CN1653196A - 转底炉的炉侧壁结构 - Google Patents

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Abstract

一种转底炉的炉侧壁结构，所述转底炉用于由压坯制造直接还原铁，其中压坯是铁矿或废氧化铁与作为还原剂的含碳物质的混合物，并且压坯放置在转底上被还原，或者所述转底炉用于加热至少一件钢件，其特征在于转底炉包括炉外侧壁和炉内侧壁，其中炉外侧壁和炉内侧壁的至少一个是多边形。在炉侧壁方面，与传统的圆形外形相比，本发明的炉侧壁结构可以在较低的制造成本下制造。在制造方面，其制造是容易的，并且所制造的炉侧壁尺寸精度容易调节。而且，由此缩短了安装/建造工作周期，并且降低了安装/建造成本。

Description

转底炉的炉侧壁结构
本发明要求2002年5月31日提交的日本专利申请2002-159183的优先权，该专利的全部内容在此引用作为参考。
技术领域
本发明涉及转底炉，主要用于由铁矿或废氧化铁制造直接还原铁(下面称为DRI)，或者用于加热至少一个钢件。更具体地，本发明涉及转底炉的炉侧壁结构。
背景技术
转底炉主要用于由压坯(团块或球团)制造DRI，压坯包括铁矿粉或废氧化铁以及作为还原剂的含碳物质，其中球团置于转底上，并在高温环境下进行还原，从而得到还原铁。转底炉也可以用于加热钢件，例如板坯、条块、铸锭或盘条。通常，这种转底炉具有炉外侧壁以及炉内侧壁，其中每个侧壁是由圆弧形的弯曲钢侧壁板形成圆形，如图2所示。
图1是转底炉的剖视图。图1表示用于制造DRI的转底炉的一个例子，其中球团4可以由铁矿粉或废氧化铁以及作为还原剂的含碳物质的混合物制成，并装在由炉底辊7支撑的转底1上，被装在炉侧壁2上的燃烧器6加热还原，并且被旋转地输送。
图2表示传统圆形转底炉的结构。在图2中，炉外侧壁2和炉内侧壁8是通过将略微弯曲的钢板块(侧壁板)彼此连接形成圆形而构成的。但是，即使使用弯曲机械(折弯机)也难以将3.2-9mm的厚钢侧壁板弯曲形成圆形。而且，难以保持略微弯曲的形状。这是因为钢板从折弯机中卸下后变得翘曲。并且，弯曲的钢板在放置于地板上或在运输的过程中由于其自重而变形，因此常常需要对弯曲进行调节或校正。
图5是表示传统圆形转底炉的炉侧壁的图。在图5中，炉侧壁是由侧壁钢板、背撑、加强件(在图5中未表示)以及耐火材料壁组成的。背撑固定侧壁板，加强件固定在侧壁圆周上，并在侧极点之间沿侧壁的弯曲延伸。如图5所示，加强件的一侧通过螺栓连接，另一侧通过焊接连接。加强件可以是工字钢、槽钢或角钢。弯曲加强件增大了制造成本。当加强件的曲率与侧壁板的曲率不同时，降低侧壁板的尺寸精确性，产生额外的制造成本。
在转底炉安装/建造时，为补偿侧壁板制造误差所需的调节，造成安装所需时间的增加、以及安装成本的增大。当侧壁板的制造误差相当大时，这还增加了调节工作，并且从未得到准确的圆形炉子轮廓。此外，耐火材料/砌砖也需要进行调节，用于补偿尺寸上的误差。
为了沿略微弯曲的侧壁板制备可浇注的耐火材料，需要在侧壁板上建立框架。此框架是复杂的，并必须具有与炉的侧壁板匹配的弯曲形状。这样，增大了与炉子制造相关的成本。制造用于准确的耐火材料壁的弯曲框架并不是容易的，并且如果炉子侧壁板的形状或者安装不准确，则得到的耐火材料壁的厚度不均匀。在耐火材料壁的较薄部分，热绝缘性差，增加了壁的热散失。
本发明的一个目的是克服上述问题，并提供一种转底炉的炉侧壁结构，由于其制造容易以及易于调节以得到精确尺寸的炉侧壁，可以降低制造成本，从而缩短安装/建造工作周期、并降低成本。
发明内容
根据本发明人的研究，上述问题的出现是由薄且宽的板(如，厚度3.2mm-9mm，宽度1m-3m的普通碳钢板，或者诸如含有至少一根水冷管的板，或者类似的材料)的略微弯曲造成的。为了减小这种不希望的弯曲的可能性，本发明人的想法是将多块平的侧壁板而不是略微弯曲的侧壁板接合在一起，从而使炉侧壁的平面大致为圆形。这种结构使侧壁板的形状具有较高的精确性，从而可以减少外协加工工作、以及减少安装/建造工作周期和成本。
本发明的一个实施例是转底炉的炉侧壁，转底炉用于制造DRI，DRI由铁矿粉或废氧化铁和作为还原剂的含碳物质组成，并且用于加热至少一个钢件，其中炉侧壁包括：炉外侧壁和炉内侧壁，其中炉外侧壁和炉内侧壁中的至少一个是多边形。
在另一个实施例中，炉外侧壁是多边形，炉内侧壁是圆形。
在又一个实施例中，多边形炉侧壁包括耐火材料壁，其中耐火材料壁与侧壁板的平的内表面接触。
从下面的详细描述中，本发明的适用性的其它范围将变得清楚。但是，应该理解的是，详细的描述和具体的例子，虽然阐明了本发明的实施例，但仅仅是以解释的方式给出的，因此，对于本领域的一般技术人员，从下面的详细描述中，本发明的精神和范围内的不同变化和修改将是显而易见的。
附图说明
图1是现有技术的转底炉的剖视图；
图2显示了现有技术的转底炉的结构；
图3显示了本发明转底炉的结构；
图4显示了本发明转底炉的炉侧壁结构；以及
图5是表示转底炉背撑的图。
具体实施方式
图3表示本发明转底炉的结构。炉外侧壁2和炉内侧壁8是通过将平的钢板接合而成的，并且得到的形状是多边形。在图3中，炉外侧壁是十六边形，炉内侧壁是十二边形。但是，可以预见，至少6个平侧壁的多边形可以用于形成炉子的形状，并且也可以采用这样的炉子，即内侧壁和外侧壁中仅有一个是多边形的。本发明也包括如下情况，即炉外侧壁或炉内侧壁中至少一个包括平部分。这样，在此实施例中，侧壁基本是圆形的，但包括至少一个平部分(如，至少一块板)。
例如，在炉外侧壁的直径是20m的情况下，炉内侧壁的直径可以是约15m。这使炉外侧壁与炉内侧壁之间具有足够的空间，因此二者都可以是多边形的。但是，如果外侧壁的直径是10m，则内侧壁的直径约4m。因此，在这些较小的炉子中，优选地是形成多边形外侧壁和圆形内侧壁。
在本发明的一个实施例中，平钢板直接用于形成炉侧壁。这去除了利用折弯机弯曲侧壁板。从而明显减少了制造和调整的工作量。在位于场地的安装/建造过程中，炉侧壁块可以通过焊接平的侧壁板而接合在一起，从而消除了安装过程中的精细调整工作，而这是传统圆形转底炉建造时所需的。因此，与传统圆形转底炉相比，可以用很少的安装时间和成本建造多边形转底炉。
这样，采用平的侧壁板结构用于炉内侧壁和/或炉外侧壁的侧壁板，通过简化制造工艺，即通过省略弯曲侧壁板的步骤，可以降低炉侧壁的制造成本。并且，本发明制造步骤的准确性的优点在于，位于场地的生产线安装/建造工作的减少，这将导致建造工作周期的缩短以及总建造成本的降低。并且，当耐火材料和隔热砖沿着平的侧壁板的内表面需要调整时，减少了通过接合灰浆在砖之间接合的调整。
至于用于沿多边形内表面浇注可浇注耐火材料的框架，框架的形状非常简单。这使得容易在安装/建造场地建造和调节框架，从而浇注框架的制造成本降低，固定框架所需的工作减少，耐火材料壁的尺寸精度提高。
至于将平板连接制造多边形炉侧壁的方法，可以将压机弯曲的窄宽度板(如，宽度约300-600mm)焊接到背撑上，或者将平板固定在背撑的弯曲凸缘部分上，从而可以在高精度和合理成本下制造多边形侧壁。
图4表示本发明转底炉的炉侧壁结构。炉侧壁包括侧壁钢板和耐火材料壁，由型钢背撑或类似的结构支撑。图4A表示使用工字钢(或将两块槽钢用螺栓拧在一起形成工字钢)作为背撑的结构。背撑的凸缘弯曲，与侧壁板的角部分的形状匹配，侧壁板通过螺栓连接和/或焊接连接到凸缘上。图4B表示背撑通过焊接连接到加固板上的结构，其中加固板优选的宽度为300-600mm。加固板用压机成形，使其形状匹配侧壁板的角部形状，并且通过螺栓连接或焊接连接到侧壁板上。图4C表示一块侧壁板在角部通过膨胀/收缩波纹管连接到另一块侧壁板的结构。角部填充陶瓷纤维，使用型钢作为背撑，并在角部两侧用螺栓拧在侧壁板上。
图4D表示的结构是，用作背撑的管连接到加固板上，并且加固板通过螺栓连接或焊接固定在侧壁板上。图4E表示的结构是，Y形加固板连接到背撑的凸缘部分，并且加固板通过螺栓连接或焊接连接固定在侧壁板上。图4F表示的结构是，侧顶点是通过将两块槽钢彼此连接形成的，从而两个凸缘部分成V形，与侧壁的角部匹配，并且V形凸缘部分通过螺栓连接或焊接在角部固定到侧壁板上。
通过使用上述的结构，容易加强炉侧壁的侧壁板，并可以减少炉侧壁安装所需的人工。图4A-F中表示的结构不是用于加强多边形转底炉的侧壁的限制性例子，也可以使用其它的结构，只要它们可以用作用于加强多边形炉侧壁的部件。
根据本发明，提供了转底炉的炉侧壁结构，可以减小炉侧壁的制造成本、容易控制和调节所制造的炉侧壁的精度、缩短安装工作周期、并减小安装成本。
采用平侧壁板结构作为转底炉中炉内侧壁和炉外侧壁的元件，即采用多边形炉侧壁外形，可以省略弯曲钢侧壁板/面板以及加强件的工序，由此引起炉侧壁制造成本的下降，以及容易控制和调节所制造的产品的精度。
并且，本发明提高了所制造的侧壁板/面板的精度，使得在安装/建造场地进行调节所需的工作减少，导致安装/建造工作周期的缩短以及安装/建造成本的下降。并且，沿平的侧壁面板对炉侧壁内侧衬上耐火材料相当容易，引起建造工序和成本的下降。
虽然按照上述内容描述了本发明，但很明显，本发明可以按照多种方式改变。这些改变并不认为是偏离了本发明的精神和范围，对于本领域一般技术人员都明显的所有这些修改包括在权利要求的范围内。

Claims (19)

1.一种转底炉的炉侧壁结构，所述转底炉用于由压坯制造直接还原铁，其中压坯是铁矿或废氧化铁与作为还原剂的含碳物质的混合物，并且压坯放置在转底上并在高温环境中被还原，从而得到所述的还原铁，或者所述转底炉用于将转底上的至少一件钢件在高温环境中加热，所述炉侧壁结构包括：
炉外侧壁；以及
炉内侧壁，
其特征在于，炉外侧壁和炉内侧壁的至少一个是多边形。
2.如权利要求1所述的炉侧壁结构，其特征在于，炉外侧壁是多边形，炉内侧壁是圆形。
3.如权利要求1所述的炉侧壁结构，其特征在于，多边形炉侧壁包括具有外侧壁和内侧壁的平侧壁板，并且所述平侧壁板的内侧衬有耐火材料。
4.如权利要求2所述的炉侧壁结构，其特征在于，多边形炉侧壁包括具有外侧壁和内侧壁的平侧壁板，并且所述平侧壁板的内侧衬有耐火材料。
5.如权利要求1所述的炉侧壁结构，其特征在于，还包括工字钢背撑，所述工字钢具有弯曲凸缘，所述弯曲凸缘与多边形炉侧壁结构中的相邻平侧壁板平面接触。
6.如权利要求1所述的炉侧壁结构，其特征在于，还包括加固板，所述加固板与多边形炉侧壁结构中的至少三块相邻平侧壁板平面接触，并且背撑的凸缘与加固板上与平侧壁板相对的平部分平面接触。
7.如权利要求1所述的炉侧壁结构，其特征在于，至少两块相邻的平侧壁板通过波纹管连接，所述波纹管包括陶瓷纤维。
8.如权利要求1所述的炉侧壁结构，其特征在于，相邻平侧壁板的边缘连接到管的外表面。
9.如权利要求1所述的炉侧壁结构，其特征在于，Y形加固板与相邻平侧壁板平面接触，并连接到背撑的凸缘部分。
10.如权利要求1所述的炉侧壁结构，其特征在于，两根单独的槽钢的每一根的凸缘部分与相邻平侧壁板平面接触，并且所述凸缘部分是V形的。
11.如权利要求1所述的炉侧壁结构，其特征在于，多边形炉侧壁结构由至少6块平侧壁板组成。
12.如权利要求1所述的炉体，其特征在于，炉外壳与炉内壳之间的距离至少为5m。
13.如权利要求11所述的炉体，其特征在于，多边形由12到16块平侧壁板组成。
14.如权利要求12所述的炉体，其特征在于，炉外壳与炉内壳之间的距离至少为5-10m。
15.如权利要求1所述的炉侧壁结构，其特征在于，炉外侧壁和/或炉内侧壁中的至少一块侧壁板被固定在侧壁板上的至少一块加强件加强。
16.一种在转底炉中制造直接还原铁块的方法，包括在存在还原剂时加热铁矿或废氧化铁，或者一种在转底炉中还原转底上的至少一件钢件的方法，其中，加热是在如权利要求1所述的炉侧壁结构中进行。
17.一种制造权利要求1所述的炉侧壁结构的方法，所述的炉侧壁结构用于在存在还原剂时通过加热和还原铁矿或废氧化铁制造直接还原铁块，或者用于加热至少一件钢件，所述方法包括如下步骤：将长方形或正方形侧壁板的纵向侧固定在另一块侧壁板的纵向侧，并重复所述的固定步骤以形成多边形炉内侧壁和/或炉外侧壁。
18.如权利要求1所述的炉侧壁结构，其特征在于，压坯是团块或球团。
19.一种转底炉的炉侧壁结构，所述转底炉用于由压坯制造直接还原铁，其中压坯是铁矿或废氧化铁与作为还原剂的含碳物质的混合物，并且压坯放置在转底上并在高温环境中被还原，从而得到所述的还原铁，或者所述转底炉用于将转底上的至少一件钢件在高温环境中加热，所述炉侧壁结构包括：
炉外侧壁；以及
炉内侧壁；
其特征在于，炉外侧壁或炉内侧壁的至少一个包括位于其中的平部分。
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