CN115605717A - 冶金炉及其绑定系统 - Google Patents

Abstract

一种冶金炉的绑定系统。该冶金炉包括炉壳(10)，该炉壳具有沿竖直方向延伸且在周向方向彼此相邻拼接的多个壳单元(11)，所述绑定系统包括：弹性装置，该弹性装置设置于所述炉壳(10)的外周面上，用于对该炉壳(10)施加径向方向的弹性约束力；和限位装置，该限位装置分布设置于所述相邻壳单元之间的竖直接缝(12)之间，不对所述炉壳(10)的径向收缩进行限制，而仅限制所述炉壳(10)的径向膨胀。根据本申请的技术方案，无需操作人员的介入来调整钢缆长度，从而实现全自动的绑定系统。

Description

冶金炉及其绑定系统

技术领域

本申请涉及冶金领域，更具体地说，涉及一种冶金炉及其绑定系统。

背景技术

冶金炉的基本结构主要包括炉壳、由炉壳限定形成并用于设置电极的炉腔、封盖在炉壳顶部的炉盖。由于冶金炉在工作时温度非常高，因此炉壳会由于热胀冷缩而在径向方向上高温时向外膨胀而低温时向内回缩的趋势。为了在确保炉壳整体结构强度的基础上，补偿这种热胀冷缩的变化，通常在炉壳外侧设置有绑定系统。

例如，本申请的发明人此前在WO 2015089622 A1中提出了一种绑定系统，其中该绑定系统主要包括围绕炉壳的钢缆，每条钢缆首尾连接有拉伸弹簧。当炉壳的径向向外的膨胀量超过拉伸弹簧的承受能力时，可以调节钢缆的长度；而当炉壳的径向向外的膨胀量不超过弹簧的最大伸长率时，绑定系统自动实现对炉壳的收紧功能。

虽然这种绑定系统在弹簧承受能力范围内能自动实现对炉壳的弹性束缚的功能，以迎合其径向方向的膨胀和收缩，然而其仍然在炉壳移动大于弹簧承受能力时需要操作人员手动调节。

因此，如何提供一种无需操作人员介入来调整钢缆长度的绑定方案，成为本领域需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种冶金炉的绑定系统，该绑定系统无需操作人员的人工介入来调整钢缆长度，从而实现全自动的绑定系统。

根据本申请，提出了一种冶金炉的绑定系统，该冶金炉包括炉壳，该炉壳具有沿竖直方向延伸且在周向方向彼此相邻拼接的多个壳单元，所述绑定系统包括：弹性装置，该弹性装置设置于所述炉壳的外周面，用于对该炉壳施加径向方向的弹性约束力；和限位装置，该限位装置分布设置于所述相邻壳单元之间的竖直接缝之间，不对所述炉壳的径向收缩进行限制，而仅限制所述炉壳的径向膨胀。该限位装置可以防止炉壳过度膨胀，超过弹性装置的限度而产生弹性疲劳。

优选地，所述限位装置包括：第一限位凸起，该第一限位凸起在一个壳单元的外周面上径向向外突出；第二限位凸起，该第二限位凸起在另一相邻的壳单元的外周面上径向向外突出，所述第一限位凸起和第二限位凸起彼此相邻且分别位于所述壳单元之间竖直接缝的两侧；和限位件，该限位件安装在所述第一限位凸起和第二限位凸起上，用于限制所述第一限位凸起和第二限位凸起在周向方向上的相对距离。

优选地，所述限位件与所述第一限位凸起和第二限位凸起中的一者相对固定设置，用于限制第一限位凸起和第二限位凸起中的另一者在周向方向上的移动幅度。

优选地，所述限位件挂设在所述第一限位凸起和第二限位凸起上，与所述壳单元均不相对固定设置。

优选地，所述限位件包括：挂设部，该挂设部位于所述第一限位凸起和第二限位凸起的上方，并由所述第一限位凸起和第二限位凸起支撑；和第一止挡部和第二止挡部，该第一止挡部和第二止挡部在周向方向上彼此相对并由所述挂设部固定连接，所述第一止挡部和第二止挡部在周向方向上分别位于所述第一限位凸起和第二限位凸起的周向外侧，用于止挡所述第一限位凸起和第二限位凸起在周向方向上的移动。

优选地，所述限位件包括：盖板，该盖板与所述第一止挡部和第二止挡部固定连接，并位于所述第一限位凸起和第二限位凸起的径向外侧。

优选地，所述限位件包括：引导部，该引导部与所述第一止挡部和第二止挡部固定连接，并位于所述第一限位凸起和第二限位凸起的下方。

优选地，所述挂设部与所述引导部之间形成引导所述第一限位凸起和第二限位凸起在周向方向上移动的引导槽。

优选地，所述挂设部、第一止挡部、第二止挡部、盖板和引导部形成为一体制成的构件。

优选地，所述挂设部与所述第一限位凸起和第二限位凸起之间设置有防脱落结构。

优选地，所述相邻壳单元之间的竖直接缝的水平截面形状为直线形或折线形。

优选地，所述弹性装置包括：第一固定块，该第一固定块固定设置在一个壳单元的外周面上；第二固定块，该第二固定块固定设置在另一相邻的壳单元的外周面上，所述第一固定块和第二固定块彼此相邻且分别位于所述壳单元之间竖直接缝的两侧；和弹簧件，该弹簧件为拉伸弹簧且连接在第一固定块和第二固定块之间。

优选地，所述弹性装置包括：拉力传递元件，该拉力传递元件首尾相接地沿周向方向布置在所述炉壳的外周面上，所述拉力传递元件的两端分别设置有连接座；和弹簧件，该弹簧件为拉伸弹簧且连接在相邻的两个连接座之间。

优选地，所述拉力传递元件可以为钢缆或弧形连接件。

优选地，所述壳单元的外周面上设置有支撑座，所述拉力传递元件由该支撑座径向向外且定位地支撑。

优选地，所述支撑座设置有可旋转的支撑轴，所述拉力传递元件由该支撑轴可转动地支撑。

本申请还提供了一种冶金炉，该冶金炉具有上述绑定系统。

根据本申请的技术方案，在周向方向彼此相邻拼接的多个壳单元形成冶金炉的炉壳，并通过弹性装置对该炉壳施加径向方向的弹性约束力，在炉壳的径向向外时，分布设置于相邻壳单元之间的竖直接缝之间的限位装置在达到弹性元件的承载能力的极限时限制炉壳的径向膨胀，从而无需操作人员的介入，就能够维持弹性装置的约束能力，进而实现全自动的绑定系统。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：

图1为本申请一种优选实施方式的冶金炉及其绑定系统的示意图；

图2a至图2c为图1所示的冶金炉及其绑定系统在其限位件位置的不同水平截面放大图；

图3为图1所示的冶金炉及其绑定系统的限位件的一种优选实施方式的立体示意图；

图4为图1所示的冶金炉及其绑定系统在其一种弹性装置位置的俯视放大图；

图5为本申请另一种优选实施方式的冶金炉及其绑定系统的示意图；

图6为图5所示的冶金炉及其绑定系统的另一种弹性装置的示意图；

图7为图5所示的冶金炉及其绑定系统在其支撑座位置的俯视放大图；

图8为图7的A-A剖视图；

图9为本申请优选实施方式的冶金炉的相邻壳单元之间的竖直接缝的俯视放大图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。

冶金炉在工作时，由于炉膛内温度的变化会导致炉体的膨胀，传统上如在WO2015089622 A1中的方案是通过围绕炉体的钢缆和连接钢缆的弹簧以实现对炉体膨胀的限制，但在炉体膨胀范围超过弹簧弹性伸长量的情况下，需要人工介入以调节钢缆的长度，难以实现完全自动化的冶金炉绑定手段。有鉴于此，本申请提供了一种基于分段式炉壳的冶金炉的绑定系统。

如图1所示，所述冶金炉包括炉壳10，该炉壳10内设置有用于形成冶金炉炉腔的炉壁(未图示)。在本申请中，对于炉壁和炉腔的结构并无限定，而可采用传统已有的结构方式，例如可以将本申请发明人此前提出的WO 2015089622A1的技术特征纳入到本申请的说明书中来。为了适应于冶金炉工作时温度变化而在结构上的热胀冷缩，炉壳10具有沿竖直方向延伸且在周向方向彼此相邻拼接的多个壳单元11。为了控制壳单元11在径向方向上向内和向外的变化，本申请利用冶金炉的绑定系统实现对炉壳10自动化的约束和控制，在正常工作状态下几乎无需操作人员的人工介入即可实现。

所述绑定系统包括：弹性装置和限位装置。其中，该弹性装置设置于炉壳10的外周面，用于对该炉壳10施加径向方向(尤其是向内的)的弹性约束力，用于使炉壳10的各个壳单元11保持整体的完整性。每个弹性装置能够基于其承重能力伸长到最大长度。满足炉壳的周向长度的预计总伸长量所需的弹性装置的数量决定了所需的壳单元的数量。为了确保每个弹性装置的伸长量不超出其承重能力，设置用于限制弹性装置的最大伸长量的限位装置。限位装置分布设置于相邻壳单元11之间的竖直接缝12之间，不对炉壳10的径向收缩进行限制，而仅限制炉壳10的径向膨胀。也就是说，当冶金炉处于高温工作状态下而具有向外膨胀的趋势时，炉壳会自动地受到限位装置的限制而不会超过径向向外膨胀的极限。

具体来说，冶金炉在受热膨胀的情况下会使彼此相邻拼接的多个壳单元11之间彼此远离。此时，绑定系统的弹性装置作用于多个壳单元11之间，使之产生对冶金炉的约束力，达到限制冶金炉膨胀的效果。而限位装置的作用，一方面在于防止壳单元11之间的某一个或几个竖直接缝12的扩张量过大，另一方面对炉壳10整体的膨胀提供限制，将炉壳10的涨开最大范围限定在弹性装置的最大弹性浮动量以内，从而能够有效提高绑定系统的使用寿命，使绑定系统在弹性装置的最大弹性浮动范围内工作，无需操作人员的介入，就能够可靠维持弹性装置的约束能力，进而实现全自动的绑定系统。而且，在本申请的技术方案中，弹性装置与限位装置分别设置，从而能够避免传统上如WO 2015089622 A1中利用钢缆来实现弹性地限位的局限，既能实现限制径向膨胀的弹性力，又能够实现对最大径向膨胀程度的限制。

限位装置可以为连接于相邻的壳单元11之间的绳索、金属链或仅限定最大距离的锁扣等。优选情况下限位装置为具有方便拆卸维护的结构。作为一种优选实施方式，如图2a、图2b、图2c和图3所示，限位装置基本上为具有两个止挡部的矩形环。例如，第一止挡部21插入钻设在一个壳单元上的孔内。所述孔可以钻穿或不钻穿炉壳。止挡部21从炉壳的外周表面径向向外突出。第二止挡部22分别安装在横跨间隙12相邻的炉壳上。矩形环23的中部开设槽，该槽的宽度允许止挡部穿过并且所述槽具有如图2b和图2c所示的半圆形两端或如图3所示的方形两端。所述槽的总长度允许炉壳的最大伸长量。初期，壳单元紧密地保持在一起而不具有实际间隙。矩形环23通过两个止挡部21和22设置在炉壳表面上。在止挡部和矩形环23的侧部之间具有间隙，该间隙限定了冶金炉加热并膨胀时壳单元的最大移动范围，也即最大间隙12。

在本申请的冶金炉的绑定系统中，相邻壳单元11之间的竖直接缝12的水平横截面可以是直线形(图2a)或折线形(图2b和图2c)。直线形的竖直接缝12可以垂直或不垂直于壳单元11的周向延伸方向。折线形优选为n形、图9所示的z形或其他折线形，从而增强相邻壳单元11之间在拼接状态下的密封性并进一步改善所述绑定系统的可靠性。另外，在弯曲的折线形的优选情况下，当壳单元11径向向外膨胀时，壳单元11之间的密封性仍然被至少保持在一定程度。可以在两个表面之间提供润滑剂以改善密封。

根据本申请的任意前述实施方式的冶金炉的绑定系统，弹性装置可以是现有技术中使用的弹性装置，或者优选是无需人工接入调节的更简单的弹性装置。

如图1和图4所示，本申请的弹性装置优选包括第一固定块41、第二固定块42和拉伸弹簧类型的弹簧件43。该第一固定块41固定设置在一个壳单元11的外周面上；第二固定块42固定设置在另一相邻的壳单元11的外周面上，第一固定块41和第二固定块42彼此相邻且分别位于壳单元11之间竖直接缝12的两侧；弹簧件43连接在第一固定块41和第二固定块42之间，在相邻的壳单元11之间提供使之相互靠近的弹性力。弹簧件43可以为能够满足弹性力要求的非金属弹性材质的弹性件，或优选为金属材质的拉伸弹簧。如图4所示，第一固定块41和第二固定块42优选通过可拆卸的安装方式(如螺纹安装、铆钉安装、卡扣或卡槽安装等)安装于壳单元11上，从而便于绑定系统中各部件的更换或维护。相邻的任意两个壳单元11沿其竖直接缝12的延伸方向设置有至少一个所述弹性装置，优选均匀分布有多个弹性装置。

根据本申请另一实施方式的弹性装置，无需安装于炉壳10上，也能够实现对炉壳10的弹性约束功能。如图5和图6所示，该弹性装置包括拉力传递元件50和弹簧件52。该拉力传递元件50首尾相接地沿周向方向布置在炉壳10的外周面上，拉力传递元件50的两端分别设置有连接座51，该拉力传递元件50可以为金属或非金属材质的非弹性绳索，优选为钢缆或弧形的连接件(如弧形的钢构件)。弹簧件52连接在相邻的两个连接座51之间，该弹簧件52可以为能够满足弹性力要求的非金属弹性材质的弹性件，或优选为金属材质的拉伸弹簧。围绕所述炉壳10的弹性装置可以包括至少一个拉力传递元件50和至少一个弹簧件52，优选地，多个拉力传递元件50和多个弹簧件52通过连接座51首尾相连以形成围绕所述炉壳10一周的弹性装置。基于弹簧件52的承重能力，弹簧件52的数量决定了壳单元的数量。优选地，优选在竖直方向设置有多个弹性装置，以在不同高度上对炉壳10施加均匀的弹性约束力。

为减少或避免所述拉力传递元件50与炉壳10的壳单元11之间接触磨损，壳单元11的外周面上优选设置有多个支撑座53，拉力传递元件50由该支撑座53径向向外且定位地支撑，从而使拉力传递元件50在炉壳10的径向方向上与壳单元11保持隔离。支撑座对拉力传递元件50的定位支撑，主要目的是确保拉力传递元件50在炉壳的周向方向上均匀分布设置于炉壳外周面。例如，在支撑座上可设置有沟槽，用于布置钢缆，从而在安装过程中不受力时可以支撑钢缆不落下。优选如图5、图7和图8所示，支撑座53设置有可旋转的支撑轴54，拉力传递元件50由该支撑轴54支撑，进而减少或避免所述拉力传递元件50与支撑座53之间的接触磨损，提高拉力传递元件50的使用寿命。

在本申请提供的冶金炉及其绑定系统中，可以采用上述任一种实施方式的弹性装置提供对炉壳10的弹性约束力，也可以同时将上述实施方式的弹性装置结合应用于同一炉壳10上。根据优选实施方式的冶金炉及其绑定系统，形成炉壳10的壳单元11除在周向方向彼此相邻拼接外，还可以在竖直方向上分段设置。因此，如图1所示，根据冶金炉不同高度位置工作时膨胀情况的不同在不同竖直分段的壳单元11上采用不同的弹性装置和/或限位装置，从而提高绑定系统对不同冶金炉的适用性。本申请的冶金炉及其绑定系统根据实际工况环境，采用不同实施方式的弹性装置和/或限位装置，无需操作人员的介入，就能够维持对炉体膨胀的自动化绑定约束能力。

以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本申请所公开的内容。

Claims (18)

1.冶金炉的绑定系统，该冶金炉包括炉壳(10)，该炉壳(10)具有沿竖直方向延伸且在周向方向彼此相邻拼接的多个壳单元(11)，

所述绑定系统包括：

弹性装置，该弹性装置设置于所述炉壳(10)的外周面上，用于对该炉壳(10)施加径向方向的弹性约束力；和

限位装置，该限位装置分布设置于所述相邻壳单元(11)之间的竖直接缝(12)之间，不对所述炉壳(10)的径向收缩进行限制，而仅限制所述炉壳(10)的径向膨胀。

2.根据权利要求1所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述限位装置包括：

第一限位凸起(21)，所述第一限位凸起(21)从一个壳单元(11)的外周面径向向外突出；

第二限位凸起(22)，所述第二限位凸起(22)从另一相邻的壳单元(11)的外周面径向向外突出，所述第一限位凸起(21)和第二限位凸起(22)彼此相邻且分别位于所述壳单元(11)之间竖直接缝(12)的两侧；和

限位件(23)，该限位件(23)安装在所述第一限位凸起(21)和第二限位凸起(22)上，用于限制所述第一限位凸起(21)和第二限位凸起(22)在周向方向上的相对距离。

3.根据权利要求2所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述限位件(23)与所述第一限位凸起(21)和第二限位凸起(22)中的一者相对固定设置，用于限制第一限位凸起(21)和第二限位凸起(22)中的另一者在周向方向上的移动幅度。

4.根据权利要求2所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述限位件(23)挂设在所述第一限位凸起(21)和第二限位凸起(22)上，与所述壳单元(11)均不相对固定设置。

5.根据权利要求4所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述限位件(23)包括：

挂设部(233)，该挂设部(233)位于所述第一限位凸起(21)和第二限位凸起(22)的上方，并由所述第一限位凸起(21)和第二限位凸起(22)支撑；和

第一止挡部(231)和第二止挡部(232)，该第一止挡部(231)和第二止挡部(232)在周向方向上彼此相对并由所述挂设部(233)固定连接，所述第一止挡部(231)和第二止挡部(232)在周向方向上分别位于所述第一限位凸起(21)和第二限位凸起(22)的周向外侧，用于止挡所述第一限位凸起(21)和第二限位凸起(22)在周向方向上的移动。

6.根据权利要求5所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述限位件(23)包括：盖板(234)，该盖板(234)与所述第一止挡部(231)和第二止挡部(232)固定连接，并位于所述第一限位凸起(21)和第二限位凸起(22)的径向外侧。

7.根据权利要求5或6所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述限位件(23)包括：引导部(235)，该引导部(235)与所述第一止挡部(231)和第二止挡部(232)固定连接，并位于所述第一限位凸起(21)和第二限位凸起(22)的下方。

8.根据权利要求7所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述挂设部(233)与所述引导部(235)之间形成引导所述第一限位凸起(21)和第二限位凸起(22)在周向方向上移动的引导槽(236)。

9.根据权利要求7所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述挂设部(233)、第一止挡部(231)、第二止挡部(232)、盖板(234)和引导部(235)形成为一体制成的构件。

10.根据权利要求5所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述挂设部(233)与所述第一限位凸起(21)和第二限位凸起(22)之间设置有防脱落结构。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述相邻壳单元(11)之间的竖直接缝(12)的水平截面形状为直线形或折线形。

12.根据权利要求1-10中任意一项所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述弹性装置包括：

第一固定块(41)，该第一固定块(41)固定设置在一个壳单元(11)的外周面上；

第二固定块(42)，该第二固定块(42)固定设置在另一相邻的壳单元(11)的外周面上，所述第一固定块(41)和第二固定块(42)彼此相邻且分别位于所述壳单元(11)之间竖直接缝(12)的两侧；和

弹簧件(43)，该弹簧件(43)为拉伸弹簧且连接在第一固定块(41)和第二固定块(42)之间。

13.根据权利要求1-10中任意一项所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述弹性装置包括：

拉力传递元件(50)，该拉力传递元件(50)首尾相接地沿周向方向布置在所述炉壳(10)的外周面上，所述拉力传递元件(50)的两端分别设置有连接座(51)；和

弹簧件(52)，该弹簧件(52)为拉伸弹簧且连接在相邻的两个连接座(51)之间。

14.根据权利要求13所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述拉力传递元件(50)为钢缆或弧形连接件。

15.根据权利要求13所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述壳单元(11)的外周面上设置有支撑座(53)，所述拉力传递元件(50)由该支撑座(53)径向向外且定位地支撑。

16.根据权利要求15所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述支撑座(53)设置有可旋转的支撑轴(54)，所述拉力传递元件(50)由该支撑轴(54)可转动地支撑。

17.根据权利要求1所述的冶金炉的绑定系统，其中，所述相邻壳单元(11)之间的竖直接缝(12)的水平截面形状为弯折的线型。

18.冶金炉，其中，该冶金炉包括权利要求1-17中任意一项所述的绑定系统。

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