閃速爐反應塔的製作方法
2024-03-29 19:53:05
本實用新型涉及冶金設備技術領域，更具體地，涉及一種閃速爐反應塔。
背景技術：
相關技術中的閃速爐反應塔的多個銅水套為等間距布置，並且相鄰兩個銅水套的間距較大，該種結構能適應早期的冶煉過程，但是，隨著生產規模的擴大，反應塔內容積熱負荷強度越來越高，該種布置方式已不能滿足生產要求。
技術實現要素：
本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
為此，本實用新型提出一種閃速爐反應塔，該閃速爐反應塔的結構簡單，各部件連接可靠，裝拆方便，使用壽命長，可以滿足實際生產要求。
根據本實用新型的閃速爐反應塔，包括：殼體，所述殼體形成柱狀；耐火材料件，所述耐火材料件鋪設在所述殼體的內側壁上；多個冷卻件，多個所述冷卻件設在所述殼體上且沿所述殼體的軸向間隔開布置，在所述殼體的厚度方向上、每個所述冷卻件的一端與所述殼體的外側壁相連，每個所述冷卻件的另一端延伸至所述耐火材料件內以對所述耐火材料件降溫，所述冷卻件的通道的至少一部分相對於所述耐火材料件的側壁的中部向所述耐火材料件的內端偏置。
根據本實用新型的閃速爐反應塔，通過在殼體內的耐火材料件內設置多個沿殼體的軸向間隔開布置的冷卻件，並將冷卻件的通道的至少一部分相對於耐火材料件的側壁的中部向耐火材料件的內側偏置，可以對靠近反應爐腔的耐火材料件進行快速降溫，可以保證殼體內的耐火材料件的溫度均勻性，減小不同區域的溫度偏差，避免耐火材料件的不同區域因溫度差較大而發生損壞，從而延長耐火材料件的使用壽命，保證閃速爐反應塔的正常工作。該閃速爐反應塔的結構簡單，各部件連接可靠，裝拆方便，使用壽命長。
另外，根據本實用新型的閃速爐反應塔,還可以具有如下附加的技術特徵：
根據本實用新型的一個實施例，所述反應塔內的下部為反應集中區，鄰近所述反應集中區的相鄰兩個所述冷卻件之間的軸向間距小於遠離所述反應集中區的相鄰兩個所述冷卻件之間的軸向間距。
根據本實用新型的一個實施例，沿所述殼體的軸向從上至下、相鄰兩個所述冷卻件的軸向距離逐漸減小。
根據本實用新型的一個實施例，鄰近所述反應集中區的相鄰兩個所述冷卻件中心的軸向間距為D1，270mm≤D1≤300mm。
優選地，D1＝290mm。
根據本實用新型的一個實施例，遠離所述反應集中區的相鄰兩個所述冷卻件中心的軸向間距為D2，385mm≤D2≤420mm。
優選地，D2＝390mm。
根據本實用新型的一個實施例，所述冷卻件在所述殼體的軸向上的高度為H，75mm≤H＜80mm。
優選地，所述冷卻件在所述殼體的軸向上的高度H為76mm。
根據本實用新型的一個實施例，所述冷卻件形成環形，所述殼體的內表面中除去所述冷卻件所佔的區域均設有所述耐火材料件，所述冷卻件伸入所述殼體內的長度小於等於所述耐火材料件的厚度。
根據本實用新型的一個實施例，所述冷卻件伸入所述殼體的長度為L，所述耐火材料件的厚度為T，L/T＝0.9-1。
根據本實用新型的一個實施例，所述冷卻件為銅水套。
根據本實用新型的一個實施例，所述殼體為鋼材料件，每個所述冷卻件的上下兩側分別設有法蘭，所述冷卻件通過法蘭固定在所述殼體上。
本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
附圖說明
圖1是根據本實用新型實施例的閃速爐反應塔的局部結構示意圖。
附圖標記：
100：閃速爐反應塔；
10：殼體；11:反應爐腔；
20：耐火材料件；
30：冷卻件；
40：法蘭；
50：連接件。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
相關技術中的閃速爐反應塔的多個銅水套為等間距布置，並且相鄰兩個銅水套的間距較大，該種結構能適應早期的冶煉過程，但是，隨著生產規模的擴大，反應塔內容積熱負荷強度越來越高，該種布置方式已不能滿足生產要求，因此需要對閃速爐反應塔的結構尺寸進行優化。
為此，本實用新型提出一種閃速爐反應塔，該閃速爐反應塔的結構簡單，各部件連接可靠，裝拆方便，使用壽命長，可以滿足實際生產要求。
下面結合附圖1具體描述根據本實用新型實施例的閃速爐反應塔100。
根據本實用新型實施例的閃速爐反應塔100包括殼體10、耐火材料件20和多個冷卻件30。具體而言，殼體10形成柱狀，耐火材料件20鋪設在殼體10的內側壁上，多個冷卻件30設在殼體10上且沿殼體10的軸向間隔開布置，在殼體10的厚度方向上、每個冷卻件30的一端與殼體10的外側壁相連，每個冷卻件30的另一端延伸至耐火材料件20內以對耐火材料件20降溫，冷卻件30的通道(未示出)的至少一部分相對於耐火材料件20的側壁的中部向耐火材料件20的內端偏置。
換言之，該閃速爐反應塔100主要由殼體10、耐火材料件20和多個冷卻件30組成。其中，殼體10形成沿豎直方向(如圖1所示的上下方向)延伸的柱狀，殼體10內限定有沿其軸向延伸的容納腔，殼體10的內壁設有耐火材料件20以使設有耐火材料件20的殼體10限定出反應爐腔11，通過在殼體10的內壁上設置耐火材料件20，既可以增加閃速爐反應塔100的殼體10的耐火強度，又可以增加殼體10的厚度，從而提升殼體10的結構強度。
進一步地，殼體10上設有多個間隔開布置的冷卻件30，且相鄰兩個冷卻件30中心的軸向間距為D，每個冷卻件30的一端可以通過連接件50固定在殼體10的外側壁上，每個冷卻件30的另一端沿殼體10的徑向延伸且延伸至耐火材料件20內，具體地，每個冷卻件30的插入耐火材料件20的長度小於等於耐火材料件20在殼體10的徑向上的厚度，當該閃速爐反應塔100工作時，多個冷卻件30既可以對殼體10以及殼體10內的耐火材料件20進行降溫，避免殼體10、耐火材料件20因溫度過高而損壞，又可以對耐火材料件20起到承託作用，保證閃速爐反應塔100的結構穩定性。
可選地，每個冷卻件30可以形成環形板件或者扇形板件，每個冷卻件30內設有通道，且在殼體10的徑向上、通道的至少一部分鄰近耐火材料件20的內壁面設置，以對耐火材料件20的靠近反應爐腔11的部分進行快速降溫，閃速爐反應塔100在工作時，可以向冷卻件30的通道內通入冷卻液，以使冷卻液在冷卻件30的通道內循環流動，達到降低耐火材料件20的溫度的目的。
由此，根據本實用新型實施例的閃速爐反應塔100，通過在殼體10內的耐火材料件20內設置多個沿殼體10的軸向間隔開布置的冷卻件30，並將冷卻件30的通道的至少一部分相對於耐火材料件20的側壁的中部向耐火材料件20的內側偏置，可以對靠近反應爐腔11的耐火材料件20進行快速降溫，可以保證殼體10內的耐火材料件20的溫度均勻性，減小不同區域的溫度偏差，避免耐火材料件20的不同區域因溫度差較大而發生損壞，從而延長耐火材料件20的使用壽命，保證閃速爐反應塔100的正常工作。該閃速爐反應塔100的結構簡單，各部件連接可靠，裝拆方便，使用壽命長。
其中，根據本實用新型的一個實施例，反應塔100內的下部為反應集中區，鄰近反應集中區的相鄰兩個冷卻件30之間的軸向間距小於遠離反應集中區的相鄰兩個冷卻件30之間的軸向間距。
也就是說，由於反應塔100的殼體10內的下部為反應集中區，因此，在殼體10內的反應爐腔11中，位於上部的區域的溫度較低，而位於下部的區域的溫度較高，為了保證反應爐腔11中的不同區域內的耐火材料件20的溫度均勻，可以在鄰近反應集中區的位置設置間隔距離較密集的冷卻件30，而在遠離反應集中區的位置設置間隔距離較大的冷卻件30。
該閃速爐反應塔100在工作時，可以向多個冷卻件30的通道內通入冷卻液，由於遠離反應集中區的冷卻件30的間隔較大，而鄰近反應集中區的冷卻件30的間隔較小，多個冷卻件30可以減小不同區域耐火材料件20的溫度偏差，避免耐火材料件20的不同區域因溫度差較大而發生損壞，從而延長耐火材料件20的使用壽命。
優選地，根據本實用新型的一個實施例，沿殼體10的軸向從上至下、相鄰兩個冷卻件30的軸向距離逐漸減小。例如，從上至下、相鄰兩個冷卻件30的軸向距離可以以一定規律逐漸減小，既可以保證結構的緊湊性，又可以保證殼體10內的耐火材料件20的溫度均勻性，減小不同區域的溫度偏差，避免耐火材料件20的不同區域因溫度差較大而發生損壞，從而延長耐火材料件20的使用壽命。
可選地，根據本實用新型的一個實施例，鄰近反應集中區的相鄰兩個冷卻件30中心的軸向間距為D1，270mm≤D1≤300mm。例如，鄰近反應集中區的相鄰兩個冷卻件30中心的軸向間距D1可以為270mm、290mm或者300mm，既可以滿足耐火材料件20的鑄造要求，又可以避免耐火材料件20的成本過高。
可選地，根據本實用新型的一個實施例，遠離反應集中區的相鄰兩個冷卻件30中心的軸向間距為D2，385mm≤D2≤420mm。例如，遠離反應集中區的相鄰兩個冷卻件30中心的軸向間距D2可以為385mm、390mm或者420mm等，滿足耐火材料件20的鑄造要求，提高反應爐腔11內的耐火材料件20的耐高溫強度，延長閃速爐反應塔100的使用壽命。
由此，通過對相鄰兩個冷卻件30中心的軸向間距進行優化，並根據距離反應集中區的距離調整相鄰兩個冷卻件30的距離，既可以保證耐火材料件20的溫度均勻性，防止耐火材料件20發生損壞，保證耐火材料件20的使用可靠性，延長耐火材料件20的使用壽命，又可以節約成本，滿足實際的生產要求。
進一步地，冷卻件30在殼體10的軸向上的高度為H，75mm≤H＜80mm。優選地，冷卻件30在殼體10的軸向上的高度H為75mm、76mm、或79mm。例如，若冷卻件30在殼體10的軸向上的高度H為76mm時，可以將靠近反應集中區的相鄰兩個冷卻件30的內側設置為214mm，將遠離反應集中區的相鄰兩個冷卻件30的內側間距設置為314mm，使得不同區域內的相鄰兩個冷卻件30中心的軸向間距滿足上述關係，既可以滿足實際的生產要求，又可以降低成本。
在本實用新型的一些具體實施方式中，冷卻件30形成環形，殼體10的內表面中除去冷卻件30所佔的區域均設有耐火材料件20，冷卻件30伸入殼體10內的長度小於等於耐火材料件20的厚度。
參照圖1，殼體10由多段沿上下方向延伸的柱狀體組成，每段柱狀體的內壁面上均設有一定厚度的耐火材料件20，冷卻件30形成環形板件且設在相鄰兩個柱狀體之間，具體地，冷卻件30的外端的上表面和下表面分別通過連接件50固定在殼體10上，而冷卻件30的內端的上表面和下表面分別與耐火材料件20相鄰，在殼體10的徑向上、冷卻件30的伸入殼體10內的長度小於等於耐火材料件20的厚度，即冷卻件30的內徑尺寸大於等於耐火材料件20的內徑尺寸，而冷卻件30的外徑尺寸大於殼體10的外徑尺寸，既可以保證冷卻件30可以穩定地安裝在殼體10上，又可以使冷卻件30對耐火材料件20的降溫效果達到最大化，保證耐火材料件20的使用可靠性。
優選地，根據本實用新型的一個實施例，冷卻件30伸入殼體10的長度為L，耐火材料件20的厚度為T，L/T＝0.9-1。例如，冷卻件30伸入殼體10內的長度可以與耐火材料件20的厚度相等，也可以為耐火材料件20的厚度的0.9倍、0.95倍、0.99倍等，這樣可以保證冷卻件30在殼體10的徑向上對耐火材料件20進行充分降溫，提高耐火材料件20的使用可靠性，延長耐火材料件20的使用壽命。
可選地，冷卻件30為銅水套。具體地，可以根據殼體10的尺寸以及耐火材料件20的厚度選擇規格合適的銅水套，儘可能在保證結構強度的基礎上，提高熱交換面積，從而提高銅水套對耐火材料件20的冷卻效果。
有利地，根據本實用新型的一個實施例，殼體10為鋼材料件，每個冷卻件30的上下兩側分別設有法蘭40，冷卻件30通過法蘭40固定在殼體10上。
具體地，如圖1所示，在本實施例中，每個冷卻件30形成環形板件，且每個冷卻件30的外端的上表面和下表面均設有法蘭40，其中，位於冷卻件30的上方的法蘭40與上一段柱狀體的下端相連，位於冷卻件30的下方的法蘭40與下一段柱狀體的上端相連，冷卻件30的上下兩側的兩個法蘭40通過連接件50固定在一起，從而實現冷卻件30與殼體10的連接，該種方式的結構簡單，裝拆方便，可製造性強，連接可靠，可以滿足實際的生產要求。
下面結合多個實施例具體描述根據本實用新型實施例閃速爐反應塔100。
如圖1所示，整個閃速爐反應塔100主要由殼體10、耐火材料件20、多個銅水套30、多個法蘭40、多個連接件50(例如螺栓和螺母)組成。其中，反應塔100的殼體10形成沿豎直方向延伸的柱狀，且殼體10由厚度為30mm-50mm的鋼板焊接而成，銅水套通過法蘭40和螺栓螺母固定在鋼結構殼體10上，殼體10內相鄰兩個銅水套之間填充耐火材料。為了更好的冷卻耐火材料件20，殼體10內部銅水套插入的長度L為耐火材料件20的厚度T的90％-100％最佳。考慮到反應塔100內不同區域的容積熱強度不同，由於反應塔100下部為反應集中區，該處容積熱負荷更高，因此該區域的相鄰兩個銅水套的間距D1要求更小，具體地，相鄰兩個銅水套的中心間距D1控制在270mm-300mm範圍內，而對於反應塔100上部，相鄰兩個銅水套的中心間距D2控制在385mm-420mm範圍內，從而滿足生產要求，考慮到銅水套的鑄造要求以及成本，銅水套的高度H控制在75mm～80mm間最佳。
實施例一
在本實施例中，銅水套在殼體10軸向上的厚度H為76mm，反應塔100下部的反應集中區內相鄰兩個銅水套內側的間距控制在194mm-224mm，例如，反應集中區內相鄰兩個銅水套內側的間距可以為214mm，因此，反應集中區內的相鄰兩個銅水套之間的中心間距滿足在270mm≤D1≤300mm的條件；而反應塔100上部的相鄰兩個銅水套內側的間距控制在309mm-344mm，例如，遠離反應集中區的相鄰兩個銅水套內側的間距為314mm，因此，該區域中的相鄰兩個銅水套之間的中心間距滿足385mm≤D2≤420mm。
實施例二
在本實施例中，銅水套在殼體10軸向上的厚度H為79mm，反應塔100下部的反應集中區內相鄰兩個銅水套內側的間距控制在191mm-221mm，因此，反應集中區內的相鄰兩個銅水套之間的中心間距滿足在270mm≤D1≤300mm的條件；而反應塔100上部的相鄰兩個銅水套內側的間距控制在306mm-341mm，因此，該區域中的相鄰兩個銅水套之間的中心間距滿足385mm≤D2≤420mm。
由此，根據本實用新型實施例的閃速爐反應塔100，通過在殼體10內的耐火材料件20內設置多個沿殼體10的軸向間隔開布置的冷卻件30，並將冷卻件30的通道的至少一部分相對於耐火材料件20的側壁的中部向耐火材料件20的內側偏置，可以對靠近反應爐腔11的耐火材料件20進行快速降溫，可以保證殼體10內的耐火材料件20的溫度均勻性，減小不同區域的溫度偏差，避免耐火材料件20的不同區域因溫度差較大而發生損壞，從而延長耐火材料件20的使用壽命，保證閃速爐反應塔100的正常工作。
再者，通過對相鄰兩個冷卻件30中心的軸向間距進行優化，並根據距離反應集中區的距離調整相鄰兩個冷卻件30的距離，既可以保證耐火材料件20的溫度均勻性，防止耐火材料件20發生損壞，保證耐火材料件20的使用可靠性，延長耐火材料件20的使用壽命，又可以節約成本，滿足實際的生產要求。該閃速爐反應塔100的結構簡單，各部件連接可靠，裝拆方便，使用壽命長。
根據本實用新型實施例的閃速爐反應塔100的其他構成以及操作對於本領域普通技術人員而言都是已知的，這裡不再詳細描述。
在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」、「軸向」、「徑向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本實用新型的描述中，「多個」的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接或彼此可通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係，除非另有明確的限定。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵「上」或「下」可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
儘管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。