專利名稱：冶金容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在內(nèi)部進(jìn)行冶金過程的冶金容器。本發(fā)明尤其但并非排外地應(yīng)用于冶金容器，在該冶金容器內(nèi)部實(shí)施直接熔煉來由含金屬的供給原料如礦石、部分還原礦石和含金屬?gòu)U水來生產(chǎn)熔融態(tài)的純金屬或合金。
背景技術(shù)：
一種已知的直接熔煉過程在以本申請(qǐng)人名義申請(qǐng)的美國(guó)專利6267799和國(guó)際專利公開W096/31627中已有介紹，它主要以熔融金屬層作為反應(yīng)介質(zhì)，通常稱為HI熔煉過程。如這些出版物所描述的HI熔煉過程包括(a)在容器中形成熔融鐵和渣的熔池(b)向熔池注入⑴含金屬的供給原料，通常為金屬氧化物；和(ii)固體碳原料，通常為煤，其作為金屬氧化物的還原劑和能量源；以及(c)將含金屬的供給原料熔煉為金屬層中的金屬。術(shù)語(yǔ)“熔煉”在此理解為熱力學(xué)過程，其中發(fā)生還原金屬氧化物的化學(xué)反應(yīng)來生產(chǎn)液態(tài)金屬。 HI熔煉過程還包括在熔池上方空間使諸如從熔池中釋放出來的CO和吐這樣的反應(yīng)氣體與含氧氣體后燃燒，并將后燃燒生成的熱傳遞給熔池來提供熔煉含金屬的供給原料所需要的熱能。HI熔煉過程也包括在熔池的標(biāo)稱靜止表面上方形成過渡區(qū)，其中有大量有用的上升然后下降的熔融金屬和/或渣的液滴或飛濺物或液流，它們提供了有效的介質(zhì)以將熔池上方反應(yīng)氣體的后燃燒所產(chǎn)生的熱能傳遞到熔池。在HI熔煉過程中，含金屬的供給原料和固體含碳原料通過若干個(gè)槍/風(fēng)口注入金屬層，上述槍/風(fēng)口傾斜于垂直線從而向下并向內(nèi)穿過熔煉容器的側(cè)壁延伸并進(jìn)入容器較低的區(qū)域，從而將固體原料輸送到容器底部的金屬層內(nèi)。為了促進(jìn)容器頂部反應(yīng)氣的后燃燒，熱空氣，可以是富氧空氣，通過向下延伸的熱空氣噴槍注入容器的上部區(qū)域。容器內(nèi)反應(yīng)氣體后燃燒產(chǎn)生的廢氣通過廢氣管道從容器上部排出。HI熔煉反應(yīng)能在一個(gè)簡(jiǎn)單獨(dú)立的容器中通過直接熔煉來生產(chǎn)大量的熔融金屬。該容器必須作為一個(gè)包含固體、液體和氣體的壓力容器使用，在高溫下能夠保持長(zhǎng)時(shí)間有效的熔煉。如在以本申請(qǐng)人名義申請(qǐng)的美國(guó)專利6322745和國(guó)際專利公開W000/018M中所描述的，該容器包括一個(gè)具有爐膛的金屬外殼，其中至少與熔融金屬接觸的底座和側(cè)壁由耐火材料制成，并且從爐膛側(cè)壁向上延伸的側(cè)壁與渣層和向上的連續(xù)氣體接觸的部分都應(yīng)有水冷卻板。這些冷卻板可以是雙蛇形設(shè)計(jì)并在之間搗筑或噴補(bǔ)耐火材料。如在以本申請(qǐng)人名義申請(qǐng)的美國(guó)專利6565798中描述的，實(shí)施HI熔煉過程的冶金容器在連續(xù)使用中存在的唯一問題是，作為壓力容器長(zhǎng)時(shí)間使用后必須停止，一般是使用一年以上應(yīng)迅速更換爐襯。容器的修整需要不僅人員可以進(jìn)入，而且還需要有一定重負(fù)荷設(shè)備如擺鉤或類似的設(shè)置有液壓動(dòng)力工具的設(shè)備也可以進(jìn)入的進(jìn)出通道。運(yùn)轉(zhuǎn)中的容器必須能夠承受非常高的內(nèi)部壓力。相應(yīng)地該容器必須設(shè)計(jì)成一種能夠承受相當(dāng)大的內(nèi)部壓力的壓力容器，而且為了容器運(yùn)行中的氣壓保持密閉，必須設(shè)計(jì)為修整提供進(jìn)出通道的任何可拆卸的門或板。 運(yùn)行期間由于耐火材料的壓應(yīng)力和熔融鐵和渣的落差在容器底座產(chǎn)生的壓力非常重要，以至于位于容器底座的任何進(jìn)出通道的門板都必須非常堅(jiān)固而且設(shè)置塊狀密封法蘭和夾緊螺栓。本發(fā)明使用了具有較輕結(jié)構(gòu)和對(duì)周圍設(shè)備損壞最小的能夠輕松移動(dòng)的進(jìn)出通道板來提供便捷的進(jìn)出通道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種冶金容器，其具有一個(gè)圓柱狀的上端部和安裝于圓柱狀部分的上端的頂部以構(gòu)成圍繞中心開口的容器頂蓋，穿過該中心開口伸出用于向容器注入熱氣體的氣體噴槍，其中頂部由一個(gè)固定于圓柱部分上端的內(nèi)凹彎曲的外部環(huán)形板和一個(gè)可拆卸地固定于外部環(huán)形板的內(nèi)凹彎曲的內(nèi)部環(huán)形板形成，內(nèi)部環(huán)形板的內(nèi)部邊緣限定所述頂部的內(nèi)部開口，并且內(nèi)部環(huán)形板可拆卸以形成進(jìn)出容器內(nèi)部的進(jìn)出通道。內(nèi)部環(huán)形和外部環(huán)形板的內(nèi)表面一致于從圓柱部分上端延伸到內(nèi)部環(huán)形板的內(nèi)部邊緣的曲面。更特別的是，兩個(gè)環(huán)形板的內(nèi)表面可以一致于連續(xù)的彎曲圓頂。頂部的內(nèi)部環(huán)形板和外部環(huán)形板可以設(shè)置有直立的同心環(huán)狀法蘭，并且通過可以將那些法蘭夾緊在一起的夾緊裝置相互固定。直立環(huán)形法蘭的上部可以設(shè)置有外翻的邊緣法蘭，并且夾緊裝置將外翻的邊緣法蘭夾緊在一起。尤其是，內(nèi)部環(huán)形板的直立環(huán)形法蘭可以向上延伸超出外部環(huán)形板的直立環(huán)形法蘭的上部末端，而且它的外翻的邊緣法蘭可以放在外部環(huán)形板的外翻的邊緣法蘭的上面。夾緊裝置可以包括延伸穿過外翻的法蘭上的沿圓周間隔排列的孔的夾緊螺栓。頂部的外部環(huán)形板可以通過連續(xù)焊接永久固定于圓柱部分的上端。頂部的內(nèi)部環(huán)形板的內(nèi)部邊緣可以設(shè)置有一個(gè)直立的圓柱部分來容納氣體噴槍。直立圓柱部分的上端可以設(shè)置有一個(gè)徑向向外突出的環(huán)形法蘭以連接噴槍。頂部的外部環(huán)形板可以在內(nèi)部設(shè)置有水冷卻板。頂部的內(nèi)部環(huán)形板也可以在內(nèi)部設(shè)置有水冷卻板。內(nèi)部環(huán)形板的內(nèi)徑的范圍可以為1至1. 5米。內(nèi)部環(huán)形板的外徑的范圍可以為2. 5米至3米。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的方面，提供一種直接熔煉設(shè)備，包括一個(gè)直接熔煉容器，所述容器的內(nèi)部設(shè)置了多個(gè)冷卻板以及位于所述容器的外表面上的多個(gè)板進(jìn)口接頭和板出口接頭，并且所述接頭與供給管連接，所述供給管在所述接頭與供給水流集管之間延伸；一個(gè)為所述容器提供進(jìn)出通道并支撐所述供給水流集管和供給管的進(jìn)出通道塔架；一個(gè)位于所述容器頂部的可拆卸進(jìn)出通道板，其中所述供給水流集管、供給管和進(jìn)出通道塔架安置在所述容器的周圍，從而在所述進(jìn)出通道板之上提供進(jìn)出通道走廊以便安裝和拆卸所述進(jìn)出通道板。該走廊通?？梢詮目刹鹦兜倪M(jìn)出通道板垂直向上延伸?？梢杂幸粋€(gè)從進(jìn)出通道板的外邊緣區(qū)域向上延伸出來的外邊界。優(yōu)選的，所述供給水流集管位于所述進(jìn)出通道塔架上，其位置在進(jìn)出通道板之上， 并且所述供給管從所述水流集管延伸至位于所述容器上的接頭處，其位置低于所述進(jìn)出通道板。優(yōu)選的，所述進(jìn)出通道板的尺寸選取為可以安裝和拆卸所述容器內(nèi)部的所述冷卻板。優(yōu)選的，所述進(jìn)出通道走廊獨(dú)立于供給管、供給水流集管和所述進(jìn)出通道塔架的構(gòu)件，從而在使用時(shí)當(dāng)拆卸所述進(jìn)出通道板時(shí)不需要或需要有限的拆除所述供給管、供給水流集管或所述進(jìn)出通道塔架的構(gòu)件。優(yōu)選的，所述進(jìn)出通道板將冷卻板定位在內(nèi)表面上并將接頭定位在外表面上，其中位于所述進(jìn)出通道板上的所述冷卻板的供給管延伸進(jìn)入所述進(jìn)出通道走廊內(nèi)。優(yōu)選的，所述水流集管位于所述進(jìn)出通道塔架的外部邊緣附近，其中所述管通過一個(gè)或多個(gè)垂直向下并橫向延伸穿過所述進(jìn)出通道塔架的路線延伸至所述容器上的接頭， 并且所述一個(gè)或多個(gè)路線與所述進(jìn)出通道走廊基本上是獨(dú)立的。優(yōu)選的，噴槍穿過所述進(jìn)出通道板上的孔，其中所述噴槍的至少一部分位于所述進(jìn)出通道走廊內(nèi)。優(yōu)選的，所述進(jìn)出通道板的所述孔和所述噴槍與所述進(jìn)出通道走廊同軸。優(yōu)選的，所述進(jìn)出通道塔架包括一個(gè)進(jìn)出通道平臺(tái)，該平臺(tái)位于所述容器的所述頂部，用于為所述噴槍提供進(jìn)出通道，而且具有一個(gè)限定所述進(jìn)出通道走廊的一部分的孔。優(yōu)選的，所述噴槍穿過所述進(jìn)出通道平臺(tái)中的所述孔。優(yōu)選的，所述噴槍是水冷的，而且包括用于連接于供給管連接的接頭，并且其中所述噴槍的所述供給管的一部分延伸至所述進(jìn)出通道走廊內(nèi)。


為了更好的闡釋本發(fā)明，將結(jié)合以下附圖對(duì)一個(gè)具體的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，其中圖1是具有內(nèi)部冷卻板的直接熔煉容器的垂直截面圖；圖2是圖1所示的容器的俯視圖；圖3表示容器的頂部；圖4顯示了容器的頂部的詳圖；圖5表示襯在容器的主要圓柱桶部分的冷卻板的排列；圖6是圖3所示冷卻板的展開圖；圖7是概略地顯示了一整套安裝在容器上的冷卻板的展開圖；圖8是安裝在容器的圓柱形桶部上的冷卻板的正視圖；圖9是圖7所示板的平面7
圖10是圖8中線10-10的剖面圖；圖11是圖8所示冷卻板的正視圖；圖12顯示了冷卻板的詳圖；圖13和14顯示了冷卻板與容器殼的連接的詳圖；圖15顯示了圍繞容器的塔架的上部；圖16顯示了圖15所示塔架的頂板區(qū)域和熱氣噴槍的詳圖；圖17是圖15所示塔架的更加詳細(xì)的頂視圖，并且顯示了進(jìn)出通道板、塔架的頂板和第二層板以及冷卻水供給設(shè)備的主要部分；和圖18提供了圖15所示塔架的頂板和第二層板之間的頂部截面視圖，并且顯示用于將水冷的板保留在進(jìn)出通道板的內(nèi)部表面上的進(jìn)出通道板和冷卻水供給管和回收管。
具體實(shí)施例方式圖1-4顯示了如美國(guó)專利6沈7799和國(guó)際專利W096/31627所描述的適于運(yùn)行HI 熔煉過程的直接熔煉容器。冶金容器通常表示為11，有一個(gè)包括由耐火材料磚構(gòu)成的底座 13和側(cè)面14組成的爐膛12，一個(gè)為了連續(xù)排出熔融金屬的前爐15和一個(gè)為了排出熔融渣的出渣口 16。容器的底座固定在容器的鋼制外殼17的底端，并且包括一個(gè)圓柱狀的主要桶形部分18，一個(gè)向上向內(nèi)呈錐形的頂部19，和一個(gè)由上面的圓柱部分21和頂部22限定的廢氣室26。上面的圓柱部分21設(shè)置有一個(gè)大直徑廢氣排出口 23并且頂部22帶有開孔M， 在孔內(nèi)安放了一個(gè)向下延伸的向容器輸送熱氣體的氣體噴槍。熱氣體噴槍20是內(nèi)部水冷， 為了冷卻水的向內(nèi)和向外流動(dòng)，其設(shè)置有內(nèi)部和外部的環(huán)形冷卻液流動(dòng)通道。尤其是，這種槍一般采用美國(guó)專利6440356所描述的結(jié)構(gòu)。爐殼的主要圓柱形部分18有八個(gè)沿圓周間隔分布的管狀配件25，通過它來延伸固體噴槍，來向容器底部注入鐵礦石、含碳原料、和熔劑。固體噴槍也是內(nèi)部水冷，為了冷卻水的向內(nèi)和返回流動(dòng)，其設(shè)置有內(nèi)部和外部的環(huán)形冷卻液流動(dòng)通道。尤其是，固體噴槍一般采用美國(guó)專利6398842所描述的結(jié)構(gòu)。使用中的容器包括一個(gè)鐵和渣的熔池，而且容器的上部包括處于壓力下和大約 1200°C高溫下的熱氣。因此，容器要作為壓力容器來長(zhǎng)期使用，必須具有堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和完全的密封。在一個(gè)典型的裝置內(nèi)，主要桶狀部分18的直徑大約為10米，并且上部圓柱狀部分 21的直徑大約為5. 5米。通常，容器上部需要承受的大約1. 5到2巴的內(nèi)部壓力，并且在容器的那一部分的任何可拆卸的進(jìn)出通道板都必須能夠牢固地固定以承受如此大的內(nèi)部壓力。容器的頂部22由兩個(gè)圓頂形的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。尤其是，它由一個(gè)固定在桶的圓柱形部分21的上端的外部環(huán)形板71和一個(gè)可拆卸地固定在外部環(huán)形板71上的內(nèi)部環(huán)形板72組成，兩個(gè)環(huán)形板形成內(nèi)凹的弧度以便它們的內(nèi)部表面組合在一起形成一個(gè)曲面。更特別的， 兩個(gè)環(huán)形板共同構(gòu)成連續(xù)的圓頂形頂部22。外部環(huán)形板71通過連續(xù)的圓周焊縫73焊接于容器的上部圓柱形部分21的上端， 以便成為壓力容器的一個(gè)完整的部分。外部環(huán)形板71的內(nèi)部邊緣和內(nèi)部環(huán)形板72的外部邊緣有環(huán)繞頂部中心線周圍設(shè)置的直立的環(huán)形法蘭74，75。法蘭74，75的上部有通過堅(jiān)固的焊縫連接于它們的外翻的邊緣法蘭76，77。內(nèi)部環(huán)形板72的直立法蘭75向上延伸到外部環(huán)形板71的法蘭74上，并且它的外翻的法蘭77覆蓋外部環(huán)形板的外翻法蘭76。兩個(gè)環(huán)形板通過夾緊螺栓79固定在一起，該螺栓穿過相鄰法蘭76，77上的沿圓周排列的孔并裝配有夾緊螺母81。內(nèi)部環(huán)形板72的內(nèi)部邊緣構(gòu)成開口 M來容納熱氣體噴槍106。內(nèi)部環(huán)形板72的這個(gè)內(nèi)部邊緣設(shè)置有一個(gè)上端支撐徑向向外凸起的法蘭83的直立圓柱形管狀凸起82。裝有法蘭的圓柱狀凸起82為氣體噴槍106提供了牢固的支架，噴槍設(shè)置有向外突出的法蘭來放置在法蘭82上以便這兩個(gè)法蘭能通過適當(dāng)?shù)膴A緊螺栓和螺母牢固地夾緊在一起。圖示的容器的頂部22的結(jié)構(gòu)允許容器在運(yùn)行期間能夠至少承受大約1. 5到2巴的內(nèi)部高壓力，同時(shí)在需要時(shí)給容器的內(nèi)部提供了現(xiàn)成的進(jìn)出通道。這種排列允許通過拆卸將法蘭82夾緊到噴槍法蘭的螺栓和螺母來將熱空氣噴槍106拆卸，因此熱空氣噴槍可以穿過在頂部22上的中心開口 M垂直向上縮回。中心開口通常具有范圍在1. 0至1. 5米的直徑。在某些情況下，為了噴槍的維修和更換，全部這些設(shè)計(jì)是必要的。然而，如果需要進(jìn)出容器的內(nèi)部以便維修或修整，那么可以拆除將內(nèi)、外部環(huán)形板71，72夾緊在一起的夾緊螺栓和螺母79，81，而且取出內(nèi)部環(huán)形板72以提供一個(gè)由外部環(huán)形板71的內(nèi)部邊緣限定的圓形進(jìn)出通道開口。它通常具有范圍在2. 0至3. 0米的直徑以允許水冷卻板和諸如擺錘這樣的重型設(shè)備向下降低進(jìn)入容器，同時(shí)足夠小以至于移出或取走而對(duì)周圍設(shè)備產(chǎn)生最小的影響。容器殼11的內(nèi)部排列著一組99個(gè)單獨(dú)的冷卻板，冷卻水通過這些冷卻板循環(huán)，并且這些冷卻板封閉于耐火材料中以為熔煉區(qū)域上方的容器提供水冷的內(nèi)部耐火材料襯。實(shí)質(zhì)上連續(xù)的耐火材料襯是非常重要的，因?yàn)槲唇?jīng)水冷的耐火材料會(huì)被迅速侵蝕所以耐火材料必須進(jìn)行冷卻。板按照這樣的方式安裝在殼上它們被放置在殼11的內(nèi)部，并且在關(guān)閉時(shí)能夠單獨(dú)的拆除和替換，而不會(huì)對(duì)完整的爐殼造成干擾也不需要作為一個(gè)壓力容器重新檢驗(yàn)。冷卻板包括一組四十八個(gè)鑲襯于爐殼的主要圓柱桶狀部分18上的板31、一組十六個(gè)鑲襯于錐形頂部19的板32、和鑲襯于爐殼上部組成廢氣室沈的四個(gè)板33、二十個(gè)板34和十一個(gè)板35。板35鑲襯于容器頂部22的內(nèi)表面。更特別的，其中六個(gè)板鑲襯于外部環(huán)形板71的內(nèi)表面，剩余的三個(gè)板鑲襯在頂部22的內(nèi)部環(huán)形板72上。因此，當(dāng)為了提供容器的內(nèi)部入口需要拆除頂部22的內(nèi)部環(huán)形板72時(shí)，僅有三個(gè)相同的冷卻板需要與供水線路和控制閥門斷開。其他所有的水冷板均能保留在容器內(nèi)并且它們的供水線路和控制閥門不需要斷開或移走。圖8-14顯示了安裝在容器殼的主要圓柱桶18上的板31的結(jié)構(gòu)和樣式。如圖5， 6，7所示，這些板布置在容器的沿圓周間隔排列的弓形的板的六個(gè)垂直間隔排列上，在每個(gè)排列上有八個(gè)獨(dú)立板31。每個(gè)板31包括一個(gè)冷卻原料流動(dòng)管36，其彎曲構(gòu)成內(nèi)外部分呈 ζ字型的板37，38。冷卻原料進(jìn)出口管狀接頭42從每一個(gè)板的一端的內(nèi)板部分延伸出來。 板31具有一定曲率的延長(zhǎng)弓形彎曲以匹配爐殼的主要圓柱桶狀部分18的曲率。一組四個(gè)安裝銷43通過連接套44與外板部分38的Z字形構(gòu)造進(jìn)行連接以便從板橫向向外突出。以附圖10所顯示的最清楚的方式，每一個(gè)連接套44固定于其末端鄰近的內(nèi)
9板部分的管狀弓形體上，并在它的兩個(gè)末端之間向外延伸穿過外板部分的管狀弓形體。連接套44通常是V-型的，其V-型根部彎曲貼緊外板部分的管狀弓形體。銷43焊接于連接套上以便從V-型根部向外延伸。連接套用來支撐板，通過安全的支撐分布于板上的若干個(gè)部位的相關(guān)聯(lián)的隔開部分上的管狀弓形體，導(dǎo)致堅(jiān)固的非柔性的板連接。安裝銷43貫穿爐殼上的開孔45和圍繞在開孔45周圍并從爐殼向外突出的管狀突出46。銷43的末端突出超出管狀突出46的外端，并且通過將環(huán)狀金屬圓盤47焊接到銷和突出上來連接那些突出的外端，因而，構(gòu)成的爐殼外部的連接在某種程度上密封了開孔 45。相似的方式，板的進(jìn)出口接頭42穿過爐殼上的開口 48向外突出，并穿過而且超出那些圍繞在開孔周圍從爐殼向外突出的管狀突出49，并且通過將環(huán)狀圓盤51焊接在接頭 42和突出49之間來進(jìn)行連接。這樣，每一個(gè)板31通過四個(gè)銷43和在爐殼外部單獨(dú)連接的冷卻材料接頭42來安裝在爐殼上。銷和冷卻材料接頭與管狀突出管46，49的內(nèi)部是有間隙的，并且板是自由的以滿足熱脹冷縮或由與容器內(nèi)部的原料的接觸所引起的運(yùn)動(dòng)。銷43和冷卻材料的進(jìn)出口接頭42定向?yàn)橐韵嗷テ叫械姆绞綇陌鍣M向向外突出， 而且平行于橫向延伸通過容器徑向的板的中心板，以便板可以通過容器的圓柱桶內(nèi)部或外部板的自身運(yùn)動(dòng)來插入或移出。當(dāng)將被移出的板沿著銷46和接頭42的方向向內(nèi)縮回時(shí)，沿圓周間隔排列的板31 之間的間隙53必須是足夠?qū)捯员銓⒈灰瞥龅陌宓奈膊客饩壊唤佑|鄰近板的內(nèi)緣。所需的間隙的尺寸取決于弓形板的長(zhǎng)度和因此延伸至桶部18的圓周的板的數(shù)目。在所示例的實(shí)施例中，在板31的每六列內(nèi)有八個(gè)沿圓周間隔排列的板。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這可以得到板間的所允許的最小間隙并保證間隙中的耐火材料的適當(dāng)?shù)睦鋮s。通常為了充分冷卻要將每一個(gè)排列分成至少六個(gè)沿圓周間隔排列的板。耐火材料固定銷50與板31的冷卻材料管對(duì)焊，以便從板向內(nèi)突出并且為耐火材料噴涂的外面的板起錨的作用。銷50可以排列在一組從相應(yīng)的管子向外輻射的銷中，并且沿板的全部管子按一定的間隔排列。安裝到容器的圓柱曲面部分的板33和34以上面所述的板31的方式組成并安裝， 但是有些板34以附圖7所顯示的方式成形以便安裝在廢氣出口 23的周圍。安裝到爐殼錐形部分的板32，35通常為圓錐形曲面，以附圖7的進(jìn)一步說明所顯示的。除了這個(gè)在外形上的差異，這些板以與板31相同的方式組成和安裝在爐殼上，每一個(gè)都配備從板橫向向外突出的安裝銷和一對(duì)在板的相對(duì)端的進(jìn)口/出口冷卻材料接頭，銷和接頭延伸穿過爐殼的開孔并從爐殼連接橫向向外突出的管子，以構(gòu)成密封開孔和為板提供安全安裝同時(shí)允許板的一些自由活動(dòng)的爐殼的外部連接?，F(xiàn)在參考附圖15至18，說明了進(jìn)出通道塔架101，其支撐向位于容器11上的水冷設(shè)備供給冷卻水的水冷回路。進(jìn)出通道塔架也給人員提供了進(jìn)出容器和水冷設(shè)備和回路的進(jìn)出通道。在圖15和16中，進(jìn)出通道塔架101的頂板102和第二層板103連同為使冷卻水能從位于容器上的水冷設(shè)備流入、流出的供給集管104，105 一起都是可見的。氣體噴槍106(其可以是熱空氣(HAB)噴槍)的頂部表示為突出超過進(jìn)出通道塔架的頂板以上。用于提供諸如熱空氣的含氧氣體的供給管道107延伸到進(jìn)出通道塔架的頂表面以上并且與氣體噴槍106相連。在圖15，17和18中，直立法蘭74和75可見，和內(nèi)部環(huán)形板72—樣。氣體噴槍延伸穿過內(nèi)部環(huán)形板72的開口 M進(jìn)入容器的內(nèi)部。氣體噴槍位于內(nèi)部環(huán)形板72和孔M的共同軸線上。進(jìn)出通道塔架的頂板102和第二層板103包括進(jìn)出通道孔108，109，其大小以能夠安裝和拆卸內(nèi)部環(huán)形板72為宜。氣體噴槍106的大小使得其可以穿過頂板102和第二層板103上的進(jìn)出通道孔108，109為宜。在進(jìn)出通道塔架的頂板和第二層板上的進(jìn)出通道孔108，109是同軸排列的以便提供一個(gè)具有從相鄰的內(nèi)部環(huán)形板72的外部邊緣向上延伸至進(jìn)出通道塔架的頂板之上的外殼的進(jìn)出通道走廊。進(jìn)出通道走廊的外殼的大小以內(nèi)部環(huán)形板72和氣體噴槍在從容器中安裝或拆卸時(shí)可以沿走廊通過為宜。當(dāng)安裝時(shí)，至少空氣噴槍的一部分保留在走廊中。為容器中的水冷設(shè)備提供冷卻水的供給集管104，105，象氣體噴槍106和水冷板 31，32，33，34，35—樣位于內(nèi)部環(huán)形板72之上的某一高度。集管104，105環(huán)繞進(jìn)出通道塔架的外圍延伸。供給管111從供給集管延伸到水冷設(shè)備的接頭。大部分供給管延伸到容器的不同水平面，低于內(nèi)部環(huán)形板72，典型的，從外部邊緣橫向延伸穿過塔架至容器的接頭。 在這一點(diǎn)上，供給管和供給集管應(yīng)具有一定的形狀，以便它們不能穿過進(jìn)出通道走廊。相似的，進(jìn)出通道塔架101的最小構(gòu)件，若有的話，可以穿過進(jìn)出通道走廊。這樣為了內(nèi)部環(huán)形板72和氣體噴槍的安裝和拆卸而需要被拆卸的設(shè)備的范圍是極小的。然而，內(nèi)部環(huán)形板72保留一些水冷板并且在它的外表面上有連接點(diǎn)以與水冷系統(tǒng)的供給管相連。因而，水冷系統(tǒng)的一些供給管穿透進(jìn)出通道走廊的外殼并保留在進(jìn)出通道走廊的內(nèi)部。因而，一些供給管需要不是在內(nèi)部環(huán)形板72從容器中拆卸之前拆卸就是在內(nèi)部環(huán)形板72安裝之后安裝。同樣的，氣體噴槍是水冷的，氣體噴槍的供給管保留在進(jìn)出通道走廊內(nèi)，并且必須在氣體噴槍移走之前拆卸，在氣體噴槍安裝之后安裝。典型的，僅僅水冷元件的供給管位于進(jìn)出通道走廊內(nèi)部并穿透進(jìn)出通道走廊的外殼。提供一個(gè)專用的進(jìn)出通道走廊要求對(duì)水冷回路的供給管和進(jìn)出通道塔架構(gòu)件形成最小拆卸，減小了與氣體噴槍的替換有關(guān)聯(lián)的活動(dòng)結(jié)構(gòu)范圍。主要通過內(nèi)部環(huán)形板72進(jìn)入容器的內(nèi)部，因?yàn)槿萜鞯钠渌肟邳c(diǎn)或者需要拆卸位于容器底座上的有耐火材料襯的爐膛或者根本不能提供進(jìn)入容器的直接進(jìn)出通道?？s減與內(nèi)部環(huán)形板72的安裝和拆卸有聯(lián)系活動(dòng)結(jié)構(gòu)范圍有助于減少了完成與之相關(guān)操作所需要的大量時(shí)間。典型的，移動(dòng)內(nèi)部環(huán)形板72以完成位于容器殼內(nèi)部的水冷管的維修和替換。因而，內(nèi)部環(huán)形板72具有一定的尺寸以在容器壁上安裝水冷卻板。典型的，內(nèi)部環(huán)形板具有大約兩米的直徑。僅僅以示例的方式說明了容器。容器和冷卻板的物理結(jié)構(gòu)是可以變化的，并且應(yīng)當(dāng)理解在不脫離所附權(quán)利要求要保護(hù)范圍的情況下做出這些變化。
權(quán)利要求
1.一種冶金容器，該冶金容器包括(a)底座和圓柱狀的主要桶形部分；(b)向上向內(nèi)呈錐形的頂部；(c)上部圓柱形部分，所述上部圓柱形部分設(shè)置有用于排出廢氣的大直徑出口；和(d)頂部，所述頂部安裝于所述上部圓柱形部分的上端以構(gòu)成圍繞中心開口的所述容器的頂蓋，穿過該中心開口伸出用于向所述容器注入熱氣體的氣體噴槍，其中所述頂部由通過連續(xù)焊接永久固定于所述上部圓柱形部分的上端的內(nèi)凹彎曲的外部環(huán)形板和可拆卸地固定于所述外部環(huán)形板的內(nèi)凹彎曲的內(nèi)部環(huán)形板形成，所述內(nèi)部環(huán)形板的內(nèi)部邊緣限定所述頂部的所述中心開口，所述內(nèi)部環(huán)形板能夠拆卸以提供進(jìn)入容器內(nèi)部的進(jìn)出通道，所述內(nèi)部環(huán)形板和外部環(huán)形板的內(nèi)表面一致于從所述上部圓柱形部分的上端延伸到所述內(nèi)部環(huán)形板的內(nèi)部邊緣的連續(xù)的彎曲圓頂，并且所述內(nèi)部環(huán)形板的內(nèi)部邊緣設(shè)置有直立圓柱部分以用來容納氣體噴槍，由此，所述頂部的結(jié)構(gòu)允許所述容器能夠在該容器中承受1. 5到2巴范圍內(nèi)的內(nèi)部高壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的冶金容器，其中所述頂部的內(nèi)部環(huán)形板和外部環(huán)形板設(shè)置有直立的同心環(huán)狀法蘭，并且通過可以將那些法蘭夾緊在一起的夾緊裝置可拆卸地相互固定。
3.如權(quán)利要求2所述的冶金容器，其中直立環(huán)形法蘭的上部設(shè)置有外翻的邊緣法蘭， 并且夾緊裝置將外翻的邊緣法蘭夾緊在一起。
4.如權(quán)利要求3所述的冶金容器，其中所述內(nèi)部環(huán)形板的直立環(huán)形法蘭向上延伸超出所述外部環(huán)形板的直立環(huán)形法蘭的上部末端，而且所述內(nèi)部環(huán)形板的外翻的邊緣法蘭放在所述外部環(huán)形板的外翻的邊緣法蘭的上面。
5.如權(quán)利要求4所述的冶金容器，其中夾緊裝置包括延伸穿過外翻的法蘭中的沿圓周間隔排列的孔的夾緊螺栓。
6.如權(quán)利要求2所述的冶金容器，其中所述直立圓柱部分的上端設(shè)置有徑向向外突出的環(huán)形法蘭，用以連接于所述噴槍。
7.如權(quán)利要求1所述的冶金容器，其中所述內(nèi)部環(huán)形板的內(nèi)徑的范圍為1至1.5米。
8.如權(quán)利要求7所述的冶金容器，其中所述內(nèi)部環(huán)形板的外徑的范圍為2.5米至3米。
9.如權(quán)利要求2所述的冶金容器，其中所述頂部的外部環(huán)形板內(nèi)部設(shè)置有水冷卻板。
10.如權(quán)利要求9所述的冶金容器，其中所述頂部的內(nèi)部環(huán)形板內(nèi)部設(shè)置有水冷卻板。
11.一種直接熔煉設(shè)備，包括(a)冶金容器，該冶金容器具有上部圓柱形部分和頂部，該上部圓柱形部分設(shè)置有用于排出廢氣的大直徑出口，該頂部安裝于所述上部圓柱形部分的上端以構(gòu)成圍繞中心開口的所述容器的頂蓋，該中心開口設(shè)置為容納用于向容器注入熱氣體的氣體噴槍，其中，所述頂部由固定于所述圓柱部分的上端的內(nèi)凹彎曲的外部環(huán)形板和可拆卸地固定于所述外部環(huán)形板的內(nèi)凹彎曲的內(nèi)部環(huán)形板形成，所述內(nèi)部環(huán)形板的內(nèi)部邊緣限定所述頂部的所述中心開口，所述內(nèi)部環(huán)形板能夠拆卸以提供進(jìn)入容器內(nèi)部的進(jìn)出通道，所述內(nèi)部環(huán)形板和外部環(huán)形板的內(nèi)表面一致于從所述上部圓柱形部分的上端延伸到所述內(nèi)部環(huán)形板的內(nèi)部邊緣的連續(xù)的彎曲圓頂，并且，所述內(nèi)部環(huán)形板的外徑的范圍為2. 5米至3米；(b)多個(gè)位于所述容器內(nèi)部的冷卻板；(c)多個(gè)位于所述容器外表面上的板進(jìn)口接頭和板出口接頭；(d)連接在所述接頭與水流集管之間的水流管；和(e)為所述容器提供進(jìn)出通道并支撐所述水流管和水流集管的進(jìn)出通道塔架，其中所述水流管、水流集管和進(jìn)出通道塔架位于所述容器的周圍，從而在所述容器的所述內(nèi)部環(huán)形板之上提供進(jìn)出通道走廊，以安裝和拆卸所述內(nèi)部環(huán)形板。
12.如權(quán)利要求11所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述走廊從所述內(nèi)部環(huán)形板通常垂直地向上延伸。
13.如權(quán)利要求12所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述走廊具有從所述內(nèi)部環(huán)形板的外部邊緣區(qū)域向上延伸出來的外邊界。
14.如權(quán)利要求13所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述水流集管位于所述進(jìn)出通道塔架上，所述水流集管的位置在所述內(nèi)部環(huán)形板之上，并且所述水流管從所述水流集管延伸至位于所述容器上的接頭，所述水流管的位置低于所述內(nèi)部環(huán)形板。
15.如權(quán)利要求13所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述內(nèi)部環(huán)形板的尺寸選擇為能夠通過由除去所述內(nèi)部環(huán)形板形成的進(jìn)出通道孔來插入和拆卸所述冷卻板。
16.如權(quán)利要求14所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述內(nèi)部環(huán)形板在內(nèi)表面上具有冷卻板，在外表面上具有接頭，并且其中用于所述內(nèi)部環(huán)形板上的所述冷卻板的水流管延伸進(jìn)入所述進(jìn)出通道走廊。
17.如權(quán)利要求14所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述水流集管位于所述進(jìn)出通道塔架的外部邊緣附近，并且其中所述水流管通過垂直向下并橫向延伸穿過所述進(jìn)出通道塔架的路線延伸至所述容器上的接頭，其中所述路線基本上避開所述進(jìn)出通道走廊。
18.如權(quán)利要求11所述的直接熔煉設(shè)備，其中氣體噴槍延伸穿過所述中心開孔進(jìn)入容器內(nèi)，并且所述噴槍的至少一部分位于所述進(jìn)出通道走廊內(nèi)。
19.如權(quán)利要求18所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述中心開孔和所述噴槍與所述進(jìn)出通道走廊同軸。
20.如權(quán)利要求11至17中的任意一項(xiàng)所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述進(jìn)出通道塔架包括進(jìn)出通道平臺(tái)，該進(jìn)出通道平臺(tái)位于所述容器的頂部之上，用于為所述噴槍提供進(jìn)出通道并且具有限定所述進(jìn)出通道走廊的一部分的孔。
21.如權(quán)利要求20所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述噴槍延伸穿過所述進(jìn)出通道平臺(tái)中的所述孔。
22.如權(quán)利要求20所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述噴槍是水冷的，而且包括用于連接于供給管的接頭，并且其中所述供給管的用于所述噴槍的一部分延伸至所述進(jìn)出通道走廊內(nèi)。
23.如權(quán)利要求20所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述內(nèi)部環(huán)形板和外部環(huán)形板的內(nèi)表面一致于從所述圓柱部分的上端延伸到所述內(nèi)部環(huán)形板的內(nèi)部邊緣的曲面。
24.如權(quán)利要求23所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述內(nèi)部環(huán)形板和外部環(huán)形板的內(nèi)表面一致于連續(xù)的彎曲圓頂。
25.如權(quán)利要求20所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述頂部的所述內(nèi)部環(huán)形板和外部環(huán)形板設(shè)置有直立的同心環(huán)狀法蘭，并且通過有效地將那些法蘭夾緊在一起的夾緊裝置可拆卸地相互固定。
26.如權(quán)利要求20所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述內(nèi)部環(huán)形板的內(nèi)徑的范圍為1至.1. 5 米。
27.如權(quán)利要求11所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述內(nèi)凹彎曲的外部環(huán)形板通過連續(xù)焊接永久固定于連續(xù)部分的上端。
28.如權(quán)利要求11所述的直接熔煉設(shè)備，其中所述內(nèi)部環(huán)形板的內(nèi)部邊緣設(shè)置有直立圓柱部分，用來容納所述氣體噴槍。
全文摘要
一種冶金容器，其具有一個(gè)圓柱狀上端部(21)和安裝于圓柱狀上端部(21)的頂端的頂部(22)以構(gòu)成圍繞中心開口(24)的容器的頂蓋，通過該中心開口(24)伸出用于向容器注入氣體的氣體噴槍。頂部(22)由兩個(gè)圓頂部件組成，包括一個(gè)焊接在容器頂部(21)上的外部環(huán)形板(71)和一個(gè)可拆卸地固定在外部環(huán)形板(71)上的內(nèi)部環(huán)形板(72)，兩板形成內(nèi)凹的曲面以便一起形成連續(xù)的圓頂形頂部(22)。兩個(gè)環(huán)形板(71，72)通過夾緊螺栓(79)固定在一起，該夾緊螺栓(79)延伸穿過形成在從環(huán)形板(71，72)直立的環(huán)形法蘭上的外翻法蘭(76，77)。松開螺栓(79)時(shí)，內(nèi)部環(huán)形板(72)被拆卸以提供進(jìn)出容器內(nèi)部的進(jìn)出通道。
文檔編號(hào)C21C5/56GK102183149SQ20111008013
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2005年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月8日
發(fā)明者伊恩·詹姆斯·巴克爾, 史蒂芬·約翰·普爾 申請(qǐng)人:技術(shù)資源有限公司