冶煉球團豎爐的製作方法

2023-07-22 04:52:11 1

專利名稱：冶煉球團豎爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種冶金行業中生產氧化球團豎爐，特別是涉 及用在燒結球團機械豎爐上承託導風牆的大梁和導風牆所用耐火 磚及球團乾燥床的冶煉球團豎爐。
背景技術：
目前我國較大型鋼鐵廠冶煉高爐所用原料球團全部用機械豎 爐生產。因其具有產量高、質量好，並能利用高爐自身在冶煉生 產中產生的廢氣做燃料等幾大優點，近年來已逐步取代了陳舊式 燒結方式。在現有技術中承託導風牆的大梁(又稱之為大水梁)，
是由2根無縫鋼管在一頭用彎頭焊接，冷卻水由下管進入經彎頭 由上管返回，此時管內成為水和水蒸氣的混合物，此為大梁的一 道冷卻水循環過程，照此把三道水循環羅在一起，焊接成高1. 1 米左右的大梁一側。再用鋼板把兩側連接成寬0.78米，並分隔成 孔徑為0.4米左右的近正方型九孔便成為大梁整體，把大梁懸空 橫擔於豎爐的爐體牆兩端。
在豎爐中起通風作用的導風牆及起承託作用的大梁因受在其 通風孔內通過的被氣流裹帶的大顆粒粉塵及球礦碎渣，因粒度較 大質量較高不能被氣流從導風牆內帶出，在自身重量和向上氣流 的雙重作用下，懸浮於大梁和導風牆下部，但大梁及導風牆的通 風孔為矩形，大顆粒物在離心力的作用下，存留於通風孔四角不 容易順旋轉中的氣流轉動，在此處與水管和筋板的焊接處進行徘 徊式磨擦，產生與金屬管道除鏽衝沙相同的現象，直至顆粒物被 磨細氣流上推力大於自身重力時才逐漸帶出爐外。周而復始直至 損壞到不能繼續使用，大梁隔板因無水冷卻首先被衝刷消失，其 它部位也因被磨薄，在不斷的氣滯振動下產生疲勞裂紋，在水蒸氣壓力的作用下開裂漏水或變型， 一般使用周期在6個月或隨時 修補至1年左右，其更換時間不能和導風牆磚同步，因大梁的更 換必須拆除仍能使用的導風牆磚。其壽命短而嚴重的影響了生產。
導風牆的寬度和大梁一致，高不足4米、耐火材料總重30多 噸，是由三百塊孔徑、孔距和大梁相同的高鋁質、框稜型耐火磚 砌築而成。每層每孔一塊成九孔煙筒狀垂直砌築在大梁上面，因 其面積大於普通壓力機臺面而無法成型，現有技術只能用震動成 型機製作，用震動來彌補其壓力的不足。而震動加壓需要在配料 中水分和細粉比例加大，其程度很難控制，因以上種種原因使產 品在燒制過程中出現收縮變型、薄厚不一、層裂或斷裂等現象， 造成產品合格率極低。在現有技術中只能用降低燒成溫度來保證 其產品能達到砌築標準，但產品並未能達到結合強度。因此而導 致在使用過程中細粉最先被衝刷掉，使骨料顆粒裸露而被逐漸衝 刷掉，周而復始形成洞狀，其洞狀又給顆粒物在通風孔內的旋轉 造成了阻力，致使顆粒物與牆體的衝刷和摩擦力加大，其中耐火 磚所脫落的骨料顆粒因硬度大，衝刷和摩擦力也就更大，惡性循 環直至損壞到不能繼續使用。
乾燥床上的生球團是由皮帶輸送機在乾燥床上頂部進行往復 式布料也就是說布料機布料到達一端時，另一端頂部的生料已經 無料或料薄，氣流在乾燥床下在壓力的作用下向此處移動並大量 排出、造成熱源流失，還會引起此處生球團因水份大、受熱溫度 高崩裂而產生碎渣顆粒影響通風透氣，給預熱和焙燒造成困難， 在排料至冷卻帶時被高壓風裹帶進導風牆通風孔與其孔磚進行衝 刷和磨擦的惡性循環。乾燥床的承託水梁，因跨度大，在使用過 程中，很難承受工作環境的壓力，產生彎曲、變型，影響烘乾效 果和向下排料，嚴重時，可造成偏料導致的導風牆傾斜和坍塌現
象o

實用新型內容
本實用新型的發明目的就是要解決冶煉豎爐由於導風牆大梁、導風牆及乾燥床使用壽命短致使產量低、成本高的問題，提 供一種新型的導風牆大梁和導風牆體及乾燥床承託結構，大梁的 梁架及乾燥床承託梁由耐熱鋼焊接而成後，再用澆注料澆注成型， 並經高溫燒制而成，導風牆採用豎楔型耐火磚拱型砌築，導風牆 大梁及導風牆通風孔內加裝內襯套，取消現有大梁及乾燥床的整 套水循環系統，大大節約了生產成本，降低豎爐事故率的冶煉球 團豎爐。
實現上述發明目的採用以下技術方案
一種冶煉球團豎爐，所述的導風牆用大梁支撐，乾燥床位於 導風牆的上方用支撐件支撐，位於豎爐爐體內，
a. 所述的導風牆支撐大梁的梁體是上拱下平結構，其長度大 於爐體內徑，該梁體用多根金屬立柱支撐，所述梁體上設有大梁 通風孔，該大梁通風孔內裝有大梁通風孔內襯套，該大梁通風孔 內襯套的外表面塗有防粘層；
b. 所述的導風牆牆體用豎楔形耐火磚砌築，其上設置有多個 導風牆通風孔，導風牆通風孔內均裝有導風牆通風孔內襯套，每 個導風牆通風孔均與與其對應的大梁通風孔相通並垂直，按層疊 加上下貫通為煙囪狀，位於導風牆牆體下段的通風孔內襯套的外 表面，刷塗有防粘層，在每層牆體的兩導風牆通風孔之間裝有金 屬拉杆，牆體兩側設有孔徑與金屬拉杆規格相同的耐熱金屬夾板， 耐熱金屬夾板與金屬拉杆緊固連接，導風牆上部的拱差部分蓋有 蓋板磚，蓋板磚上澆注有三角形狀的澆注料頂；
c.導風牆牆體及導風牆大梁兩側，分別用支撐柱支撐，該支 撐柱分別與導風牆、導風牆大梁用緊固件緊固連接為一體，導風 牆牆體及導風牆大梁的兩端分別插入爐體兩側牆體內；
d.所述的乾燥床用承託梁支撐，該承託梁是底寬23-28公分， 高45-55公分的三角梁託架。
與現有技術相比，本實用新型的顯著優點在於
1、取消了水循環和軟化水系統，節省了工時、水、電及設備的安裝及維護費用。減免了熱能流失，使通過導風牆被輸送到幹 燥床部位的高壓風溫度增高為豎爐高產創造了條件。
2、 耐衝刷、易修補 因本實用新型導風牆大梁和導風牆製作和砌築全為拱型，在其
重燒線的變化下、牆體砌塊的澎脹和其砌築泥縫的收縮可相互抵 消，梁與牆之間和牆體層與層之間互相不會形成壓力，梁體也不
會變型；梁體和牆體中間的襯套使其的耐磨耐衝刷力大幅度提高， 其使用壽命可提高數倍；因刷塗防粘層，通風孔內的襯套和梁體 及牆體起到了隔層作用，利於在導風牆大梁或導風牆牆體損壞部 位局部修補或更換，梁體和牆體可長期使用，並減少了因整體砌 築造成的經濟損失和工時。本實用新型的內襯套用碳化矽和其它 硬質材料製作，在工作過程中大梁和導風牆下部可對被氣流裹帶 出的大顆粒球團碎渣，在旋轉中迅速磨細而被上升氣流裹帶出導 風牆外，減少因其在此段的旋轉和徘徊給上升氣流造成的阻力和 通風氣流量。在每層每孔用耐熱金屬拉杆、象鉚釘一樣把整個導 風牆所有耐火材料全部鉚固成一體，用三角斜柱支撐和上面乾燥 床承託梁卡夾，使導風牆和爐體兩側上下和兩端都連接成一體， 加強了其穩定性。
3、 可以擴大窯爐容積
將導風牆及大梁梁體適當加長，在操作人員及設備不在增加 的情況下，增加球團產量，可使球團噸耗燃料比例降低，使機械 燒結豎爐的大型化向前邁了 一大步。
4、 綠色環保、變廢為寶
利用高壓電瓷生產廠家有史以來被當作垃圾處理的廢棄高鋁 質瓷棒瓶和廢泥為生產主要原料。因其主要成份為高鋁粉和塑性 好的優質結合粘土，經球石研磨成漿真空處理成泥並高溫燒制， 其產品屬高鋁均化料製作， 一般鋁含量在50%左右，耐火度在1730 度左右，其廢瓷棒瓶顯氣孔率在0.03%，硬度可割劃玻璃，是耐 酸、耐鹼、耐磨的上等原料，把其粉碎成顆粒，做為骨料，用任料或用機壓成型加工成產品，都有 廣泛的用途，用其瓷泥做耐火磚結合細粉，可促使瓷化結合，增 加磚體強度，本實用新型結束了數十年來將高壓電瓷當做垃圾處 理的歷史。而廢日用陶瓷和廢建築陶瓷屬弱酸性其硬度高，其廢 泥鉀鈉含量較高，易燒結，可用其作為原料生產半矽磚和工業窯 爐煙道、煙囪上使用的內襯磚、低檔耐磨磚和耐酸磚抗腐蝕力強， 其使用效果優於一般粘土質耐火磚。對其的利用既為國家節省了 資源，又為社會減少了汙染。

圖1是本實用新型爐體的正面剖視圖。
圖2是本實用新型導風牆大梁的結構示意圖。 圖3是圖2的俯視示意圖。
圖4是本實用新型導風牆及導風牆大梁的立體結構示意圖。 圖5是乾燥床平面示意圖。 圖6是本實用新型導風牆拱角磚示意圖。 圖7是本實用新型導風牆豎楔形牆磚示意圖。 圖中，爐體兩側牆體l，導風牆蓋板磚2，大梁、導風牆通風 孔及襯套出風口3，乾燥床承託梁4，導風牆通風孔內襯套5，導 風牆牆體6，耐熱金屬拉杆7 ，導風牆支撐柱8，耐熱金屬夾板9， 大梁通風孔內襯套IO，大梁澆注層ll，大梁下鉉12，大梁耐熱金 屬上鉉13，大梁卡入牆體部分14，大梁通風孔15，導風牆拱角磚 立面16，導風牆磚澆注料17，通風孔之間澆注料18，導風牆拱 角磚側面19，大梁梁端20，大梁耐熱鋼立柱21，導風牆大梁22， 導風牆上平磚23， 24，乾燥床三角形檁架25，生球團下料區段 26，乾燥床篦條27，導風牆豎楔形磚側面28。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型做進一步的說明。 見圖l，圖4，本實施例的導風牆牆體6分層砌築在導風牆大 梁22上，在導風牆牆體6及導風牆大梁22兩側，分別用三角人字型支撐柱8支撐，位於爐體內。該支撐柱8分別與導風牆牆體6、 導風牆大梁22用螺栓緊固連接為一體。支撐柱8及導風牆大梁22 的兩端分別插入爐體兩側的牆體1內。導風牆6的上端設置有導 風牆大梁及導風牆出風口 3，出風口 3上蓋蓋板磚2。乾燥床用幹 燥床承託梁4承託，位於爐體內的上部。
見圖l，圖2，圖3和圖4，導風牆大梁22的梁體骨架是用耐 熱溫度高的鋼材焊接而成，為上拱下平結構，在大梁骨架的上鉉 13與下鉉12之間用多根耐熱鋼立柱21支撐。梁體骨架的長度比 豎爐爐體的內徑略長，其兩端分別砌入爐體兩側牆體1內，圖2 中的14就是大梁卡入牆體部分。在導風牆大梁22的梁體上面用 耐火磚砌築多個大梁通風孔15，導風牆大梁22的梁體的寬度及大 梁通風孔15的孔徑按圖紙設計製作，其縱向按設計比例起拱，其 起拱比例按用戶要求在此基礎上抬高或降低，大梁通風孔15內放 入預先製作好的大梁通風孔內襯套10或板，大梁通風孔內襯套10 或板的材質最好選用耐熱金屬或炭化矽及其他耐火或不屬耐火材 料範圍的硬質耐磨材料。在大梁通風孔內襯套IO或板的外表面， 刷塗防粘層，導風牆大梁22的製作方法是用鋼模板貼緊導風牆 大梁22梁體骨架支模，然後往梁體內澆注防爆澆注料將其澆注成 型，在其表面形成大梁澆注層11，在導風牆大梁22的側面形成大 梁側面澆注層ll，用常規的方法將導風牆大梁22烘乾然後用高溫 燒成或低溫烘烤(80(TC以下)製成成品大梁。也可以將導風牆大 梁22梁體下面的通風孔做成八字形，其進風效果更好。
見圖4，在導風牆大梁22上用豎楔形耐火磚砌築多層導風牆 6，為增加導風牆大梁22梁體兩端的高度也可如圖4在不高出導 風牆大梁22梁體總高度的基礎上，同時用澆注料澆注第一層導 風牆的拱角磚16和部分牆體。
導風牆6兩側及牆體所用的耐火磚為高鋁質耐火磚，這種高 鋁質耐火磚是用廢高鋁瓷泥優質粘土做結合細粉，用熱震穩定性 好的高鋁礬土或廢高鋁質瓷棒瓶粉碎成的3毫米以下的顆粒為骨料，將結合細粉與骨料混合加高強結合劑按梁體起拱比例製作成 的豎楔型耐火磚(製作時在部分磚中預留耐熱金屬拉杆的穿孔)
和拱角磚，豎楔形耐火磚的結構見圖7，它的立面28是豎楔形結 構、側面24是矩形結構。拱角磚的結構如圖6，其立面16、側面 19為三角形結構。豎楔形耐火磚也可根據設計要求，在磚砌築面 製作成帶磚舌和磚溝的豎楔型。用高鋁質耐火磚在導風牆大梁22 兩側砌築成與其梁體相同的拱型。見圖1和圖4，導風牆牆體上用 耐火磚砌築多個的導風牆通風孔，導風牆通風孔與導風牆大梁通 風孔15相通並垂直羅列成九孔煙囪狀，導風牆通風孔內的裝有導 風牆通風孔內襯套5，每個導風牆通風孔均與與其對應的大梁通風 孔15相通並垂直，按層疊加上下貫通為九孔煙囪狀，位於導風牆 牆體6下段的通風孔內襯套的外表面，刷塗有防粘層，在每層牆 體的兩導風牆通風孔之間裝入一根兩頭帶耐熱螺絲的金屬拉杆7， 牆體兩側分別穿入孔徑與金屬拉杆規格相同的耐熱金屬夾板9，將 耐熱金屬夾板9用螺絲與金屬拉杆7緊固並焊牢。在兩導風牆通 風孔之間澆注兩通風孔澆注料18使其與導風牆牆體6為一體。導 風牆6上部的拱差部分用導風牆上平磚23和磷酸鹽泥漿砌築找平 並留出導風牆大梁、導風牆通風孔及內襯套上出風口 3，然後蓋上 用磷酸鹽或用其它高溫高強結合劑結合製作的導風牆蓋板磚2，見 圖l，在導風牆蓋板磚2上澆注澆注料，將其澆注成為三角形狀， 其頂尖與乾燥床承託梁4頂尖距離適當放小，迫使風量在三角形 梁檁的雙重阻力下自下而上逐步減弱，保證了乾燥床下部球團較 厚料層也能獲取足夠的風量。上部料層較薄，球團水分大，因風 量減弱、溫度減低而避免了球團的過多崩裂。因此處溫度較低， 導風牆蓋板磚2上所用的澆注料是用日用廢瓷、建築廢瓷和廢陶 瓷匣缽、廢舊耐火磚粉碎後的小顆粒，加鋁酸鹽水泥或水玻璃結 合劑混合製成。
導風牆6砌築完畢後，用導風牆磚牆澆注料17，在大梁梁端 20的上方形成澆注層。導風牆6按其長度分為三段，每段導風牆6的兩側分別用兩根燒制好的乾燥床梁條， 一端緊壓導風牆蓋板磚
2，在其中心線呈三角狀焊接，其另一端按乾燥床合理下料的斜度，
插入爐體兩側牆體內卡實。
為增加產量和擴大爐內容積，可以把爐體適當延長，導風牆6 和導風牆大梁22也隨之改變，為增加導風牆6和導風牆大梁22 的承重力與穩定性，在導風牆6和大梁梁體22兩側各支撐數道同 乾燥床承託梁檁材質和製作方式相同的三角形支撐柱8，三角形支 撐柱8 —端支撐導風牆牆體，另一端呈人字形斜角，砌築於爐體 兩側的牆體1中，但其尖角必須向上，以免產生阻料現象。支撐 柱8分別與導風牆6、導風牆大梁22用螺栓緊固連接為一體。
見圖5，位於導風牆頂端上部的乾燥床採用起脊房屋梁檁式結 構的承託梁4支撐，承託梁4用耐熱金屬鋼材焊接，是底寬25公 分，高50公分的三角梁架，用下底15公分、高30公分的數根三 角形檁架25分別支模。乾燥床的梁條和檁條用防爆澆注料澆注成 型的方式製作，圖中26是生球團下料區。
把乾燥床檁條兩端放入承託梁4的三角梁架中間，並高出三 角梁架5公分，檁與檁之間距離按乾燥床篦27的長度而定。把床 篦27平放在兩檁三角之間，其上平高度與檁尖相平並鋪嚴。
本實用新型所述的防粘層是瀝青層。
本實用新型的工作原理-.
通風孔襯套與用豎楔形耐火磚砌築的導風牆是隔層的兩體， 各承受各自的工作溫度。因此，在同一塊磚體上不會產生大的溫 差和斷裂，用三角型支撐柱和耐熱金屬拉杆對導風牆支撐和緊固 加強了導風牆的牢固和穩定性。
本實用新型導風牆大梁22因其上面導風牆6是用豎楔形耐火 磚拱型砌築，因此所承受導風牆的壓力並不太大，但其下平面就 是熟球冷卻帶的上平面，冷卻風由此處進入通風孔內，因此梁體 下平面和梁體通風孔承受被高壓風裹帶的大顆粒球渣、及粉沬衝 刷磨擦力也最大。其導風牆大梁的耐熱金屬骨架設制在其梁體表層，不但起到了增強大梁承重壓力的作用，其高溫時的耐磨特點 對梁體下平面和通風孔口起到了保護作用，並且在其被磨損嚴重 時便於用焊接方式修補，使其梁體和導風牆體長久使用。
乾燥床對生球起乾燥作用，其質量和數量與導風牆中散發出 的熱氣流的大小和均勻有關，為了更好和均勻的利用乾燥床下的 熱能，本實用新型設制的取消水循環系統，改用耐火材料的三角 形梁檁屋架式結構，其工作原理如下
用三角型檁因緊壓導風牆蓋板上的澆注層，可把兩梁之間的 氣流局限在此部位不能相互移動，從導風牆口噴出的熱氣流其壓 力是向上的，氣流沿乾燥床底向頂部流動。乾燥床的篦條是卡放 在三角型兩檁之間，越往上其流動空間越小，迫使氣流在乾燥床 下被三角形檁截留並在此處大量排出。以此類推在被數道乾燥床 三角形檁多次截留散發並形成向上跨藍式移動，壓力和流量也逐 漸減弱，符合了下面料層厚、水分小熱量和壓力需要量大。頂部 料層薄、水分大、熱量壓力需要量小的良性工作原理。
權利要求1、一種冶煉球團豎爐，其包括導風牆及乾燥床，該導風牆用導風牆大梁支撐，乾燥床位於導風牆的上方用支撐件支撐，位於豎爐爐體內，其特徵在於，a.所述的導風牆大梁的梁體是上拱下平結構，其長度大於爐體內徑，該梁體用多根金屬立柱支撐，所述梁體上設有大梁通風孔，該大梁通風孔內裝有大梁通風孔內襯套，該大梁通風孔內襯套的外表面設有防粘層；b.所述的導風牆牆體用豎楔形耐火磚砌築，其上設置有多個導風牆通風孔，導風牆通風孔內均裝有導風牆通風孔內襯套，每個導風牆通風孔均與與其對應的大梁通風孔相通並垂直，按層疊加上下貫通為煙囪狀，位於導風牆牆體下段的通風孔內襯套的外表面，刷塗有防粘層，在每層牆體的兩導風牆通風孔之間裝有金屬拉杆，牆體兩側設有孔徑與金屬拉杆規格相同的耐熱金屬夾板，耐熱金屬夾板與金屬拉杆緊固連接，導風牆上部的拱差部分蓋有蓋板磚，蓋板磚上澆注有三角形狀的澆注料頂；c.導風牆牆體及導風牆大梁兩側，分別用支撐柱支撐，該支撐柱分別與導風牆、導風牆大梁用緊固件緊固連接為一體，導風牆牆體及導風牆大梁的兩端分別插入爐體兩側牆體內；d.所述的乾燥床用承託梁支撐，該承託梁是底寬23-28公分，高45-55公分的三角梁託架。
2、根據權利要求1所述的冶煉球團豎爐，其特徵在於，所 述導風牆所用耐火磚是豎楔型耐火磚。
專利摘要一種冶煉球團豎爐，它的導風牆大梁是上拱下平結構，其長度大於爐體內徑，梁體上有大梁通風孔，大梁通風孔內裝有塗有防粘層的內襯套，該大梁是用防爆澆注料澆注成型，經烘乾、高溫處理後的成品。導風牆牆體用豎楔形耐火磚砌築，其上設置有導風牆通風孔，導風牆通風孔內裝內襯套，每個導風牆通風孔均與與其對應的大梁通風孔相通並垂直，按層疊加上下貫通為煙囪狀，導風牆牆體及導風牆大梁兩側，分別用支撐柱支撐，支撐柱分別與導風牆、導風牆大梁用緊固件緊固連接為一體，導風牆牆體及導風牆大梁的兩端分別插入爐體兩側牆體內；乾燥床用承託梁支撐位於爐體的上方。本實用新型節省工時、水、電及設備的安裝及維護費用。
文檔編號F27B1/10GK201397033SQ200920148129
公開日2010年2月3日 申請日期2009年4月10日 優先權日2009年4月10日
發明者劉宗合 申請人:唐山市盈心耐火材料有限公司