大型竖立型自锁式炉体及具有该炉体的工业炉制造技术

本发明专利技术提供了一种大型竖立型自锁式炉体，自上而下依次分为炉顶、炉体侧壁和炉底，其中，炉体侧壁自上而下分为烟气室扩大段炉体、烟气出口炉体、锥段炉体、下直段炉体四个区段，所述炉体侧壁包括设置在外部的钢外壳和设置在内部的炉衬结构，所述炉衬结构包括保温隔离层和工作层；保温隔离层与工作层的结合面上采用自锁式组合结构形成自锁式组合炉衬。本发明专利技术采用了不同于传统的炉衬建造思想，旨在解决建造高耸巨大体量的炉体时，把炉体的结构和炉衬重新配置，消解由于炉体体量巨大而产生的不安全因素，将炉体侧壁整体化，以提高大型设备的自平衡能力和抗灾害能力。衡能力和抗灾害能力。衡能力和抗灾害能力。

【技术实现步骤摘要】
大型竖立型自锁式炉体及具有该炉体的工业炉


[0001]本专利技术属于耐火材料
，具体涉及一种大型竖立型自锁式炉体及具有该炉体的工业炉。

技术介绍

[0002]大型制酸流态化工业炉炉体的引进于国外技术。在炉体运行中，普遍出现钢外壳与炉衬分离，炉衬变形，硫泄露等问题，且多例出现炉顶、烟道、烟气室扩大段炉衬坍塌，突发事故停产情况。这些情况，说明炉体结构的自稳定性存在着问题。
[0003]工业炉炉体属于特异形状建筑物，兼有专用大型工业炉窑工业炉炉体，属于特异性建筑物，又兼有专用大型热设备的功能。炉体的外形特征为：炉体为密封的中空的由上下二段不同直径的圆柱体组成，中间的是一个正椎体把上下二个圆柱体相连，形成“上大下小”的类似圆形“谷仓”形状。炉体顶部为拱形，四周覆盖在炉体上部圆筒形炉体上部；炉体下部的炉底为圆形平板，与圆筒形下部炉体相连，并且托举着整个炉体自重和运行中的动态荷载。
[0004]整个炉体脱离地面，坐落在基础混凝土环形梁或者基础框架梁上，混凝土基础梁下部是一组高框架式混凝土立柱，深入地面以下数十米，高框架式混凝土立柱下面，是块状混凝土基座。
[0005]大型竖立工业炉的炉体构造，参见图1a和图1b，自上而下依次分为炉顶A、炉体侧壁B，和炉底C三个部分。炉体的外部关联设备，是炉体下部的供料系统和供风系统。供风系统通过简单的缓存设备，将风体稳定均化，改变和控制风体的流向和速度的，形成旋流向炉体供风，以供应炉体工艺过程中需要的氧，和对炉体的物料产生搅拌和物料流动动能。
[0006]在工业炉炉体中，炉顶包括炉顶顶部钢板顶盖、炉顶顶盖下部的钢支架、炉顶保温层、炉顶工作层、炉顶拱脚梁五个构件。炉体侧壁，包括烟气室扩大段炉体B1、炉体锥段炉体B2、下直段炉体B3和烟气出口B4四个区段的连续构件。炉底为金属结构系统，在炉子的见火面有耐火材料炉衬。
[0007]以现在普遍使用和运行着的国外引进技术的竖式工业炉，出现了在运行一段时间后所发生的炉体偏移和烟气的泄露，是在我国从国外引进技术的当时，炉体比较小，设计者在对炉顶结构受力系统的设计和砖砌炉衬设计模式上，存在着设计思想上是遗漏和偏差。这些问题如果不解决，是无法炉体在运行中发生的炉体变形和烟气泄露的问题的。这些情况在大而高的炉型和超大型炉体上表现的更加突出。现今，工业炉的体量普遍以超高大型和超大型为主。以一个可供15
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20万吨/年以上电解锌的焙砂原料的炉体为例，炉体突出地面高度为 36米左右，炉体上部烟气室扩大段直径为Φ22米以上，炉体重量近3000吨，不改变炉衬设计思想，仅仅保持炉体稳定的600
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700吨的炉顶构件，就使炉体不堪重负。
[0008]传统的炉墙结构是钢外壳包裹砖砌炉衬。炉墙结构依次为：炉体钢外壳、轻质保温砖砌体，重质耐火砌体。在筒体钢外壳内侧的流化床区段底部、锥段底部和烟气室扩大段底部有四道钢托圈，分别托举三个区段的保温砖和耐火砖炉衬的重量。最上部的钢托圈托举
了整个炉顶。在这种炉体受力系统中，炉体钢外壳不但承担了所有炉体侧壁耐火炉衬的重量，还承担了炉顶所有的包括钢构件的重量和拱形炉顶对钢外壳的斜推力。在高温下，炉体钢外壳由于和耐火炉衬膨胀率不同而分离，使砖砌炉衬和钢外壳部分丧失了相互支撑的作用，砖砌炉衬松散变形开裂使炉衬失去密闭性而透火，使钢外壳温度升高刚性下降。这种现象在炉体侧壁上部展现的更为突出，而且炉体越大这种表现越明显。而扩大段炉衬上部炉体侧壁炉衬分离的恶果不但使炉体含硫烟气外泄，而且炉体上部沉重的炉顶对侧墙的产生的负荷也造成了对炉体的力学结构稳定性的破坏。在大型或超大型工业炉中，炉顶构件重量是炉体下部流化床区段侧墙重的4至 5倍，炉顶加烟气室扩大段的炉衬重量合计是锥段加流化床段重量的1.5倍以上，这样一种上大下小、头重脚轻的结构和荷重模式，不但容易使炉墙烟气出口的炉墙变形炉顶滑移，而且也使炉体侧壁的下部除了承担自身部位的静荷重、物料流束的流动负荷和高磨损之外，还承担着上部的炉体以及炉顶沉重的荷载和惯性扭矩，使炉体下部流化床区段炉衬更容易损坏。
[0009]为了解决炉衬的整体强度和密闭性问题，专利技术人已进行了多年的潜心研究，已先后申请了多件专利，包括申请号为01262210.9、名称为“沸腾工业炉新型炉体结构”，申请号为200710055130.5、名称为“大面积风口区流态化工业炉耐火炉衬”，以及申请号为200710055127.3、名称为“流态化工业炉球拱形炉顶及其成形方法”，这些专利集中于解决大型流化床工业炉的炉衬加强加固和炉顶整体化问题，还没有进行这个炉体系统的力学结构分析和从根本上解决大型流态化工业炉的炉顶对炉墙的推移和炉顶荷重在炉墙上的分解、炉衬分离、烟道变形、烟气泄露和大型、高耸型炉体运行中的抗灾害等问题。本专利旨在解决在大而高耸型或特大型工业炉的炉体炉衬上的炉体耐火炉衬松散和钢外壳分离的问题，和解决巨大沉重的炉顶对炉体上部的斜向推力使钢外壳上部向外膨胀变形的问题，以及炉体长期安全稳定运行和防止烟气泄露的问题，使炉体整体化，能够结实而具有柔性，提高炉体的抗灾害性，延长炉子的工作寿命。

技术实现思路

[0010]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种大型、超大型自锁式工业炉炉体及具有该炉体的工业炉，解决现有技术大型、超大型工业炉功能性及稳定性不足，容易发生硫泄露，以及炉衬容易变形、破损且更换和修补困难的问题。利用本专利技术建造的高耸巨大体量的炉体，在长期高负荷运行中，不会产生炉体分离震荡松散、不会由于沉重的炉顶对侧壁的不平衡推移使炉壁变形，炉体高温运行中不会产生与工艺运行频率共振，提高了对突发事件抗灾害能力。
[0011]为达到上述目的，本专利技术提供一个技术方案：
[0012]大型自锁式工业炉炉体，自上而下依次分为炉顶、炉体侧壁和炉底，其中，炉体侧壁自上而下分为烟气室扩大段炉体、烟气出口炉体、锥段炉体、下直段炉体四个区段，所述炉体侧壁包括设置在外部的钢外壳和设置在内部的炉衬结构，所述炉衬结构包括保温隔离层和工作层；保温隔离层与工作层的结合面上采用相互搭接且不可后退分离的的一体式组合结构形成自锁式组合炉衬。
[0013]优选的，在所述自锁式组合炉衬中，埋设有金属锚固构件，所述金属锚固构件与炉体钢外壳相连，将钢外壳与自锁式组合炉衬有效联合，钢外壳、保温隔离层、耐火混凝土工
作层形成三明治式的强
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弱
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强配置的一体结构。
[0014]优选的，所述工作层为耐火混凝土工作层；保温隔离层为轻质多孔体、纤维材料、多孔散状材料砌块、或者现场制作的各种形状的低于耐火混凝土工作层导热性能的层结构。
[0015]优选的，炉体高负荷高磨损段的炉衬结构分为三层：保温隔离层、中心耐火支撑工作层和高强耐火混凝土防磨见火面工作层。
[0016]优选的，炉体锥段的炉衬结构下部设置有高强防磨瓷面工作层。
[0017]优选的，在炉体上的各开放式孔口，设置密封环。
[0018]优选的，炉顶自下而上分为炉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大型竖立型自锁式炉体，自上而下依次分为炉顶、炉体侧壁和炉底，其中，炉体侧壁自上而下分为烟气室扩大段炉体、烟气出口炉体、锥段炉体、下直段炉体四个区段，其特征在于，所述炉体侧壁包括设置在外部的钢外壳和设置在内部的炉衬结构，所述炉衬结构包括保温隔离层和工作层；保温隔离层与工作层的结合面上采用相互搭接且不可后退分离的的一体式组合结构形成自锁式组合炉衬；炉顶自下而上分为炉顶工作层、炉顶保温层、炉顶钢支撑构件和炉顶钢外壳，以及炉顶托举梁；对炉顶的支护形式为托举性支撑和悬吊性支撑相结合的双力学支护结构。2.根据权利要求1所述的大型竖立型自锁式炉体，其特征在于，炉顶设置于炉体侧壁上，炉顶对炉体侧壁以正压力形式出现；在炉顶上设置同一热力场的悬挂系统，对炉顶中心进行锁定，并且对炉顶平坦部位进行辅助悬吊提拉。3.根据权利要求1所述的大型竖立型自锁式炉体，其特征在于，所述托举性支撑为：炉顶托举梁被炉体侧壁上部钢外壳所分割，使炉顶及托举梁一部分设置在炉体侧壁之外，由炉体外设置的第二支撑系统进行支撑，另一部分炉顶托举梁设置在炉体侧壁的炉墙上端，由炉体外的第二支撑系统和炉体侧壁炉墙以及炉体侧壁钢外壳共同承担炉顶负荷。4.根据权利要求1所述的大型竖立型自锁式炉体，其特征在于，在所述炉顶托举梁对应炉体钢外壳的高度位置，对炉体上部的炉体钢外壳周圈切割开口若干处，开口位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朝侠，黄河，
申请(专利权)人：黄河，
类型：发明
国别省市：