料，用任料或用机压成型加工成产品，都有 广泛的用途，用其瓷泥做耐火砖结合细粉，可促使瓷化结合，增 加砖体强度，本实用新型结束了数十年来将高压电瓷当做垃圾处 理的历史。而废日用陶瓷和废建筑陶瓷属弱酸性其硬度高，其废 泥钾钠含量较高，易烧结，可用其作为原料生产半硅砖和工业窑 炉烟道、烟囱上使用的内衬砖、低档耐磨砖和耐酸砖抗腐蚀力强， 其使用效果优于一般粘土质耐火砖。对其的利用既为国家节省了 资源，又为社会减少了污染。

图1是本实用新型炉体的正面剖视图。
图2是本实用新型导风墙大梁的结构示意图。 图3是图2的俯视示意图。
图4是本实用新型导风墙及导风墙大梁的立体结构示意图。 图5是干燥床平面示意图。 图6是本实用新型导风墙拱角砖示意图。 图7是本实用新型导风墙竖楔形墙砖示意图。 图中，炉体两侧墙体l，导风墙盖板砖2，大梁、导风墙通风 孔及衬套出风口3，干燥床承托梁4，导风墙通风孔内衬套5，导 风墙墙体6，耐热金属拉杆7 ，导风墙支撑柱8，耐热金属夹板9， 大梁通风孔内衬套IO，大梁浇注层ll，大梁下铉12，大梁耐热金 属上铉13，大梁卡入墙体部分14，大梁通风孔15，导风墙拱角砖 立面16，导风墙砖浇注料17，通风孔之间浇注料18，导风墙拱 角砖侧面19，大梁梁端20，大梁耐热钢立柱21，导风墙大梁22， 导风墙上平砖23， 24，干燥床三角形檩架25，生球团下料区段 26，干燥床篦条27，导风墙竖楔形砖侧面28。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。 见图l，图4，本实施例的导风墙墙体6分层砌筑在导风墙大 梁22上，在导风墙墙体6及导风墙大梁22两侧，分别用三角人字型支撑柱8支撑，位于炉体内。该支撑柱8分别与导风墙墙体6、 导风墙大梁22用螺栓紧固连接为一体。支撑柱8及导风墙大梁22 的两端分别插入炉体两侧的墙体1内。导风墙6的上端设置有导 风墙大梁及导风墙出风口 3，出风口 3上盖盖板砖2。干燥床用干 燥床承托梁4承托，位于炉体内的上部。
见图l，图2，图3和图4，导风墙大梁22的梁体骨架是用耐 热温度高的钢材焊接而成，为上拱下平结构，在大梁骨架的上铉 13与下铉12之间用多根耐热钢立柱21支撑。梁体骨架的长度比 竖炉炉体的内径略长，其两端分别砌入炉体两侧墙体1内，图2 中的14就是大梁卡入墙体部分。在导风墙大梁22的梁体上面用 耐火砖砌筑多个大梁通风孔15，导风墙大梁22的梁体的宽度及大 梁通风孔15的孔径按图纸设计制作，其纵向按设计比例起拱，其 起拱比例按用户要求在此基础上抬高或降低，大梁通风孔15内放 入预先制作好的大梁通风孔内衬套10或板，大梁通风孔内衬套10 或板的材质最好选用耐热金属或炭化硅及其他耐火或不属耐火材 料范围的硬质耐磨材料。在大梁通风孔内衬套IO或板的外表面， 刷涂防粘层，导风墙大梁22的制作方法是用钢模板贴紧导风墙 大梁22梁体骨架支模，然后往梁体内浇注防爆浇注料将其浇注成 型，在其表面形成大梁浇注层11，在导风墙大梁22的侧面形成大 梁侧面浇注层ll，用常规的方法将导风墙大梁22烘干然后用高温 烧成或低温烘烤(80(TC以下)制成成品大梁。也可以将导风墙大 梁22梁体下面的通风孔做成八字形，其进风效果更好。
见图4，在导风墙大梁22上用竖楔形耐火砖砌筑多层导风墙 6，为增加导风墙大梁22梁体两端的高度也可如图4在不高出导 风墙大梁22梁体总高度的基础上，同时用浇注料浇注第一层导 风墙的拱角砖16和部分墙体。
导风墙6两侧及墙体所用的耐火砖为高铝质耐火砖，这种高 铝质耐火砖是用废高铝瓷泥优质粘土做结合细粉，用热震稳定性 好的高铝矾土或废高铝质瓷棒瓶粉碎成的3毫米以下的颗粒为骨料，将结合细粉与骨料混合加高强结合剂按梁体起拱比例制作成 的竖楔型耐火砖(制作时在部分砖中预留耐热金属拉杆的穿孔)
和拱角砖，竖楔形耐火砖的结构见图7，它的立面28是竖楔形结 构、侧面24是矩形结构。拱角砖的结构如图6，其立面16、侧面 19为三角形结构。竖楔形耐火砖也可根据设计要求，在砖砌筑面 制作成带砖舌和砖沟的竖楔型。用高铝质耐火砖在导风墙大梁22 两侧砌筑成与其梁体相同的拱型。见图1和图4，导风墙墙体上用 耐火砖砌筑多个的导风墙通风孔，导风墙通风孔与导风墙大梁通 风孔15相通并垂直罗列成九孔烟囱状，导风墙通风孔内的装有导 风墙通风孔内衬套5，每个导风墙通风孔均与与其对应的大梁通风 孔15相通并垂直，按层叠加上下贯通为九孔烟囱状，位于导风墙 墙体6下段的通风孔内衬套的外表面，刷涂有防粘层，在每层墙 体的两导风墙通风孔之间装入一根两头带耐热螺丝的金属拉杆7， 墙体两侧分别穿入孔径与金属拉杆规格相同的耐热金属夹板9，将 耐热金属夹板9用螺丝与金属拉杆7紧固并焊牢。在两导风墙通 风孔之间浇注两通风孔浇注料18使其与导风墙墙体6为一体。导 风墙6上部的拱差部分用导风墙上平砖23和磷酸盐泥浆砌筑找平 并留出导风墙大梁、导风墙通风孔及内衬套上出风口 3，然后盖上 用磷酸盐或用其它高温高强结合剂结合制作的导风墙盖板砖2，见 图l，在导风墙盖板砖2上浇注浇注料，将其浇注成为三角形状， 其顶尖与干燥床承托梁4顶尖距离适当放小，迫使风量在三角形 梁檩的双重阻力下自下而上逐步减弱，保证了干燥床下部球团较 厚料层也能获取足够的风量。上部料层较薄，球团水分大，因风 量减弱、温度减低而避免了球团的过多崩裂。因此处温度较低， 导风墙盖板砖2上所用的浇注料是用日用废瓷、建筑废瓷和废陶 瓷匣钵、废旧耐火砖粉碎后的小颗粒，加铝酸盐水泥或水玻璃结 合剂混合制成。
导风墙6砌筑完毕后，用导风墙砖墙浇注料17，在大梁梁端 20的上方形成浇注层。导风墙6按其长度分为三段，每段导风墙6的两侧分别用两根烧制好的干燥床梁条， 一端紧压导风墙盖板砖
2，在其中心线呈三角状焊接，其另一端按干燥床合理下料的斜度，
插入炉体两侧墙体内卡实。
为增加产量和扩大炉内容积，可以把炉体适当延长，导风墙6 和导风墙大梁22也随之改变，为增加导风墙6和导风墙大梁22 的承重力与稳定性，在导风墙6和大梁梁体22两侧各支撑数道同 干燥床承托梁檩材质和制作方式相同的三角形支撑柱8，三角形支 撑柱8 —端支撑导风墙墙体，另一端呈人字形斜角，砌筑于炉体 两侧的墙体1中，但其尖角必须向上，以免产生阻料现象。支撑 柱8分别与导风墙6、导风墙大梁22用螺栓紧固连接为一体。
见图5，位于导风墙顶端上部的干燥床采用起脊房屋梁檩式结 构的承托梁4支撑，承托梁4用耐热金属钢材焊接，是底宽25公 分，高50公分的三角梁架，用下底15公分、高30公分的数根三 角形檩架25分别支模。干燥床的梁条和檩条用防爆浇注料浇注成 型的方式制作，图中26是生球团下料区。
把干燥床檩条两端放入承托梁4的三角梁架中间，并高出三 角梁架5公分，檩与檩之间距离按干燥床篦27的长度而定。把床 篦27平放在两檩三角之间，其上平高度与檩尖相平并铺严。
本实用新型所述的防粘层是沥青层。
本实用新型的工作原理-.
通风孔衬套与用竖楔形耐火砖砌筑的导风墙是隔层的两体， 各承受各自的工作温度。因此，在同一块砖体上不会产生大的温 差和断裂，用三角型支撑柱和耐热金属拉杆对导风墙支撑和紧固 加强了导风墙的牢固和稳定性。
本实用新型导风墙大梁22因其上面导风墙6是用竖楔形耐火 砖拱型砌筑，因此所承受导风墙的压力并不太大，但其下平面就 是熟球冷却带的上平面，冷却风由此处进入通风孔内，因此梁体 下平面和梁体通风孔承受被高压风裹带的大颗粒球渣、及粉沬冲 刷磨擦力也最大。其导风墙大梁的耐热金属骨架设制在其梁体表层，不但起到了增强大梁承重压力的作用，其高温时的耐磨特点 对梁体下平面和通风孔口起到了保护作用，并且在其被磨损严重 时便于用焊接方式修补，使其梁体和导风墙体长久使用。
干燥床对生球起干燥作用，其质量和数量与导风墙中散发出 的热气流的大小和均匀有关，为了更好和均匀的利用干燥床下的 热能，本实用新型设制的取消水循环系统，改用耐火材料的三角 形梁檩屋架式结构，其工作原理如下
用三角型檩因紧压导风墙盖板上的浇注层，可把两梁之间的 气流局限在此部位不能相互移动，从导风墙口喷出的热气流其压 力是向上的，气流沿干燥床底向顶部流动。干燥床的篦条是卡放 在三角型两檩之间，越往上其流动空间越小，迫使气流在干燥床 下被三角形檩截留并在此处大量排出。以此类推在被数道干燥床 三角形檩多次截留散发并形成向上跨蓝式移动，压力和流量也逐 渐减弱，符合了下面料层厚、水分小热量和压力需要量大。顶部 料层薄、水分大、热量压力需要量小的良性工作原理。
权利要求1、一种冶炼球团竖炉，其包括导风墙及干燥床，该导风墙用导风墙大梁支撑，干燥床位于导风墙的上方用支撑件支撑，位于竖炉炉体内，其特征在于，a.所述的导风墙大梁的梁体是上拱下平结构，其长度大于炉体内径，该梁体用多根金属立柱支撑，所述梁体上设有大梁通风孔，该大梁通风孔内装有大梁通风孔内衬套，该大梁通风孔内衬套的外表面设有防粘层；b.所述的导风墙墙体用竖楔形耐火砖砌筑，其上设置有多个导风墙通风孔，导风墙通风孔内均装有导风墙通风孔内衬套，每个导风墙通风孔均与与其对应的大梁通风孔相通并垂直，按层叠加上下贯通为烟囱状，位于导风墙墙体下段的通风孔内衬套的外表面，刷涂有防粘层，在每层墙体的两导风墙通风孔之间装有金属拉杆，墙体两侧设有孔径与金属拉杆规格相同的耐热金属夹板，耐热金属夹板与金属拉杆紧固连接，导风墙上部的拱差部分盖有盖板砖，盖板砖上浇注有三角形状的浇注料顶；c.导风墙墙体及导风墙大梁两侧，分别用支撑柱支撑，该支撑柱分别与导风墙、导风墙大梁用紧固件紧固连接为一体，导风墙墙体及导风墙大梁的两端分别插入炉体两侧墙体内；d.所述的干燥床用承托梁支撑，该承托梁是底宽23-28公分，高45-55公分的三角梁托架。
2、根据权利要求1所述的冶炼球团竖炉，其特征在于，所 述导风墙所用耐火砖是竖楔型耐火砖。
专利摘要一种冶炼球团竖炉，它的导风墙大梁是上拱下平结构，其长度大于炉体内径，梁体上有大梁通风孔，大梁通风孔内装有涂有防粘层的内衬套，该大梁是用防爆浇注料浇注成型，经烘干、高温处理后的成品。导风墙墙体用竖楔形耐火砖砌筑，其上设置有导风墙通风孔，导风墙通风孔内装内衬套，每个导风墙通风孔均与与其对应的大梁通风孔相通并垂直，按层叠加上下贯通为烟囱状，导风墙墙体及导风墙大梁两侧，分别用支撑柱支撑，支撑柱分别与导风墙、导风墙大梁用紧固件紧固连接为一体，导风墙墙体及导风墙大梁的两端分别插入炉体两侧墙体内；干燥床用承托梁支撑位于炉体的上方。本实用新型节省工时、水、电及设备的安装及维护费用。
文档编号F27B1/10GK201397033SQ200920148129
公开日2010年2月3日 申请日期2009年4月10日 优先权日2009年4月10日
发明者刘宗合 申请人:唐山市盈心耐火材料有限公司