一种干熄炉的制作方法

本发明涉及冶炼设备领域，具体地，涉及一种干熄炉。

背景技术：

干熄焦工艺是一种采用惰性气体将红焦(尚未冷却，表观呈红色的焦炭)降温冷却的一种熄焦工艺方法。如图1所示，用于实现干熄焦工艺的干熄炉通常包括自上而下依次设置的预存段、过渡段和冷却段，过渡段包括外环绕墙10和内环绕墙20，在内环绕墙20与外环绕墙之间形成有环形风道，红焦由预存段向下先后流入过渡段和冷却段。在进行干熄焦工艺时，气体在冷却段与焦炭进行换热，换热后的热气由冷却段上升进入环形风道并通过环形风道导出至气体处理设备进行热量回收等工艺。

其中，内环绕墙20经常出现鼓肚、掉砖以及垮塌等现象，严重影响干熄炉炉体的使用寿命。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种干熄炉，该干熄炉不容易出现鼓肚、掉砖、垮塌，炉体寿命长。

为实现上述目的，本发明提供一种干熄炉，所述干熄炉包括沿高度方向依次设置的预存段、过渡段和冷却段，所述预存段、所述过渡段和所述冷却段的腔体相通，所述过渡段包括外环绕墙和内环绕墙，所述内环绕墙环绕所述过渡段的腔体设置，所述外环绕墙环绕所述内环绕墙设置，且所述内环绕墙与所述外环绕墙之间形成有环形风道，所述环形风道与所述冷却段相通，所述环形风道内设置有第一支撑墙和多个垂直隔墙，所述外环绕墙上设置有出风口，所述第一支撑墙的一侧与所述内环绕墙相连，所述第一支撑墙的另一侧与所述外环绕墙相连，所述第一支撑墙和所述出风口将所述环形风道划分为互相隔离的第一风道和第二风道；

所述垂直隔墙的一侧与所述内环绕墙相连，所述垂直隔墙的另一侧与所述外环绕墙相连，所述第一风道内设置有至少一个所述垂直隔墙，以将所述第一风道分隔成多个第一子风道，所述第二风道内设置有至少一个所述垂直隔墙，以将所述第二风道分隔成多个第二子风道，所述第一子风道和所述第二子风道均能够将所述环形风道与所述冷却段的腔体连通。

优选地，多个所述垂直隔墙中，与所述出风口周向距离远的垂直隔墙的高度高于与所述出风口周向距离近的垂直隔墙的高度。

优选地，所述干熄炉还包括水平隔墙，所述水平隔墙的一侧与所述内环绕墙相接，所述水平隔墙的另一侧与所述外环绕墙相接，所述水平隔墙的一端与一面垂直隔墙朝向所述预存段的一端相连，所述水平隔墙的另一端向所述出风口的方向延伸。

优选地，所述第一支撑墙与所述出风口相对设置。

可选地，所述冷却段包括冷却段炉壁和设置在所述冷却段炉壁顶端的匀流墙，所述匀流墙环绕所述冷却段炉壁的顶端设置，所述匀流墙的一端与所述外环绕墙连接，所述匀流墙的另一端与所述内环绕墙连接，以将所述过渡段与所述冷却段炉壁的顶端连接，匀流墙上设置有多个出气孔，所述出气孔将所述环形风道中垂直隔墙之间的空间与所述冷却段的腔体连通。

优选地，在所述环形风道中，每个所述第一子风道对应一个所述出气孔，每个所述第二子风道对应一个所述出气孔。

优选地，所述匀流墙与所述干熄炉的轴线之间存在小于90°的夹角。

优选地，所述环形风道内还设置有第二支撑墙，所述第二支撑墙与所述出风口对应设置，且所述第二支撑墙与所述内环绕墙相连。

可选地，在沿从所述预存段至所述冷却段的方向上，所述第二支撑墙的宽度逐渐增大。

优选地，所述垂直隔墙沿所述过渡段腔体的径向延伸。

在本发明提供的干熄炉中，内环绕墙与外环绕墙之间设置有多个垂直隔墙，从而能够将环形风道与冷却段腔体相通的空间分隔为多个子风道，使得各个位置的气体由冷却段进入过渡段的环形风道时，各个子风道中流过的热气的风速持平，从而缩小整个环形风道中不同位置之间的风速差，使内环绕墙上的应力分布更均匀，从而避免了鼓肚、掉砖、垮塌等问题。

附图说明

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：

图1是现有技术中的干熄炉的结构示意图；

图2是本发明提供的干熄炉的剖面图；

图3是本发明提供的干熄炉的一种实施方式的结构示意图；

图4是图3中的干熄炉的剖面图；

图5是本发明提供的干熄炉的另一种实施方式的结构示意图；

图6是图5中的干熄炉的剖面图；

图7是本发明提供的干熄炉的另一种实施方式的剖面图。

附图标记说明

10：外环绕墙20：内环绕墙

30：环形风道31：第一支撑墙

32：第二支撑墙33：垂直隔墙

34：出风口35：水平隔墙

40：冷却段炉壁50：匀流墙

51：出气孔

具体实施方式

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。

本发明的发明人经过大量实验与研究后发现，干熄炉出现鼓肚、掉砖以及垮塌等现象的具体原因在于：用于冷却焦炭的气体在进入环形风道并通过环形风道导出的过程中，不同位置的气体流速差值过大，导致环形风道中的气压不均，使内环绕墙20局部应力过高，最终导致内环绕墙20出现变形、掉砖、垮塌等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种干熄炉，如图2至7所示，该干熄炉包括沿高度方向依次设置的预存段d1、过渡段d2和冷却段d3，预存段d1、过渡段d2和冷却段d3的腔体相通，过渡段d2包括外环绕墙10和内环绕墙20，内环绕墙20环绕过渡段d2的腔体设置，外环绕墙10环绕内环绕墙20设置，且内环绕墙20与外环绕墙10之间形成有环形风道30，环形风道30与冷却段d3相通，环形风道内设置有第一支撑墙31和多个垂直隔墙33，外环绕墙10上设置有出风口34，第一支撑墙31的一侧与内环绕墙20相连，第一支撑墙31的另一侧与外环绕墙10相连，第一支撑墙31和出风口34将所述环形风道划分为互相隔离的第一风道和第二风道。

垂直隔墙33的一侧与内环绕墙20相连，垂直隔墙33的另一侧与外环绕墙10相连，所述第一风道内设置有至少一个垂直隔墙33，以将所述第一风道分隔成多个第一子风道，所述第二风道内设置有至少一个垂直隔墙33，以将所述第二风道分隔成多个第二子风道，所述第一子风道和所述第二子风道均能够将环形风道30与冷却段d2的腔体连通。

需要说明的是，各个位置的气体由冷却段d3进入过渡段d2的环形风道30时，先进入各个垂直隔墙33之间的子风道，再通过各个垂直隔墙33上方预留的透风空隙汇合，并沿环形风道30的布置方向流动并排出环形风道30。

在本发明中，内环绕墙20与外环绕墙10之间还设置有多个垂直隔墙33，从而能够将环形风道30与冷却段d3腔体相通的空间分隔为多个子风道，使得各个位置的气体由冷却段d3进入过渡段d2的环形风道30时，各个子风道中流过的热气的风速持平，从而缩小整个环形风道30中不同位置之间的风速差，使内环绕墙20上的应力分布更均匀，从而避免了鼓肚、掉砖、垮塌等问题。

需要说明的是，在本发明中，第一支撑墙31和出风口34将所述环形风道划分为互相隔离的第一风道和第二风道，是指第一支撑墙31完全将环形风道30径向隔断，从而使得气体由冷却段d3进入过渡段d2的环形风道30时，第一支撑墙31两侧的子风道进入的气体分别第一支撑墙31的两侧流向出风口34，由出风口34将气体导出至气体处理设备进行热量回收等工艺。

为使外环绕墙10和内环绕墙20上的应力分布更均匀，优选地，如图5至图7所示，第一支撑墙31与出风口34相对设置。

在图2至图7中，0°表示第一支撑墙31所在的方向，180°表示出风口34所在的方向。第一支撑墙31与出风口34相对设置，从而使第一风道和第二风道的长度基本一致，平衡了两风道之间的气压差，使外环绕墙10和内环绕墙20上的应力分布更均匀。

为提高内环绕墙20的强度，优选地，如图2所示，环形风道30内还设置有第二支撑墙32，第二支撑墙32与出风口34对应设置，且第二支撑墙32与内环绕墙20相连。在本发明中，相对设置的第一支撑墙31和第二支撑墙32分别从相对的两个侧面支撑内环绕墙20，从而提高了内环绕墙20的强度，避免内环绕墙20变形。

本发明对第二支撑墙32的形状不做具体限定，例如，如图2所示，可选地，在沿从预存段d1至冷却段d3的方向上，第二支撑墙32的宽度逐渐增大。

本发明对垂直隔墙33的延伸方向不做具体限定，例如，可选地，垂直隔墙33沿过渡段d2腔体的径向延伸。

为进一步平衡外环绕墙10和内环绕墙20上各个位置的应力，优选地，如图3至图7所示，多个垂直隔墙33中，与出风口34周向距离远的垂直隔墙33的高度高于与出风口34周向距离近的垂直隔墙33的高度。

如图5所示，热气进入环形风道30后，先流过各垂直隔墙33分隔出的子风道，再向水平方向环绕干熄炉内腔流向位于0°方向的出风口34。本发明中设置与出风口34周向距离远的垂直隔墙33的高度高于与出风口34周向距离近的垂直隔墙33的高度，从而不仅能够保持各垂直隔墙33分隔出的子风道中的风速的均匀性，还能够使由各子风道的出口水平流向出风口34的热气的风速(v1至v7)在竖直方向上更为均匀地分布，从而进一步提高了垂直隔墙33中气流的均匀性，平衡了外环绕墙10和内环绕墙20上各个位置的应力。

为了在不影响出风口34出风功能的前提下保证第一支撑墙31的支撑能力，优选地，第一支撑墙31的宽度由朝向预存段d1的部分至朝向冷却段d3的部分宽度逐渐增大。

为增加干熄炉炉体结构的稳定性，并提高热气在环形风道30中分布的均匀性，优选地，第二支撑墙32朝向所述干熄炉内腔的一侧与内环绕墙20相接，第二支撑墙32背离所述干熄炉内腔的一侧与外环绕墙10相接，将环形风道30分隔为两部分。本发明中，设置第二支撑墙32直接封闭环形风道30在180°方向的截面，将环形风道30分隔为两部分，使得垂直隔墙33之间的各个子风道流出的热气分别由所述第一风道(180°→90°→0°)和所述第二风道(180°→270°→0°)两条路径流向出风口34，从而提高了热气在环形风道30中分布的均匀性。

为进一步平衡外环绕墙10和内环绕墙20上各个位置的应力，优选地，如图4、图6和图7所示，干熄炉还包括水平隔墙35，水平隔墙35的一侧与内环绕墙20相接，水平隔墙35的另一侧与外环绕墙10相接，水平隔墙35的一端与一面垂直隔墙33朝向预存段d1的一端相连，水平隔墙35的另一端向出风口34的方向延伸。

本发明中，发明人考虑到远离出风口34的垂直隔墙33分隔出的子风道中流出的热气(图6中的v1至v4或者图7中的v1至v6)流经路线过长，容易导致各高度的风速分布不均，或者导致高处分布的热气流(图6中的v1至v4或者图7中的v1至v6)被低处分布的热气流(图6中的v1’至v3’或者图7中的v1’至v6’)冲击，无法保证高处分布的热气流顺利流向出风口34，使高处分布的热气流滞留在外环绕墙10和内环绕墙20之间，导致外环绕墙10和内环绕墙20局部应力过高而被损坏。因此，本发明中增设水平隔墙35，保证了远离出风口34的垂直隔墙33分隔出的子风道中流出的热气气流顺利排出，进一步平衡了外环绕墙10和内环绕墙20上各个位置的应力，延长了炉体寿命。

本发明对水平隔墙35的数量及设置位置不做具体限定，例如，优选地，当在所述第一风道(180°→90°→0°)和所述第二风道(180°→270°→0°)两条风道中分别设置有一条水平隔墙35时，这两条水平隔墙35分别与位于90°方向的垂直隔墙33以及位于270°方向的垂直隔墙33的顶端高度持平并相接。

本发明对所述干熄炉冷却段d3的结构不做具体限定，例如，可选地，如图2、图4至7所示，冷却段d3包括冷却段炉壁40和设置在冷却段炉壁40顶端的匀流墙50，匀流墙50环绕冷却段炉壁40的顶端设置，匀流墙50的一端与外环绕墙10连接，匀流墙50的另一端与内环绕墙20连接，以将过渡段d2与冷却段炉壁40的顶端连接，匀流墙50上设置有多个出气孔51，出气孔51将环形风道30中垂直隔墙33之间的空间与冷却段d3的腔体连通。

本发明对垂直隔墙33的数量不做具体限定，例如，为了保证对各出气孔51中流出的气流流速的控制，优选地，在环形风道30中，每个所述第一子风道对应一个出气孔51，每个所述第二子风道对应一个出气孔51。

需要说明的是，在本发明中，各垂直隔墙33之间的距离以及各垂直隔墙33的高度均是可以根据实际生产中的气流流速情况进行调整的。例如，为了保证各垂直隔墙33之间的气体流速的均匀性，优选地，出风速度高于相邻出气孔51出风速度的出气孔51两侧的垂直隔墙33的高度差大于该相邻出气孔51两侧的垂直隔墙33的高度差。

本发明对所述匀流墙50的设置方式不做具体限定，例如，可选地，匀流墙50与所述干熄炉的轴线之间存在小于90°的夹角。

本发明对干熄炉墙体的材料不做具体限定，例如，为保证炉体对干熄焦工艺的适应性，优选地，干熄炉的墙体由耐火砖堆砌形成。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。