專利名稱：轉(zhuǎn)底爐的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)底爐，主要用于由鐵礦或廢氧化鐵制造直接還原鐵(下面稱為DRI)，或者用于加熱至少一個鋼件。更具體地，本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)底爐的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)。
背景技術：
轉(zhuǎn)底爐主要用于由壓坯(團塊或球團)制造DRI，壓坯包括鐵礦粉或廢氧化鐵以及作為還原劑的含碳物質(zhì)，其中球團置于轉(zhuǎn)底上，并在高溫環(huán)境下進行還原，從而得到還原鐵。轉(zhuǎn)底爐也可以用于加熱鋼件，例如板坯、條塊、鑄錠或盤條。通常，這種轉(zhuǎn)底爐具有爐外側(cè)壁以及爐內(nèi)側(cè)壁，其中每個側(cè)壁是由圓弧形的彎曲鋼側(cè)壁板形成圓形，如圖2所示。
圖1是轉(zhuǎn)底爐的剖視圖。圖1表示用于制造DRI的轉(zhuǎn)底爐的一個例子，其中球團4可以由鐵礦粉或廢氧化鐵以及作為還原劑的含碳物質(zhì)的混合物制成，并裝在由爐底輥7支撐的轉(zhuǎn)底1上，被裝在爐側(cè)壁2上的燃燒器6加熱還原，并且被旋轉(zhuǎn)地輸送。
圖2表示傳統(tǒng)圓形轉(zhuǎn)底爐的結(jié)構(gòu)。在圖2中，爐外側(cè)壁2和爐內(nèi)側(cè)壁8是通過將略微彎曲的鋼板塊(側(cè)壁板)彼此連接形成圓形而構(gòu)成的。但是，即使使用彎曲機械(折彎機)也難以將3.2-9mm的厚鋼側(cè)壁板彎曲形成圓形。而且，難以保持略微彎曲的形狀。這是因為鋼板從折彎機中卸下后變得翹曲。并且，彎曲的鋼板在放置于地板上或在運輸?shù)倪^程中由于其自重而變形，因此常常需要對彎曲進行調(diào)節(jié)或校正。
圖5是表示傳統(tǒng)圓形轉(zhuǎn)底爐的爐側(cè)壁的圖。在圖5中，爐側(cè)壁是由側(cè)壁鋼板、背撐、加強件(在圖5中未表示)以及耐火材料壁組成的。背撐固定側(cè)壁板，加強件固定在側(cè)壁圓周上，并在側(cè)極點之間沿側(cè)壁的彎曲延伸。如圖5所示，加強件的一側(cè)通過螺栓連接，另一側(cè)通過焊接連接。加強件可以是工字鋼、槽鋼或角鋼。彎曲加強件增大了制造成本。當加強件的曲率與側(cè)壁板的曲率不同時，降低側(cè)壁板的尺寸精確性，產(chǎn)生額外的制造成本。
在轉(zhuǎn)底爐安裝/建造時，為補償側(cè)壁板制造誤差所需的調(diào)節(jié)，造成安裝所需時間的增加、以及安裝成本的增大。當側(cè)壁板的制造誤差相當大時，這還增加了調(diào)節(jié)工作，并且從未得到準確的圓形爐子輪廓。此外，耐火材料/砌磚也需要進行調(diào)節(jié)，用于補償尺寸上的誤差。
為了沿略微彎曲的側(cè)壁板制備可澆注的耐火材料，需要在側(cè)壁板上建立框架。此框架是復雜的，并必須具有與爐的側(cè)壁板匹配的彎曲形狀。這樣，增大了與爐子制造相關的成本。制造用于準確的耐火材料壁的彎曲框架并不是容易的，并且如果爐子側(cè)壁板的形狀或者安裝不準確，則得到的耐火材料壁的厚度不均勻。在耐火材料壁的較薄部分，熱絕緣性差，增加了壁的熱散失。
本發(fā)明的一個目的是克服上述問題，并提供一種轉(zhuǎn)底爐的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，由于其制造容易以及易于調(diào)節(jié)以得到精確尺寸的爐側(cè)壁，可以降低制造成本，從而縮短安裝/建造工作周期、并降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明人的研究，上述問題的出現(xiàn)是由薄且寬的板(如，厚度3.2mm-9mm，寬度1m-3m的普通碳鋼板，或者諸如含有至少一根水冷管的板，或者類似的材料)的略微彎曲造成的。為了減小這種不希望的彎曲的可能性，本發(fā)明人的想法是將多塊平的側(cè)壁板而不是略微彎曲的側(cè)壁板接合在一起，從而使爐側(cè)壁的平面大致為圓形。這種結(jié)構(gòu)使側(cè)壁板的形狀具有較高的精確性，從而可以減少外協(xié)加工工作、以及減少安裝/建造工作周期和成本。
本發(fā)明的一個實施例是轉(zhuǎn)底爐的爐側(cè)壁，轉(zhuǎn)底爐用于制造DRI，DRI由鐵礦粉或廢氧化鐵和作為還原劑的含碳物質(zhì)組成，并且用于加熱至少一個鋼件，其中爐側(cè)壁包括爐外側(cè)壁和爐內(nèi)側(cè)壁，其中爐外側(cè)壁和爐內(nèi)側(cè)壁中的至少一個是多邊形。
在另一個實施例中，爐外側(cè)壁是多邊形，爐內(nèi)側(cè)壁是圓形。
在又一個實施例中，多邊形爐側(cè)壁包括耐火材料壁，其中耐火材料壁與側(cè)壁板的平的內(nèi)表面接觸。
從下面的詳細描述中，本發(fā)明的適用性的其它范圍將變得清楚。但是，應該理解的是，詳細的描述和具體的例子，雖然闡明了本發(fā)明的實施例，但僅僅是以解釋的方式給出的，因此，對于本領域的一般技術人員，從下面的詳細描述中，本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的不同變化和修改將是顯而易見的。


圖1是現(xiàn)有技術的轉(zhuǎn)底爐的剖視圖；圖2顯示了現(xiàn)有技術的轉(zhuǎn)底爐的結(jié)構(gòu)；圖3顯示了本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐的結(jié)構(gòu)；圖4顯示了本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)；以及圖5是表示轉(zhuǎn)底爐背撐的圖。
具體實施例方式
圖3表示本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐的結(jié)構(gòu)。爐外側(cè)壁2和爐內(nèi)側(cè)壁8是通過將平的鋼板接合而成的，并且得到的形狀是多邊形。在圖3中，爐外側(cè)壁是十六邊形，爐內(nèi)側(cè)壁是十二邊形。但是，可以預見，至少6個平側(cè)壁的多邊形可以用于形成爐子的形狀，并且也可以采用這樣的爐子，即內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁中僅有一個是多邊形的。本發(fā)明也包括如下情況，即爐外側(cè)壁或爐內(nèi)側(cè)壁中至少一個包括平部分。這樣，在此實施例中，側(cè)壁基本是圓形的，但包括至少一個平部分(如，至少一塊板)。
例如，在爐外側(cè)壁的直徑是20m的情況下，爐內(nèi)側(cè)壁的直徑可以是約15m。這使爐外側(cè)壁與爐內(nèi)側(cè)壁之間具有足夠的空間，因此二者都可以是多邊形的。但是，如果外側(cè)壁的直徑是10m，則內(nèi)側(cè)壁的直徑約4m。因此，在這些較小的爐子中，優(yōu)選地是形成多邊形外側(cè)壁和圓形內(nèi)側(cè)壁。
在本發(fā)明的一個實施例中，平鋼板直接用于形成爐側(cè)壁。這去除了利用折彎機彎曲側(cè)壁板。從而明顯減少了制造和調(diào)整的工作量。在位于場地的安裝/建造過程中，爐側(cè)壁塊可以通過焊接平的側(cè)壁板而接合在一起，從而消除了安裝過程中的精細調(diào)整工作，而這是傳統(tǒng)圓形轉(zhuǎn)底爐建造時所需的。因此，與傳統(tǒng)圓形轉(zhuǎn)底爐相比，可以用很少的安裝時間和成本建造多邊形轉(zhuǎn)底爐。
這樣，采用平的側(cè)壁板結(jié)構(gòu)用于爐內(nèi)側(cè)壁和/或爐外側(cè)壁的側(cè)壁板，通過簡化制造工藝，即通過省略彎曲側(cè)壁板的步驟，可以降低爐側(cè)壁的制造成本。并且，本發(fā)明制造步驟的準確性的優(yōu)點在于，位于場地的生產(chǎn)線安裝/建造工作的減少，這將導致建造工作周期的縮短以及總建造成本的降低。并且，當耐火材料和隔熱磚沿著平的側(cè)壁板的內(nèi)表面需要調(diào)整時，減少了通過接合灰漿在磚之間接合的調(diào)整。
至于用于沿多邊形內(nèi)表面澆注可澆注耐火材料的框架，框架的形狀非常簡單。這使得容易在安裝/建造場地建造和調(diào)節(jié)框架，從而澆注框架的制造成本降低，固定框架所需的工作減少，耐火材料壁的尺寸精度提高。
至于將平板連接制造多邊形爐側(cè)壁的方法，可以將壓機彎曲的窄寬度板(如，寬度約300-600mm)焊接到背撐上，或者將平板固定在背撐的彎曲凸緣部分上，從而可以在高精度和合理成本下制造多邊形側(cè)壁。
圖4表示本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)。爐側(cè)壁包括側(cè)壁鋼板和耐火材料壁，由型鋼背撐或類似的結(jié)構(gòu)支撐。圖4A表示使用工字鋼(或?qū)蓧K槽鋼用螺栓擰在一起形成工字鋼)作為背撐的結(jié)構(gòu)。背撐的凸緣彎曲，與側(cè)壁板的角部分的形狀匹配，側(cè)壁板通過螺栓連接和/或焊接連接到凸緣上。圖4B表示背撐通過焊接連接到加固板上的結(jié)構(gòu)，其中加固板優(yōu)選的寬度為300-600mm。加固板用壓機成形，使其形狀匹配側(cè)壁板的角部形狀，并且通過螺栓連接或焊接連接到側(cè)壁板上。圖4C表示一塊側(cè)壁板在角部通過膨脹/收縮波紋管連接到另一塊側(cè)壁板的結(jié)構(gòu)。角部填充陶瓷纖維，使用型鋼作為背撐，并在角部兩側(cè)用螺栓擰在側(cè)壁板上。
圖4D表示的結(jié)構(gòu)是，用作背撐的管連接到加固板上，并且加固板通過螺栓連接或焊接固定在側(cè)壁板上。圖4E表示的結(jié)構(gòu)是，Y形加固板連接到背撐的凸緣部分，并且加固板通過螺栓連接或焊接連接固定在側(cè)壁板上。圖4F表示的結(jié)構(gòu)是，側(cè)頂點是通過將兩塊槽鋼彼此連接形成的，從而兩個凸緣部分成V形，與側(cè)壁的角部匹配，并且V形凸緣部分通過螺栓連接或焊接在角部固定到側(cè)壁板上。
通過使用上述的結(jié)構(gòu)，容易加強爐側(cè)壁的側(cè)壁板，并可以減少爐側(cè)壁安裝所需的人工。圖4A-F中表示的結(jié)構(gòu)不是用于加強多邊形轉(zhuǎn)底爐的側(cè)壁的限制性例子，也可以使用其它的結(jié)構(gòu)，只要它們可以用作用于加強多邊形爐側(cè)壁的部件。
根據(jù)本發(fā)明，提供了轉(zhuǎn)底爐的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，可以減小爐側(cè)壁的制造成本、容易控制和調(diào)節(jié)所制造的爐側(cè)壁的精度、縮短安裝工作周期、并減小安裝成本。
采用平側(cè)壁板結(jié)構(gòu)作為轉(zhuǎn)底爐中爐內(nèi)側(cè)壁和爐外側(cè)壁的元件，即采用多邊形爐側(cè)壁外形，可以省略彎曲鋼側(cè)壁板/面板以及加強件的工序，由此引起爐側(cè)壁制造成本的下降，以及容易控制和調(diào)節(jié)所制造的產(chǎn)品的精度。
并且，本發(fā)明提高了所制造的側(cè)壁板/面板的精度，使得在安裝/建造場地進行調(diào)節(jié)所需的工作減少，導致安裝/建造工作周期的縮短以及安裝/建造成本的下降。并且，沿平的側(cè)壁面板對爐側(cè)壁內(nèi)側(cè)襯上耐火材料相當容易，引起建造工序和成本的下降。
雖然按照上述內(nèi)容描述了本發(fā)明，但很明顯，本發(fā)明可以按照多種方式改變。這些改變并不認為是偏離了本發(fā)明的精神和范圍，對于本領域一般技術人員都明顯的所有這些修改包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)底爐的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)底爐用于由壓坯制造直接還原鐵，其中壓坯是鐵礦或廢氧化鐵與作為還原劑的含碳物質(zhì)的混合物，并且壓坯放置在轉(zhuǎn)底上并在高溫環(huán)境中被還原，從而得到所述的還原鐵，或者所述轉(zhuǎn)底爐用于將轉(zhuǎn)底上的至少一件鋼件在高溫環(huán)境中加熱，所述爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)包括爐外側(cè)壁；以及爐內(nèi)側(cè)壁，其特征在于，爐外側(cè)壁和爐內(nèi)側(cè)壁的至少一個是多邊形。
2.如權(quán)利要求1所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，其特征在于，爐外側(cè)壁是多邊形，爐內(nèi)側(cè)壁是圓形。
3.如權(quán)利要求1所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，其特征在于，多邊形爐側(cè)壁包括具有外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁的平側(cè)壁板，并且所述平側(cè)壁板的內(nèi)側(cè)襯有耐火材料。
4.如權(quán)利要求2所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，其特征在于，多邊形爐側(cè)壁包括具有外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁的平側(cè)壁板，并且所述平側(cè)壁板的內(nèi)側(cè)襯有耐火材料。
5.如權(quán)利要求1所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括工字鋼背撐，所述工字鋼具有彎曲凸緣，所述彎曲凸緣與多邊形爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)中的相鄰平側(cè)壁板平面接觸。
6.如權(quán)利要求1所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括加固板，所述加固板與多邊形爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)中的至少三塊相鄰平側(cè)壁板平面接觸，并且背撐的凸緣與加固板上與平側(cè)壁板相對的平部分平面接觸。
7.如權(quán)利要求1所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少兩塊相鄰的平側(cè)壁板通過波紋管連接，所述波紋管包括陶瓷纖維。
8.如權(quán)利要求1所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，其特征在于，相鄰平側(cè)壁板的邊緣連接到管的外表面。
9.如權(quán)利要求1所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，其特征在于，Y形加固板與相鄰平側(cè)壁板平面接觸，并連接到背撐的凸緣部分。
10.如權(quán)利要求1所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，其特征在于，兩根單獨的槽鋼的每一根的凸緣部分與相鄰平側(cè)壁板平面接觸，并且所述凸緣部分是V形的。
11.如權(quán)利要求1所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，其特征在于，多邊形爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)由至少6塊平側(cè)壁板組成。
12.如權(quán)利要求1所述的爐體，其特征在于，爐外殼與爐內(nèi)殼之間的距離至少為5m。
13.如權(quán)利要求11所述的爐體，其特征在于，多邊形由12到16塊平側(cè)壁板組成。
14.如權(quán)利要求12所述的爐體，其特征在于，爐外殼與爐內(nèi)殼之間的距離至少為5-10m。
15.如權(quán)利要求1所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，其特征在于，爐外側(cè)壁和/或爐內(nèi)側(cè)壁中的至少一塊側(cè)壁板被固定在側(cè)壁板上的至少一塊加強件加強。
16.一種在轉(zhuǎn)底爐中制造直接還原鐵塊的方法，包括在存在還原劑時加熱鐵礦或廢氧化鐵，或者一種在轉(zhuǎn)底爐中還原轉(zhuǎn)底上的至少一件鋼件的方法，其中，加熱是在如權(quán)利要求1所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)中進行。
17.一種制造權(quán)利要求1所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)的方法，所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)用于在存在還原劑時通過加熱和還原鐵礦或廢氧化鐵制造直接還原鐵塊，或者用于加熱至少一件鋼件，所述方法包括如下步驟將長方形或正方形側(cè)壁板的縱向側(cè)固定在另一塊側(cè)壁板的縱向側(cè)，并重復所述的固定步驟以形成多邊形爐內(nèi)側(cè)壁和/或爐外側(cè)壁。
18.如權(quán)利要求1所述的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，其特征在于，壓坯是團塊或球團。
19.一種轉(zhuǎn)底爐的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)底爐用于由壓坯制造直接還原鐵，其中壓坯是鐵礦或廢氧化鐵與作為還原劑的含碳物質(zhì)的混合物，并且壓坯放置在轉(zhuǎn)底上并在高溫環(huán)境中被還原，從而得到所述的還原鐵，或者所述轉(zhuǎn)底爐用于將轉(zhuǎn)底上的至少一件鋼件在高溫環(huán)境中加熱，所述爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)包括爐外側(cè)壁；以及爐內(nèi)側(cè)壁；其特征在于，爐外側(cè)壁或爐內(nèi)側(cè)壁的至少一個包括位于其中的平部分。
全文摘要
一種轉(zhuǎn)底爐的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)底爐用于由壓坯制造直接還原鐵，其中壓坯是鐵礦或廢氧化鐵與作為還原劑的含碳物質(zhì)的混合物，并且壓坯放置在轉(zhuǎn)底上被還原，或者所述轉(zhuǎn)底爐用于加熱至少一件鋼件，其特征在于轉(zhuǎn)底爐包括爐外側(cè)壁和爐內(nèi)側(cè)壁，其中爐外側(cè)壁和爐內(nèi)側(cè)壁的至少一個是多邊形。在爐側(cè)壁方面，與傳統(tǒng)的圓形外形相比，本發(fā)明的爐側(cè)壁結(jié)構(gòu)可以在較低的制造成本下制造。在制造方面，其制造是容易的，并且所制造的爐側(cè)壁尺寸精度容易調(diào)節(jié)。而且，由此縮短了安裝/建造工作周期，并且降低了安裝/建造成本。
文檔編號F27B1/12GK1653196SQ0381076
公開日2005年8月10日 申請日期2003年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者柴田智明, 嵨真司 申請人:新日本制鐵株式會社