一种新型熔分炉炉顶结构的制作方法

本发明属于冶炼技术领域，涉及熔分炉炉顶的结构改造，具体涉及一种新型熔分炉炉顶结构。

背景技术：

直接还原铁dri化学成分稳定，有色杂质元素含量少，可用作冶炼优质钢的原料，但由于dri是在低于其软化温度下进行还原反应得到的，原矿石中所含的脉石仍然存在其中，直接用于冶炼生产会造成冶炼炉况恶化、冶炼成本的大幅增加、生产效率降低，解决的办法就是将dri进行渣铁分离，方法之一就是熔分。

目前，我国资源和环境问题日益严重，一些高能耗行业迫切需要实行高效和节能的燃烧技术，熔分炉目前采用采用蓄热式燃烧技术，蓄热室内热交换过程大致如下：在排烟阶段，烟气流经蓄热体后将显热储存在蓄热体中，加热蓄热体；在燃烧阶段，空气（或者煤气)流经蓄热体时被加热，余热被重新带回炉内。

由于熔分炉采用蓄热室烧嘴燃烧，经过预热之后的高温空气和高温煤气，通过熔分炉侧墙上的烧嘴进入炉内燃烧，由于火焰的热辐射，炉顶的温度很高，最高可以到1700℃，炉顶结构的稳定对整个冶炼过程来说非常重要。但是大多数现有熔分炉炉顶的结构耐温性能差，且易损坏，导致使用寿命短。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提出了一种新型熔分炉炉顶结构，将炉顶砖与冷却装置进行组合使用的方式，保证熔分炉运行的稳定性，延长了使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明提出了一种新型熔分炉炉顶结构，包括：炉顶横梁、吊挂装置和冷却装置，其中，所述冷却装置位于所述炉顶横梁的下方，且通过所述吊挂装置与所述炉顶横梁相连；所述冷却装置的内部设有冷却通道，所述冷却装置的底部间隔设有多个凹槽，通过所述凹槽连接有炉顶砖；多个所述冷却装置采用缩径间隙相连，防止填充在所述缩径间隙中的浇注料掉入所述熔分炉内。

进一步的，在所述间隔处设有预留螺栓孔。

进一步的，每个所述冷却装置设有4-8个所述吊挂装置，每个所述吊挂装置包括：螺栓和螺杆，其中，所述螺杆的下端通过所述螺栓与所述预留螺栓孔相连，上端通过所述螺栓与所述炉顶横梁相连，使得所述炉顶结构的温度低不易损坏且结构稳定。

进一步的，所述冷却通道为蛇形盘管，通过冷却水的循环流动带走所述炉顶砖的热量，保证炉顶砖的稳定。

进一步的，所述蛇形盘管采用四通道式设置，且设有进水口和出水口，所述进水口和出水口均位于所述冷却装置的同侧。

进一步的，所述炉顶砖为凸字形的耐火砖，包括：相连的砖体和凸台部，其中，所述凸台部设置于所述砖体的上部，且镶嵌于所述凹槽内。

进一步的，所述凸台部包括：上大下小的倒梯形或者所述倒梯形与矩形结合的异形，其中，所述倒梯形镶嵌于所述凹槽内。

进一步的，所述缩径间隙为所述倒梯形或异形形成的区域，在所述区域内设有含碳浇注料，用于导热与密封。

进一步的，所述炉顶横梁设置于所述熔分炉的炉侧立柱上，所述螺杆的上端通过所述螺栓与所述炉顶横梁的翼缘板孔相连。

进一步的，所述冷却装置由铸钢或者铜整体浇铸形成；所述炉顶结构用于平顶炉和拱顶炉。

本发明的有益效果至少包括：

1）本发明所述的新型熔分炉炉顶结构，将炉顶砖与冷却装置镶嵌在一起，吊挂装置设置在上部的冷却装置中，增强了所述炉顶结构的耐温性能，使得所述炉顶结构的温度低不易损坏且结构稳定，保证熔分炉运行的稳定性；

2）本发明所述的新型熔分炉炉顶结构，工作层采用耐火砖，能够适应炉温高于1500℃的炉型，并且寿命长；

3）本发明所述的新型熔分炉炉顶结构，既可以用于平炉顶，也可以用于拱顶炉。

附图说明

图1为本发明一个冷却装置的炉顶结构主视图。

图2为本发明一个冷却装置的炉顶结构剖视图。

图3为本发明四个冷却装置的炉顶结构主视图。

图4为本发明四个冷却装置的炉顶结构剖视图。

图5为本发明炉顶砖的凸台部异形结构示意图。

其中，炉顶砖1、凸台部1-1、砖体1-2、冷却装置2、间隔2-1、冷却通道2-2、螺栓3-1、螺杆3-2、炉顶横梁4、翼缘板4-1、预留螺栓孔5、含碳浇注料6、进水口7、出水口8。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面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。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

根据本发明的实施例，图1为本发明一个冷却装置的炉顶结构主视图，参照图1所示，本发明所述炉顶结构，包括：炉顶横梁、冷却装置和吊挂装置。

根据本发明的一些实施例，本发明所述炉顶结构用于平顶炉和拱顶炉，所述炉顶横梁设置于所述熔分炉的炉侧立柱上。

根据本发明的实施例，图2为本发明一个冷却装置的炉顶结构剖视图，参照图1和2所示，本发明所述冷却装置由铸钢或者铜整体浇铸形成，所述冷却装置位于所述炉顶横梁的下方，所述冷却装置的内部设有冷却通道，所述冷却通道优选为蛇形盘管，根据本发明的一些实施例，通入所述冷却通道内的冷却介质为冷却水，所述蛇形盘管采用四通道式设置，且设有进水口和出水口，所述进水口和出水口均位于所述冷却装置的同一侧，通过冷却水的循环流动带走炉顶耐火砖的热量，保证耐火砖的稳定。

根据本发明的一些实施例，所述冷却装置内的冷却通道的布置长度和布置方式通过换热面积的计算得到，在保证冷却强度和制造可行性的前提下，尽量增大换热面积，短时间内将炉顶耐火砖的热量带走，使得换热效率最大化。所有的冷却装置的进水管道接入总进水环管中，所有冷却装置的出水管道接入总出水环管中，冷却水的温差控制在1-1.5℃。

根据本发明的实施例，参照图1所示，所述冷却装置的底部间隔设有多个凹槽，在所述间隔处设有预留螺栓孔，在所述凹槽中优选采用镶嵌的方式连接有炉顶砖，具体的，图5为本发明炉顶砖的凸台部异形结构示意图，参照图1和5所示，所述炉顶砖为凸字形的耐火砖，包括：相连的砖体和凸台部，其中，所述凸台部设置于所述砖体的上部，所述凸台部包括：上大下小的倒梯形或者所述倒梯形与矩形结合的异形，其中，所述倒梯形镶嵌于所述凹槽内。可以理解的是，本发明所述冷却装置底部设有的多个凹槽的形状与所述凸台部的形状相匹配，通过所述凸台部和凹槽的镶嵌式连接，使得所述炉顶砖与所述冷却装置连接在一起。

根据本发明的一些实施例，本发明工作层采用耐火砖，砖厚度为250-400mm，能够适应炉温高于1500℃的炉型，并且寿命长。

根据本发明的实施例，图3为本发明四个冷却装置的炉顶结构主视图，图4为本发明四个冷却装置的炉顶结构剖视图，参照图1-4所示，每个所述冷却装置设有4-8个所述吊挂装置，优选为四个，其中，每个所述吊挂装置包括：螺栓和螺杆，其中，所述螺杆的下端通过所述螺栓与所述冷却装置的预留螺栓孔相连，上端通过所述螺栓与所述炉顶横梁的翼缘板孔相连，使得所述炉顶结构的温度低不易损坏且结构稳定。

根据本发明的实施例，参照图3-5所示，当所述冷却装置为多个时，采用缩径间隙相连，所述缩径间隙为所述倒梯形或异形形成的区域，在所述区域内填充高热导的含碳浇注料，既能导热，又起到密封的作用；更具体的，每相邻连接的两个所述冷却装置的两侧冷却壁面均具有一定的斜度，形成所述倒梯形或异形形成的区域，防止填充在所述缩径间隙中的浇注料掉入所述熔分炉内。

根据本发明的一些实施例，本发明所述熔分炉炉顶结构，根据实际熔分炉炉顶的面积大小，合理设计冷却装置的数量、布置方式和每一个冷却装置的大小，以及内部冷却通道的间距等参数，保证所述冷却装置的可制造性，以及换热面积。

发明人发现，根据本发明所述的新型熔分炉炉顶结构，将炉顶砖与冷却装置镶嵌在一起，吊挂装置设置在上部的冷却装置中，增强了所述炉顶结构的耐温性能，使得所述炉顶结构的温度低不易损坏且结构稳定，保证熔分炉运行的稳定性；并且本发明所述的新型熔分炉炉顶结构，工作层采用耐火砖，能够适应炉温高于1500℃的炉型，并且寿命长；此外，本发明所述的新型熔分炉炉顶结构，既可以用于平炉顶，也可以用于拱顶炉。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。