CN214881638U - 用于熔融还原炉的烟道 - Google Patents

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张冠琪
韩军义
陈庆孟
张晓峰
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Shandong Molong Petroleum Machinery Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种用于熔融还原炉的烟道,包括烟道入口段和烟道主体,烟道入口段的一端与熔融还原炉的炉顶侧壁相连接,烟道入口段的另一端与烟道主体相连接;烟道入口段的中心线与熔融还原炉的中心线位于同一平面,烟道入口段与水平面之间的夹角为5°至20°且朝向熔融还原炉的顶部翘起。本实用新型通过将烟道朝向熔融还原炉顶部翘起,且夹角设置为5°至20°,使得熔融还原炉内部的烟气与烟道入口段之间的冲击变为冲刷,降低烟气对于烟道入口段的磨损。

Description

用于熔融还原炉的烟道
技术领域
本实用新型属于冶金设备技术领域,具体提供了一种用于熔融还原炉的烟道。
背景技术
熔融还原技术作为钢铁行业前沿的冶金新技术,目前已经实现了连续工业化运行,熔融还原炉为60-100Kpa的正压压力容器,具有烟气量大、流速快的特点,因此需要设置烟道对冶炼钢铁过程中产生的高温烟气进行收集与冷却,在冶金过程中占有十分重要的地位。
但是,现有的用于冶金的开口的烟道系统,其结构设计和材料选型并不适用于熔融还原炉的高压环境,熔融还原炉所产生的烟气中携带有大量灰分、粉尘等颗粒物,会对烟道的内壁产生严重的磨损,且高温颗粒物会附着在烟道入口内壁形成熔融态物质,造成阻塞。另外,现有的烟道系统容易造成烟气从开口处泄露,发生安全隐患。
实用新型内容
为了解决现有技术中的上述问题,即为了解决烟气对烟道内壁产生严重磨损的技术问题,本实用新型提供了一种用于熔融还原炉的烟道,包括烟道入口段和烟道主体,所述烟道入口段的一端与所述熔融还原炉的炉顶侧壁相连接,所述烟道入口段的另一端与所述烟道主体相连接;
所述烟道入口段的中心线与所述熔融还原炉的中心线位于同一平面,所述烟道入口段与水平面之间的夹角为5°至20°且朝向所述熔融还原炉的顶部翘起。
优选的,所述烟道入口段在与所述熔融还原炉连接的部分设置有密封装置,所述密封装置位于所述烟道入口段轴向方向上的中间位置,所述密封装置提供给所述烟道入口段朝向轴心方向上的约束力,使得所述烟道入口段与所述熔融还原炉的炉顶侧壁密贴合。
优选的,所述烟道还包括冷却液管路,所述冷却液管路设置于所述烟道的内部,且所述冷却液管路与所述烟道的内侧壁相贴合,所述冷却液管路为双回路结构且沿所述烟道的内侧壁周向呈螺旋状分布。
优选的,所述冷却液管路包括相互独立设置的第一冷却液管路和第二冷却液管路,所述第一冷却液管路设置于所述烟道的上半管壁,所述第二冷却液管路设置于所述烟道的下半管壁。
优选的,所述第一冷却液管路的直径设置为120-300mm,所述第一冷却液管路的外壁上沿轴向方向设置有肋板,所述肋板通过焊接的方式与所述烟道进行焊接固定,使得所述第一冷却液管路固定于所述烟道的上半管壁。
优选的,所述冷却液管路与外设于所述熔融还原炉的强制循环泵相连接,所述强制循环泵为所述冷却液管路提供不小于2000m3/h的冷却液流量。
优选的,所述烟道入口段和所述烟道主体的内部还铺设有耐火材料,所述耐火材料与所述冷却液管路的外侧壁相切,且所述耐火材料与所述烟道共同夹持所述冷却液管路。
优选的,所述耐火材料与所述烟道采用锚固钉进行固定。
优选的,所述烟道入口段与所述烟道主体的直径设置为4.2-5.2m。
优选的,所述烟道主体的外周沿径向间隔设置有若干加强筋板,所述加强筋板的内径设置为4.2-5.2m,所述加强筋板的外径设置为4.5-5.5m。
本领域技术人员能够理解的是,本实用新型前述的用于熔融还原炉的烟道至少具有如下有益效果:
1、通过将烟道入口段的中心线与熔融还原炉的中心线设置于同一水平面,使得烟道入口段两侧的熔融还原炉相对称,进而使得熔融还原炉内部对称两侧的烟气能够均等的进入烟道入口段,避免熔融还原炉内部远离烟道入口段的一侧出现烟气淤积,难以排除的现象发生。
另外,通过将烟道入口段与水平面之间的夹角设置为5°至20°,且烟道入口段朝向熔融还原炉的顶部翘起,使得熔融还原炉内部的烟气与烟道入口段之间的冲击角度减小5°至20°,将烟气与烟道入口段之间的冲击转变为冲刷,减少烟气对烟道入口段的磨损,延长烟道的使用寿命。进一步地,烟道入口段与水平面之间的夹角设置为5°至20°并向熔融还原炉的顶部翘起,有利于熔融还原炉内部产生的高温熔融态灰分从烟道内部倒流回熔融还原炉中,防止高温熔融态灰分由于自身重力落于烟道内壁,长时间淤积而造成烟道堵塞的现象。
2、通过在烟道入口段的外周设置密封装置,并将密封装置设置于烟道入口段轴向方向上的中间位置,使得烟道入口段安装于熔融还原炉的侧壁时,密封装置为烟道入口段提供朝向轴心方向上的约束力,将烟道入口段与熔融还原炉的炉体侧壁紧密连接,当熔融还原炉内部压力较大时,避免出现烟气自连接处外漏,保证生产的安全性。另外,密封装置通过向烟道入口段提供朝向轴心方向上的力,降低烟道入口段的轴向载荷,避免发生强度破坏。
另外,密封装置设置烟道入口段的中间位置,使得密封装置能够同等效力地对烟道入口段的两侧进行固定,降低出现密封装置设置于烟道入口段的一端时,导致烟道入口段远离密封装置的一端在自身重力的影响下出现轻微翘起的风险。
3、通过在烟道内部设置冷却液管路,将冷却液管路设置为双回路结构并沿烟道内壁的周向呈螺旋状分布,并使冷却液管路与烟道的内侧壁相贴合,使得冷却液管路能够整体覆盖烟道的内侧壁,增加了冷却液管路在烟道内侧壁的覆盖面积。
4、通过将冷却液管路设置为相互独立的第一冷却液管路和第二冷却液管路,并使第一冷却液管路设置于烟道的上半管壁,第二冷却液管路设置于烟道的下半管壁。使得第一冷却液管路单独对烟道的上半管壁进行冷却降温,第二冷却液管路对烟道的下半管壁进行冷却降温。通过上述设置方式,能够根据实际生产情况,对冷却液管路的冷却效果进行单独的调节,更加的灵活可控,提高装备寿命。并且当其中一个冷却液管路出现破损需要更换时,无需进行全部更换,降低了维修成本。
5、通过将冷却液管路连接强制循环泵,并使该强制循环泵为冷却液管路提供2000m3/h的冷却液流量,能够使冷却液管路内的冷却液维持在较高的流速,使得低温冷却液替换被加热的冷却液,使得冷却液管路维持在较低的温度,保证对烟气的冷却效果。
附图说明
下面参照附图来描述本实用新型的部分实施例,附图中:
图1是本实用新型用于熔融还原炉的烟道的结构示意图;
图2是本实用新型烟道的剖视图;
图3是本实用新型冷却液管路的一种优选实施方式。
附图标记列表:
A、夹角;100、熔融还原炉;200、烟道;210、烟道入口段;211、密封装置;220、烟道主体;300、冷却液管路;310、强制循环泵;320、第一冷却液管路;321、肋板;330、第二冷却液管路;400、耐火材料;410、锚固钉; 500、加强筋板。
具体实施方式
本领域技术人员应当理解的是,下文所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是本实用新型的全部实施例,该一部分实施例旨在用于解释本实用新型的技术原理,并非用于限制本实用新型的保护范围。基于本实用新型提供的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例,仍应落入到本实用新型的保护范围之内。
需要说明的是,在本实用新型的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“顶部”“底部”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,还需要说明的是,在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1所示,在本公开的优选实施例中,用于熔融还原炉100的烟道200 包括烟道入口段210和烟道主体220,烟道入口段210连接烟道主体220和熔融还原炉100的炉顶侧壁,烟道入口段210的中心线与熔融还原炉100的中心线位于同一平面,烟道入口段210与水平面之间的夹角A为5°至20°,且朝向熔融还原炉100的顶部翘起,本实用新型通过限定烟道入口段210安装于熔融还原炉100的炉体侧壁时与水平面之间的夹角A,并将夹角A限定于5°至20°,能够使得熔融还原炉100内的烟气流场分布较为均衡。
由于熔融还原炉100相较于现有的普通高炉会产生更多的烟气与灰分,当大量烟气需要从熔融还原炉100内部排出时,若烟道入口段210的角度设置不合理,将会加大烟气与烟道入口段210之间的冲击与摩擦,本实用新型经过烟道流场模拟计算,将烟道入口段210与水平面之间的夹角A设置为5°至20°,且烟道入口段210朝向熔融还原炉100的顶部翘起,使得熔融还原炉100内部的烟气与烟道入口段210之间的冲击角度减小5°至20°,将烟气与烟道入口段210之间的冲击转变为冲刷,减少烟气对烟道入口段210的磨损,延长烟道200的使用寿命。
继续参照图1,烟道入口段210的外周设置有密封装置211,并将密封装置211设置于烟道入口段210轴向方向上的中间位置。密封装置211提供给烟道入口段210朝向轴心方向上的约束力,使得烟道入口段210与熔融还原炉100 的侧壁紧密贴合。本领域技术人员可以理解的是,当烟道入口段210安装于熔融还原炉100的炉体侧壁时,密封装置211环绕烟道入口段210并为其提供朝向轴心方向上的约束力,避免出现熔融还原炉100内部压力较大时,炉体侧壁与烟道入口段210之间产生缝隙,出现烟气自连接处外漏。另外,密封装置211通过向烟道入口段提供朝向轴心方向上的力,降低烟道入口段210的轴向载荷,避免发生强度破坏。
作为一种优选的实施方式,本实用新型所采用的密封装置211为波纹管膨胀节,由于波纹管膨胀节具有管道变形应力小,安装简单且具有优秀的抗弯能力,能够更好的提供给烟道入口段约束力。
如图1与图2所示,烟道200内部设置有冷却液管路300,冷却液管路300 与烟道200的内侧壁相贴合,且冷却液管路300设置为双回路结构、沿烟道200 的内侧壁的周向呈螺旋状分布,使得冷却液管路300能够整体覆盖烟道200的内侧壁,增加了冷却液管路300在烟道200内侧壁的覆盖面积。另外,冷却液管路300在烟道200的内侧壁呈螺旋状分布,能够使冷却液管路300内的冷却液按固定轨迹流动,使得温度较低的冷却液能够及时得到补充,避免出现冷却液管路300内温度较高的冷却液不能及时排出而造成冷却效率低下的现象。
继续参照图1和图2,冷却液管路300与外设于熔融还原炉100的强制循环泵310相连接,强制循环泵310为冷却液管路300提供不小于2000m3/h的流量。本实用新型通过将冷却液管路300连接强制循环泵310,并使强制循环泵310为冷却液管路300提供不小于2000m3/h的流量,使得冷却液管路300 内的冷却液流速加快,保证冷却液管路300内有充足的低温冷却液,提高烟道 200对烟气的冷却效果,防止出现冷却液不足而发生管道汽蚀或烧穿的现象。
如图3所示,作为一种优选的实施方式,冷却液管路300包括相互独立设置的第一冷却液管路320和第二冷却液管路330,第一冷却液管路320设置于 200的上半管壁,第二冷却液管路330设置于所述烟道200的下半管壁。第一冷却液管路320采用大口径设置,并将直径设置为120-300mm,能够增加冷却效果,壁厚为15-30mm,采用厚管壁能够增加第一冷却液管路320的耐磨性,更好的抵抗烟气的冲刷,延长第一冷却液管路320的使用寿命。
第一冷却液管路320的外壁上沿轴向方向设置有肋板321,肋板321通过焊接的方式与烟道200进行焊接,使得第一冷却液管路320固定于烟道200的上半管壁,避免因第一冷却管路320的大孔径厚壁管所造成的自重较大而发生脱落。
第二冷却液管路330设置于烟道200的下半管壁受烟气冲刷磨损较小的区域,第二冷却液管路330采用小口径设置,直径选用80-120mm,能够减轻第二冷却液管路330的自重,减轻烟道200的内壁所受到的压力并降低生产成本,壁厚为6-12mm,采用薄管壁能够增加第二冷却液管路330的吸热效果,提高烟气余热利用效率,尽可能的多产生蒸汽,增加效益。
如图2和图3所示,烟道200内部还铺设有耐火材料400,耐火材料400 与冷却液管路300的外侧壁相切,耐火材料400与烟道200共同夹持冷却液管路300。耐火材料400通过锚固钉410固定于烟道200内部。本实用新型通过设置高强度的耐火材料400,并将耐火材料400设置于烟道200的最内侧,使得耐火材料400将冷却液管路300与熔融还原炉100所产生的高温烟气相隔离,避免出现高温烟气烧坏冷却液管路300的现象发生。另外,耐火材料400同时还可以将高温烟气与烟道入口段210和烟道主体220进行分离,避免烟气与烟道200内壁的直接冲刷而造成的磨损。大大延长烟道200的使用寿命。
作为一种优选的实施方式,本实用新型的耐火材料400为刚玉质耐火材料,由于刚玉质耐火材料具有较高的热稳定性与抗渣性,且耐火度在1770℃以上,能够长时间稳定地在烟道200内部发挥作用,减少工作人员频繁对耐火材料400进行更换的劳动强度。需要说明的是,耐火材料400还可以采用硅酸铝质耐火材料、碳复合耐火材料等多种任意可行的实施方式,本公开所采用的刚玉质耐火材料仅仅是本申请的优选实施例,基于本申请提供的优选实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例,仍应落入到本申请的保护范围之内。
如图1所示,烟道入口段210与烟道主体220的直径设置为4.2-5.2m,且烟道主体220外周沿轴向间隔设置有若干加强筋板500,加强筋板500的内径设置为4.2-5.2m,外径设置为4.5-5.5m。本实用新型通过将烟道入口段210和烟道主体220的直径扩大为4.2-5.2m,使得熔融还原炉100所产生的烟气流经烟道入口段210时,烟气的流速降低至15m/s-20m/s,烟气流速的降低能够直接降低烟气对烟道200内壁的磨损,提高烟道200的使用寿命,另一方面,烟道入口段210的直径增大至4.2-5.2m,降低烟气在烟道200内的流速,能够使烟气受到更长时间的冷却,提高烟道200的冷却效果。
进一步地,本实用新型通过在烟道主体220外周间隔设置若干加强筋板 500,使得加强筋板500与烟道200外周相互配合,使得加强筋板500能够提供给烟道200周向方向上的约束力,提高烟道主体220的强度。作为一种优选的实施方式,加强筋板500采用厚度为10-15mm的扁钢,每相邻两加强筋板 500之间的间距为一米,加强筋板500通过焊接的方式与烟道主体220进行固定,在保证烟道主体220强度的同时,节省加强筋板500的材料。
至此,已经结合前文的多个实施例描述了本实用新型的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本实用新型的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本实用新型技术原理的前提下,本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合,也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,凡在本实用新型的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于熔融还原炉的烟道,其特征在于,包括烟道入口段和烟道主体,所述烟道入口段的一端与所述熔融还原炉的炉顶侧壁相连接,所述烟道入口段的另一端与所述烟道主体相连接;
所述烟道入口段的中心线与所述熔融还原炉的中心线位于同一平面,所述烟道入口段与水平面之间的夹角为5°至20°且朝向所述熔融还原炉的顶部翘起。
2.根据权利要求1所述的一种用于熔融还原炉的烟道,其特征在于,所述烟道入口段在与所述熔融还原炉连接的部分设置有密封装置,所述密封装置位于所述烟道入口段轴向方向上的中间位置,所述密封装置提供给所述烟道入口段朝向轴心方向上的约束力,使得所述烟道入口段与所述熔融还原炉的炉顶侧壁密贴合。
3.根据权利要求1所述的一种用于熔融还原炉的烟道,其特征在于,所述烟道还包括冷却液管路,所述冷却液管路设置于所述烟道的内部,且所述冷却液管路与所述烟道的内侧壁相贴合,所述冷却液管路为双回路结构且沿所述烟道的内侧壁周向呈螺旋状分布。
4.根据权利要求3所述的一种用于熔融还原炉的烟道,其特征在于,所述冷却液管路包括相互独立设置的第一冷却液管路和第二冷却液管路,所述第一冷却液管路设置于所述烟道的上半管壁,所述第二冷却液管路设置于所述烟道的下半管壁。
5.根据权利要求4所述的一种用于熔融还原炉的烟道,其特征在于,所述第一冷却液管路的直径设置为120-300mm,所述第一冷却液管路的外壁上沿轴向方向设置有肋板,所述肋板通过焊接的方式与所述烟道进行焊接固定,使得所述第一冷却液管路固定于所述烟道的上半管壁。
6.根据权利要求3所述的一种用于熔融还原炉的烟道,其特征在于,所述冷却液管路与外设于所述熔融还原炉的强制循环泵相连接,所述强制循环泵为所述冷却液管路提供不小于2000m3/h的冷却液流量。
7.根据权利要求3所述的一种用于熔融还原炉的烟道,其特征在于,所述烟道入口段和所述烟道主体的内部还铺设有耐火材料,所述耐火材料与所述冷却液管路的外侧壁相切,且所述耐火材料与所述烟道共同夹持所述冷却液管路。
8.根据权利要求7所述的一种用于熔融还原炉的烟道,其特征在于,所述耐火材料与所述烟道采用锚固钉进行固定。
9.根据权利要求1所述的一种用于熔融还原炉的烟道,其特征在于,所述烟道入口段与所述烟道主体的直径设置为4.2-5.2m。
10.根据权利要求9所述的一种用于熔融还原炉的烟道,其特征在于,所述烟道主体的外周沿径向间隔设置有若干加强筋板,所述加强筋板的内径设置为4.2-5.2m,所述加强筋板的外径设置为4.5-5.5m。
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Assignor: SHANDONG MOLONG PETROLEUM MACHINERY Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980034949

Denomination of utility model: Flue for melting reduction furnace

Granted publication date: 20211126

License type: Common License

Record date: 20230423

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240715

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Patentee after: Shouguang Maolong New Material Technology Development Co.,Ltd.

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Patentee before: SHANDONG MOLONG PETROLEUM MACHINERY Co.,Ltd.

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