冶金炉烟道的制作方法

本发明涉及冶金技术领域，具体地，涉及一种冶金炉烟道。

背景技术：

冶金炉烟道为冶金炉窑烟气的通道，相关技术中的冶金炉烟道结构主要分为耐火砖式、铜水套夹耐火砖混合式和夹套式，水冷烟道的冶金炉烟道由于炉窑中烟气温度很高，且烟气中含有大量的粉尘，随着时间的推移，容易造成烟道堵塞的问题。由于炉窑中烟气温度很高，且烟气中含有大量的粉尘，因此烟道下部所处的工作环境非常恶劣，烟道不断受到熔体的喷溅，粉尘的冲刷和气体的高温腐蚀。随着运行时间的推移，烟道逐渐堵塞，最后导致炉窑内部压力难以控制，烟气无法正常排出，影响炉窑的正常运行。

传统的耐火砖式烟道的安装和维修都非常费时，费力。安装时需要长时间人工砌筑，还要考虑烘炉时间，正常运行时由于烟气冲刷，耐火砖部分剥落将导致整个耐火砖结构不稳定而倒塌。在维修时必须停炉，拆除外围钢板待炉体冷却后才能进行砌筑，且施工环境恶劣。

铜水套夹耐火砖混合式是在耐火砖式烟道的基础上，增加了部分水套，在烟气冲刷恶劣区域，每隔几层砖设置1块铜水套加强耐火砖的冷却，使之挂渣保护，较耐火砖式烟道提高了烟道使用寿命，但是耐火砖和水套都要独立安装，安装和检修时间较长。

水冷夹套板式烟道的材质是钢板，由内壁、外壁和分水板组成并焊接而成，通过分水板在内壁与外壁之间隔开的多个空腔所形成的冷却水回路持续地输送冷却水，使内壁与冷却水进行热传递，避免因烟道过热而失效。但是夹套式水套焊缝数量太多，热应力大而且不均匀，在长期使用过程中应力会急剧增加，易产生局部漏水及开裂，并且使用过程可能出现频繁漏水，需进行补焊作业，这样会经常造成停炉维修，造成生产效率大幅降低，严重影响炉窑的正常生产。

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，本发明提出一种冶金炉烟道，所述冶金炉烟道安装简便、使用寿命长、不易堵塞。

根据本发明实施例的冶金炉烟道，包括：由下至上依次相连的烟道下段、烟道中段和烟道上段，所述烟道下段具有烟道进口，所述烟道上段具有烟道出口；所述烟道中段和所述烟道下段中的每一个包括多个水套模块，相邻所述水套模块彼此相连。

根据本发明实施例的冶金炉烟道具有安装简便、使用寿命长、烟道不易堵塞等优点。

另外，根据本发明上述实施例的冶金炉烟道，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，每个所述水套模块包括：围板，相邻所述水套模块的围板彼此相连；水套，所述水套设于所述围板内；第一耐火材料，所述第一耐火材料镶嵌于所述水套。

可选地，所述水套的内侧面设有多个凸齿，相邻所述凸齿之间形成凹槽，所述第一耐火材料镶嵌于相邻所述凸齿之间的所述凹槽内。

进一步地，每个所述凸齿上设有燕尾槽，所述第一耐火材料镶嵌于所述燕尾槽内。

进一步地，所述凸齿、所述凹槽和所述燕尾槽均由所述第一耐火材料覆盖。

根据本发明的一个实施例，相邻所述水套模块的围板通过螺栓相连。

根据本发明的一个实施例，所述烟道上段设有支撑座且所述支撑座适于支撑在所述烟道上段附近的支撑体上。

根据本发明的一个实施例，所述烟道中段上设有烧嘴。

根据本发明的一个实施例，所述冶金炉烟道还包括：

锅炉接口段，所述锅炉接口段连接在所述烟道上段的顶部且围绕所述烟道出口。

进一步地，所述锅炉接口段由多个接口段连接件依次首尾拼接而成。

进一步地，每个所述接口段连接件包括：基板，相邻所述接口段连接件的基板彼此相连；管固定件，所述管固定件设于所述基板；冷却水管，所述冷却水管设于所述管固定件；第二耐火材料，所述第二耐火材料浇注于所述基板且包覆所述冷却水管。

根据本发明的一个实施例，所述烟道下段与所述烟道中段之间、所述烟道中段与所述烟道上段之间以及所述烟道上段与所述锅炉接口段之间分别焊接连接或螺栓相连。

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冶金炉烟道的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的冶金炉烟道的俯视图；

图3是图2中a-a的剖视图；

图4是根据本发明实施例的冶金炉烟道的水套模块的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的冶金炉烟道的水套模块的剖视图；

图6是根据本发明实施例的冶金炉烟道的接口段连接件的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的冶金炉烟道的接口段连接件的剖视图。

附图标记：

冶金炉烟道100；

烟道下段10；烟道进口11；

烟道中段20；烧嘴21；

烟道上段30；烟道出口31；支撑座32；

锅炉接口段40；接口段连接件41；基板411；长基板412；短基板413；管固定件414；冷却水管415；第二耐火材料416；螺栓连接孔417；

水套模块50；围板51；螺栓孔511；水套52；凸齿521；凹槽522；燕尾槽523；第一耐火材料53。

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”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“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7描述根据本发明实施例的冶金炉烟道100。根据本发明实施例的冶金炉烟道100可广泛用于闪速炉、侧吹炉、顶吹炉等炉型，但不限于以上炉型。

如图1和图3所示，根据本发明实施例的冶金炉烟道100包括烟道下段10、烟道中段20和烟道上段30。

其中，烟道下段10、烟道中段20和烟道上段30由下至上依次相连，烟道下段10具有烟道进口11，烟道上段30具有烟道出口31，烟道中段20和烟道下段10中的每一个包括多个水套模块50，相邻水套模块50彼此相连。

具体而言，烟道下段10、烟道中段20和烟道上段30内部中空形成有流道，并且烟道下段10、烟道中段20和烟道上段30的流道彼此连通，烟道进口11设在烟道下段10的流道开口处，冶金炉产生的烟气由烟道进口11进入流道，经烟道上段30的烟道出口31排出，烟道中段20具有多个水套模块50，并且多个水套模块50彼此连接，烟道下段10同样具有多个水套模块50，并且多个水套模块50彼此连接。多个水套模块50可以采用螺栓连接，也可以采用焊接连接。

在本发明的实施例中，水套模块50可以是铜水套模块50，烟道中段20和烟道下段10可以是由多个水套模块50拼接构成，也可以在烟道中段20和烟道下段10外壁设置多个水套模块50，水套模块50的内部具有可流动的冷却液，高温的烟气在经过烟道下段10和烟道中段20的过程中，烟气的热量可以被水套模块50的冷却液吸收，完成对烟气的冷却。

根据本发明实施例的冶金炉烟道100，通过在烟道下段10和烟道中段20设置多个水套模块50，烟气中的热量被水套模块50吸收后温度降低，可以减轻烟气中高温的粉尘对烟道的冲刷，以及高温气体对烟道的腐蚀，对冶金炉烟道100起到一定的保护作用，延长了冶金炉烟道100的使用寿命。再者，烟气中的粉尘在上升过程中经过冷却后回落入冶金炉内，降低了烟尘率，避免了烟尘封堵冶金炉烟道100。此外，相比于相关技术中采用镶砖式水套的烟道，耐火砖和水套需要分别独立安装，本发明实施例的冶金炉烟道100通过多个水套模块50连接而成，安装拆卸方便。因此，根据本发明实施例的冶金炉烟道100具有安装简便、使用寿命长、烟道不易堵塞等优点。

下面参考图1-图7详细描述根据本发明具体实施例的冶金炉烟道100。

在本发明的一些实施例中，每个水套模块50包括围板51、水套52和第一耐火材料53。其中，相邻水套模块50的围板51彼此相连，水套52设于围板51内，第一耐火材料53镶嵌于水套52。

具体而言，如图4和图5所示，围板51包括四个，四个围板51围设在水套52的四周，四个围板51依次相连围设成矩形，并且围板51沿水套52的外侧壁(水套52的外侧壁即水套52背离烟道中段20或烟道下段10内部的侧壁)方向延伸出部分，水套52为铜水套52，第一耐火材料53镶嵌于水套52的内侧壁(水套52的内侧壁即水套52朝向烟道中段20或烟道下段10内部的侧壁)上，相邻的水套模块50的围板51彼此相接，

继续参照图4和图5所示的实施例，水套52的内侧面设有多个凸齿521，相邻凸齿521之间形成凹槽522，第一耐火材料53镶嵌于相邻凸齿521之间的凹槽522内。凸齿521由水套52内侧面沿朝向烟道中段20或烟道下段10的内部延伸，第一耐火材料53可以是耐火材料浇注料，凹槽522可以增大水套52与第一耐火材料53的接触面积，使得水套52的导热效果更好。

进一步地，每个凸齿521上设有燕尾槽523，第一耐火材料53镶嵌于燕尾槽523内。凸齿521上凹陷的缺口形成燕尾槽523，并且缺口的宽度由内至外逐渐减小，第一耐火材料53镶嵌于燕尾槽523内不易与燕尾槽523脱离，由此，第一耐火材料53与水套52的连接更牢固。

进一步地，凸齿521、凹槽522和燕尾槽523均由第一耐火材料53覆盖。如图4和图5所示，第一耐火材料53覆盖于水套52的内侧壁，并且覆盖在凸齿521、凹槽522和燕尾槽523上，由于在流道和水套52之间设有第一耐火材料53，第一耐火材料53可以保护水套52不受高温烟气的侵蚀，同时，水套52的凸齿521、凹槽522和燕尾槽523与第一耐火材料53充分接触，可以使水套52的导热效果进一步提升。

在本发明的一个实施例中，如图1和图4所示，相邻水套模块50的围板51通过螺栓相连。围板51上远离水套52的一端设有多个螺栓孔511，多个螺栓孔511在一条直线上间隔设置，并且相邻的两个围板51上的螺栓孔511对应设置，相邻的两个围板51通过螺栓连接在一起。由此，水套模块50之间的安装和拆卸方便，便于水套模块50的检修。

根据本发明的一个实施例，如图1-图3所示，烟道上段30设有支撑座32，并且支撑座32适于支撑在烟道上段30附近的支撑体上。

冶金炉烟道100在安装的过程中，支撑座32固定在烟道上段30的外周壁上，并且支撑座32由烟道上的外周壁沿烟道上段30的径向向外延伸，支撑座32支撑在支撑体(图中未示出)上，支撑体可以是支架，烟道上段30通过支撑座32支撑在支撑体上，并且置于烟道中段20之上，然后将烟道中段20和烟道下段10连接固定。由此，烟道上段30无需支撑在烟道中段20上，从而消除了烟道上段30对烟道中段20的压力，烟道中段20的受力情况好。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，烟道中段20上设有烧嘴21。烧嘴21设在烟道中段20的侧壁上，烧嘴21可以用来烘炉，也可以在锅炉堵塞时，方便通过烧嘴21对锅炉进行清灰操作，还可以作为临时观察孔。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，冶金炉烟道100还包括锅炉接口段40，锅炉接口段40连接在烟道上段30的顶部且围绕烟道出口31。锅炉接口段40由烟道上段30的顶部向上延伸，锅炉接口段40的顶部与锅炉相连，锅炉接口段40所围设的内部限定出烟道出口31，锅炉接口段40适于包设在锅炉的部分的外侧。

进一步地，锅炉接口段40由多个接口段连接件41依次首尾拼接而成。参照图1和图2所示的具体实施例，接口段连接件41包括四个，四个接口段连接件41首尾相接连成一体，锅炉接口段40的截面成矩形。当然，接口段连接件41的数量可以根据实际情况调整。

在本发明的一个具体实施例中，如图6和图7所示，每个接口段连接件41包括基板411、管固定件414、冷却水管415和第二耐火材料416。其中，相邻接口段连接件41的基板411彼此相连，管固定件414设于基板411，冷却水管415设于管固定件414，第二耐火材料416浇注于基板411且包覆冷却水管415。

具体而言，基板411包括两个长基板412和两个短基板413，两个长基板412平行设置，短基板413的上下两端分别与长基板412的两端相接，并且短基板413与两个长基板412的一端所构成的平面成135°角，相邻的两个接口段连接件41的各自的短基板413相连接，短基板413上设有多个沿直线间隔设置的螺栓连接孔417，通过螺栓穿过螺栓连接孔417连接相邻的两个接口段连接件41，管固定件414沿竖直方向设有多个缺口，多个冷却水管415沿竖直方向平行地卡接在管固定件414的多个缺口内，基板411和冷却水管415之间浇注有第二耐火材料416。由此，冷却水管415可以继续对烟气中的热量进行热交换，起到对烟气冷却的作用。

根据本发明的一个实施例，烟道下段10与烟道中段20之间、烟道中段20与烟道上段30之间以及烟道上段30与锅炉接口段40之间分别焊接连接或螺栓相连。

如图1和图3所示，烟道下段10上端的水套模块50的顶部的围板51的和烟道中段20下端的水套模块50的底部的围板51通过螺栓连接；烟道中段20上端的水套模块50的顶部的围板51与烟道上段30的底部之间通过螺栓连接；锅炉接口段40与烟道上段30之间可通过螺栓连接，也可以焊接连接。

根据本发明实施例的冶金炉烟道100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。