TWI841570B - 燃燒器面板、包括燃燒器面板的冶金爐和用於將燃燒器面板緊固至冶金爐的方法 - Google Patents

燃燒器面板、包括燃燒器面板的冶金爐和用於將燃燒器面板緊固至冶金爐的方法 Download PDF

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Abstract

本文中描述用於一冶金爐的一燃燒器面板之一或多個實施例。本文中描述用於一冶金爐的一燃燒器面板之一或多個實施例。側壁燃燒器凹穴在其中具有一燃燒器面板。該燃燒器面板具有一主體，該主體具有一內部面，其中燃燒器管穿過該內部面安置。該燃燒器管具有一第一區段及耦接至該第一區段之一第二區段。該燃燒器面板另外具有沿著該主體之周邊延伸且重疊側壁的一內部安裝凸緣，該側壁與該內部安裝凸緣由一耦接件壓縮在一起。

Description

燃燒器面板、包括燃燒器面板的冶金爐和用於將燃燒器面板 緊固至冶金爐的方法
本揭露內容之實施例大體係關於一種用於一冶金爐的燃燒器面板，及一種具有其之冶金爐。
冶金爐(例如，電弧爐、鋼包冶金爐及類似者)在熔融金屬材料之處理中使用。電弧爐藉由來自石墨電極及/或一或多個氧燃料燃燒器之電弧加熱爐中之帶電金屬。來自穿過帶電金屬材料的來自電極之電流及氧燃料爐之加熱形成金屬材料之熔浴。金屬材料之熔融亦形成爐渣(石質廢料)。
冶金爐具有許多組件，包括可縮回之一頂部、襯有耐火磚之一爐膛及坐落於該爐膛之上的一側壁。冶金爐通常擱置於傾斜平台上以使爐能夠圍繞一軸線傾斜。在熔融材料之處理期間，爐在一第一方向上傾斜以經由爐中之一第一開口(被稱作爐渣門)移除爐渣。使爐在該第一方向上傾斜通常被稱作「傾斜至爐渣」。在熔融材料之處理期間，爐必須亦在一第二方向上傾斜以經由放出口移除液體鋼。使爐在該第二方向上傾斜通常被稱作「傾斜至排水孔」。第二方向大體在實質上與第一方向相反的一方向上。
由於在冶金爐內在熔融材料之處理期間產生的極熱負載，使用各種類型之冷卻方法來調節例如爐之頂部及側壁的溫度。被稱作非壓力化噴霧冷卻之一個冷卻方法將基於流體之冷卻劑(例如，水)噴灑至包含爐之頂部、側壁或其他熱表面的板之外部表面。對於此冷卻方法，在大氣壓力下將基於流體之冷卻劑自流體分配出口噴灑。當基於流體之冷卻劑接觸板之外部表面時，對板釋放自爐內之熔融材料傳遞至板之熱量，因此調節板之溫度。使用一抽空系統來不斷地自板移除用過之冷卻劑(亦即，已接觸板之外部表面之冷卻劑)。
穿過爐之側壁安置的典型氧燃料燃燒器及噴射器容納於一單獨的大銅燃燒器面板上，該面板具有開口以容納燃燒器/噴射器。燃燒器面板通常具有內部高壓冷卻管以承受爐之熱量及來自燃燒器自身之潛在反吹。用於燃燒器面板之冷卻系統經管路連接至一外部冷卻系統，該外部冷卻系統與爐之冷卻系統分開。具有管狀水冷卻之習知銅燃燒器面板已製造達數年，具有變化之不同形狀。一些幾乎與側壁之內部直徑齊平，其他突出至爐內。具有管狀水冷卻之習知燃燒器面板係自大量整體材料形成，用於熱傳遞及冷卻目的。
燃燒器面板曝露於之強熱及嚴苛環境，連同用於爐之複雜冷卻及排放系統一起，需要對用於電弧爐之燃燒器面板的週期性維護及整修。燃燒器面板通常機械固定於適當位置，以便密封在爐之側壁中形成的開口。此外，歸因於氧燃料燃燒器及燃燒器面板之重量、大小及複雜性，移除、修理及替換燃燒器面板困難且花費大。因此，維護燃燒器面板之成本，結合組裝及拆卸時間，可變得花費大且需要大量勞力。
因此，需要一種改良之燃燒器面板，及具有燃燒器面板之爐。
本文中描述用於一冶金爐的一燃燒器面板之一或多個實施例。側壁燃燒器凹穴在其中具有一燃燒器面板。該燃燒器面板具有一主體，該主體具有一內部面，其中燃燒器管穿過該內部面安置。該燃燒器管具有一第一區段及耦接至該第一區段之一第二區段。該燃燒器面板另外具有沿著該主體之周邊延伸的一內部安裝凸緣，其中該燃燒器面板之該主體不具有用於冷卻之額外孔或管路系統。
在又一實施例中，本文中描述一種具有一燃燒器面板之冶金爐。該冶金爐具有一側壁，該側壁具有安置於其上之一頂部。該側壁具有一內部面及多個側壁燃燒器凹穴。該等側壁燃燒器凹穴在其中具有一燃燒器面板。該燃燒器面板具有一主體，該主體具有一內部面，其中燃燒器管穿過該內部面安置。該燃燒器管具有一第一區段及耦接至該第一區段之一第二區段。該燃燒器面板另外具有沿著該主體之周邊延伸且重疊該側壁的一內部安裝凸緣，該側壁與該內部安裝凸緣由一耦接件壓縮在一起。
在又一實施例中，本文中描述一種將一燃燒器面板緊固至一冶金爐之方法。該方法開始於將一燃燒器面板之一安裝凸緣置放於該冶金爐之一內部壁上。該方法繼續將該凸緣與該壁壓縮在一起以在其間形成一流體密封件。
本發明係針對一種冶金爐，其在其中具有一或多個燃燒器面板，用於熔化金屬材料。該爐包括一板，該板具有面向金屬在其中熔化的爐之內部部分之一側。該板可為爐之側壁、頂部或其他部分之部分。在一個實施例中，燃燒器面板係自大量具有整體碳鋼框架之銅形成，該整體碳鋼框架實現該框架至包含板之碳鋼材料之焊接，因此，提供燃燒器面板與板之間的不透水密封件。銅量可包括容納氧燃料燃燒器及/或氧噴射器及/或碳噴射器之設備。利用未加壓之噴霧冷卻系統將整體銅量水冷卻，該未加壓之噴霧冷卻系統亦藉由對外部表面噴灑基於流體之冷卻劑(諸如，水)來釋放由在爐內進行之熔化製程產生之熱負載而使板冷卻。冷卻系統之整體設計消除了對單獨獨立高壓冷卻管道系統及用於冷卻燃燒器面板之對應的排放管道系統之需求。
第1圖說明一冶金爐100之一個實例之立面側視圖。冶金爐100具有一主體102及一頂部120。頂部120支撐於主體102之一側壁110上。主體102可為大體圓柱形形狀，且具有橢圓形底部。主體102另外包括至排水孔側之一升高104，該排水孔側自主體102之一主要圓柱形部分向外延伸。升高104包括一上部側壁112(其可被視為側壁110之部分)及一蓋113。
主體102包括升高104，具有襯有耐火磚108之一爐膛106。側壁110、112安置於爐膛106之上。側壁110具有一頂部凸緣114及一底部凸緣115。頂部120可移動地安置於側壁110之頂部凸緣114上。側壁110之底部凸緣115可移動地安置於爐膛106上。
噴霧冷卻系統121用以控制側壁110之溫度。噴霧冷卻系統121具有用於將冷卻劑引入至側壁110內之一輸入冷卻口117及用於自側壁110清空用過之冷卻劑之一排放口119。噴霧冷卻系統121之另外細節在下文進一步論述。
主體102之側壁110大體包圍冶金爐100之內部容積116(在第2圖中展示)。在第2圖中更詳細地說明之內部容積116可裝載或裝填有金屬、廢金屬或將熔化於冶金爐100之爐膛106內以產生熔融材料118之其他可熔化材料。
包括主體102及頂部120之冶金爐100可沿著傾斜軸線122旋轉，冶金爐100可圍繞該傾斜軸線122傾斜。在單一批次熔化製程(有時被稱作「加熱」)期間，冶金爐100可在一第一方向上圍繞傾斜軸線122朝向爐渣門(未展示)傾斜多次，以移除爐渣。類似地，在單一批次熔化製程(包括最後一次)期間，冶金爐100可在一第二方向上圍繞傾斜軸線122朝向放出口(未展示)傾斜多次，以移除熔融材料118。
頂部提升部件124可在第一端處附接至頂部120。頂部提升部件124可為鏈條、線纜、脊形支撐件或用於支撐頂部120之其他合適機構。頂部提升部件124可在第二端處附接至一或多個桅桿臂126。桅桿臂126水平延伸，且自桅桿支撐件128向外展開。桅桿支撐件128可由桅桿柱130支撐。桅桿支撐件128可圍繞桅桿柱130旋轉。替代地，桅桿柱130可與桅桿支撐件128一起旋轉用於移動頂部提升部件124。在又其他實施例中，頂部提升部件124可在空中支撐，以移動頂部120。在一個實施例中，頂部120經配置以遠離側壁110擺動或提升。將頂部120遠離側壁110提升以經由側壁110之頂部凸緣114暴露冶金爐100之內部容積116，用於在其中裝載材料。
頂部120在形狀上可為圓形。可穿過頂部120形成中心開口134。電極136自在頂部120上方之一位置延伸穿過中心開口134至內部容積116內。在冶金爐100之操作期間，經由中心開口134將電極136降低至冶金爐100之內部容積116內，以提供電弧產生之熱量來熔化熔融材料118。頂部120可進一步包括一排氣口，以准許移除在操作期間在冶金爐100之內部容積116內產生的煙。
第2圖說明冶金爐100之頂部透視圖，其中頂部120經移除。參看第1圖及第2圖，冶金爐100之側壁110具有一外壁212及一內壁210。內壁210包括多個熱板146。外壁212具有多個防塵罩144，其相對於主體102之中心軸線142自熱板146向外間隔。熱板146之背對外壁212且朝向中心軸線142的側對冶金爐100之內部容積116暴露。在一個實例中，熱板146與防塵罩144圍繞主體102之中心軸線142同心。
多個高支柱(未展示)分佈於外壁212與內壁210之間。該等支柱將冶金爐100之內壁210中之熱板146與外壁212中之防塵罩144分開。第二多個矮支柱(未展示)圍繞升高104之矮外壁154分佈至冶金爐100之側壁110之熱板146。該等支柱顯著地增大側壁110之抗彎性，藉此允許頂部120安全地由主體102支撐。
另外轉至第3圖，第3圖說明穿過第2圖之剖面線3--3截取之橫截面圖且展示內壁210及外壁212之一區段。內壁210及外壁212包圍一內部空間301。一噴霧冷卻系統310安置於側壁110之內部空間301中。
側壁110另外具有一或多個側壁燃燒器凹穴200。延伸穿過側壁110之燃燒器孔200具有在內壁210中之一內部開口220及在外壁212中之一外部開口230。內部開口220收納密封嚙合至內壁210之一燃燒器面板300。燃燒器面板300可另外對外壁212密封。舉例而言，燃燒器面板300之一外部部分320(諸如，護罩或凸緣)焊接至外壁212。
噴霧冷卻系統310具有一集管312。多個噴桿318流體耦接至集管312。噴桿318具有一或多個噴嘴316。噴嘴316經配置以將規定量之水或其他冷卻流體噴灑至內部空間301內用於在爐操作期間冷卻側壁110。在一個實施例中，噴霧冷卻系統310在可自側壁110之內部空間301接取的燃燒器面板300之部分上噴灑冷卻水。
第4A圖說明適合於第2圖之冶金爐之側壁110的燃燒器面板400之一個實施例之後立面圖。第4B圖說明第4A圖之燃燒器面板之橫截面圖。應瞭解，燃燒器面板400僅係在第3圖中展示的燃燒器面板300之一個實施例，且以下論述另外實施例。將關於第4A圖及第4B圖兩者一起來論述燃燒器面板400。
燃燒器面板400具有一主體410。燃燒器面板400另外具有包圍主體410之一內部安裝凸緣401。內部安裝凸緣401可自鋼或其他合適材料形成。主體410自銅或具有高熱傳導性之其他材料形成。在一個實施例中，凸緣401自鋼及鑄件形成至銅主體410內。內部安裝凸緣401具有多個通孔，其經配置以接受用於將燃燒器面板400安裝至側壁110之一耦接件499。應瞭解，如在第4A圖至第4B圖及第5A圖至第5B圖中展示的內部安裝凸緣401之描繪可經進一步修改或完全修改以適應在第6圖至第10圖中描述之安裝方法。因此，以下關於第6圖至第10圖論述的內部安裝凸緣401之描述應作為適合於併入至關於第4A圖至第4B圖及第5A圖至第5B圖論述之燃燒器面板400、500之實施例中之每一者內的內部安裝凸緣401之另外實施例對待。
主體410具有延伸穿過其之一燃燒器管450。主體410可缺乏冷卻管、其他孔或其他空穴。主體410具有一內部部分411、一外部部分412及一中間部分414。內部部分411耦接至內壁210，且對冶金爐100之內部容積116暴露。外部部分412耦接至外壁212，且對冶金爐100之外部暴露。中間部分414對內壁210與外壁212之間的內部空間301暴露。中間部分414具有比內部部分411少的材料，使得中間部分之橫截面小於內部部分411之橫截面。中間部分414另外暴露於由噴霧冷卻系統310提供之冷卻。此允許燃燒器面板400在無單獨連接之冷卻系統的情況下操作。
燃燒器管450具有一入口451及一出口452。燃燒器管450自主體之內部部分411延伸，穿過中間部分414，至外部部分412。燃燒器管450經配置以接受一燃燒器，該燃燒器自側壁110之外壁212延伸穿過燃燒器管，至冶金爐100之內部容積116內。燃燒器管450可具有一第一區段457及一第二區段456。替代地，燃燒器管450可形成於一連續區段中。第一區段457可由銅或其他合適材料形成。第二區段456耦接至第一區段457。舉例而言，第二區段456可經焊接、壓入配合、在其中滑動或經由其他合適技術附接。第二區段456可自碳鋼、不銹鋼或其他合適材料形成。在一個實施例中，第二區段456延伸穿過第一區段457至燃燒器管450之出口452以保護燃燒器面板400。在另一實施例中，第二區段456耦接至第一區段457之與燃燒器管450之出口452相對的一端部459。在又其他實施例中，亦預料到，第二區段456延伸至第一區段457內，超出端部459，但不至燃燒器管450之出口452。燃燒器管450針對內部空間301密封，使得來自噴霧冷卻系統310之冷卻流體不進入燃燒器管450內。可提供一或多個角板434以經由中間部分414支撐燃燒器管450。
主體410具有沿著主體410之外部部分412延伸的一護罩480。護罩480耦接至燃燒器管450。護罩480包圍燃燒器管450之入口451且附接至外壁212。護罩480具有一殼體482(凹座)，其中可在側壁110外部進行至穿過燃燒器管450安置之燃燒器之連接。將冷卻水噴灑於側壁110之內部空間301中的護罩480後，亦即，在內壁210與外壁212之間。主體410之在內部空間301內暴露的部分經噴灑冷卻以防止主體410過加熱。冷卻系統對燃燒器面板400之側壁110及主體410噴霧。
主體410之內部部分411具有一實質上三角形構型(凸塊)460，其自內壁210的暴露之表面421延伸。舉例而言，凸塊460可沿著一平表面461自內部安裝凸緣401延伸。平表面461可實質上垂直於內部安裝凸緣401。凸塊460具有一向內傾斜區段462，其向下且遠離內部安裝凸緣401延伸，進一步至冶金爐100之內部容積116內。輔助爐渣保留之多個爐渣保留凹陷部491安置於主體410之對冶金爐100之內部容積116暴露的表面上。在一個實例中，爐渣保留器491安置於燃燒器面板400之傾斜區段462上。向外傾斜表面463耦接至向內傾斜區段462。向外傾斜表面463進一步向下延伸，且返回至內部安裝凸緣401。燃燒器管450穿過向外傾斜區段463安置。向外傾斜區段可為距內部安裝凸緣401之角度473，其在約0度與約45度之間。凸塊460提供對燃燒器面板400中之燃燒器的保護，以免受歸因於材料掉落至冶金爐100內之損壞。
沿著燃燒器面板400之中間部分414的中空432經配置以輔助在彼處噴灑至燃燒器面板400之在側壁110內部的中間部分之冷卻劑之排放。中空432另外且顯著地輔助燃燒器面板400較之習知燃燒器面板的重量減小。
除了內部安裝凸緣401之外，燃燒器面板400可另外具有一外部安裝凸緣402。外部安裝凸緣402可自鋼或其他合適材料形成。習知燃燒器面板機械固定至側壁110，伴有熱絕緣，以確保諸如冷卻劑及熔融材料之流體不逸出其各別空間或混合。內部安裝凸緣401及外部安裝凸緣402重疊側壁110之一部分。藉由固定技術將內部安裝凸緣401在其處壓縮至側壁110以緊固並製作在燃燒器面板400與側壁110之間的不透流體密封件。經由許多合適技術，燃燒器面板400由內部安裝凸緣401及視情況由外部安裝凸緣402安裝至側壁110，該等技術中之許多技術關於第6圖至第10圖來論述，且將稍後在介紹了燃燒器面板300之第二實施例後在下文論述。在一個實施例中，內部安裝凸緣401自鋼形成，且焊接至側壁110，以在其間形成一不透流體密封件。
第5A圖說明適合於在第2圖之冶金爐100之側壁110中安裝的燃燒器面板500之第二實施例之後立面圖。第5B圖說明第5A圖之燃燒器面板之橫截面圖。應瞭解，燃燒器面板500僅係在第3圖中展示的燃燒器面板300之一個實施例，且可自本揭露內容導出另外實施例。將關於第5A圖及第5B圖兩者一起來論述燃燒器面板500。
燃燒器面板500具有一主體510。主體510可自銅或其他熱傳導性材料形成。主體510具有穿過其形成之一燃燒器管550。主體510缺乏冷卻管、孔或其他空穴。主體510另外由一內部安裝凸緣401包圍。主體510具有一內部部分511、一外部部分512及一中間部分514。內部部分511耦接至內壁210，且對冶金爐100之內部容積116暴露。外部部分512可耦接至外壁212或穿過外壁212安置。外部部分512對冶金爐100之外部暴露。中間部分514對內壁210與外壁212之間的內部空間301暴露。中間部分514具有比內部部分511少的材料，使得中間部分之橫截面小於內部部分511之橫截面。中間部分514另外暴露於由噴霧冷卻系統310提供之冷卻。此允許燃燒器面板500在無單獨連接之冷卻系統的情況下操作。亦即，冷卻系統對燃燒器面板500之側壁110及主體510噴霧。
燃燒器管550具有一入口551及一出口552。燃燒器管550自主體510之內部部分511延伸，穿過中間部分514，至外部部分512。燃燒器管550經配置以接受一燃燒器，該燃燒器自側壁110之外壁212延伸，至冶金爐100之內部容積116內。燃燒器管550可具有一第一區段557及一第二區段556。替代地，燃燒器管550可形成於一連續區段中。第一區段557可與主體510成整體，亦即，為主體510之部分。第一區段557可由銅或其他合適材料形成。第二區段556耦接至第一區段557。舉例而言，第二區段456可經焊接、壓入配合、在其中滑動或經由其他合適技術附接。第二區段556可自碳鋼、不銹鋼或其他合適材料形成。在一個實施例中，第二區段556延伸穿過第一區段557至燃燒器管550之出口552以保護燃燒器面板500。在另一實施例中，第二區段556耦接至第一區段557之與燃燒器管550之出口552相對的一端部559。在又其他實施例中，亦預料到，第二區段556延伸至第一區段557內，超出端部559，但不至燃燒器管550之出口552。燃燒器管550針對內部空間301密封，使得自噴霧冷卻系統310噴灑之冷卻流體不進入燃燒器管550之內部部分。可提供一角板534以經由中間部分514支撐燃燒器管550。
燃燒器管550具有一環形物555。環形物555包圍燃燒器管550之入口551。在一個實施例中，燃燒器管550耦接至外壁212。在一個實施例中，燃燒器管550未耦接至外壁212，且僅延伸穿過其。將冷卻水噴灑於側壁110之內部空間301中，亦即，在內壁210與外壁212之間，以維持燃燒器管550之溫度。
主體510之內部部分511為一實質上平板560，且平行於內壁210的暴露之表面421。舉例而言，內部部分511可沿著一第一側表面561自內部安裝凸緣401延伸。第一側表面561可實質上垂直於內部安裝凸緣401。第一側表面561可延伸平板560之厚度。平板560具有一前面562，其平行於內壁210的暴露之表面421。輔助爐渣保留之爐渣保留凹陷部491安置於燃燒器面板500之前面562上。燃燒器管550穿過前面562安置。第二側表面563在前面562與內部安裝凸緣401之間延伸。
燃燒器面板500經配置以輔助在彼處噴灑至燃燒器面板500之在側壁110內部的中間部分之冷卻劑之排放。噴霧冷卻系統310沿著平板560之對冶金爐100中之熔融材料暴露的背側568噴灑冷卻劑。可製作具有來自冶金爐100之噴霧冷卻的燃燒器面板500，其具有比習知燃燒器面板顯著少的材料，及因此重量及成本顯著較少。
內部安裝凸緣401重疊側壁110之一部分。藉由固定技術將內部安裝凸緣401在其處壓縮至側壁110以緊固並製作在燃燒器面板500與側壁110之間的不透流體密封件。可經由許多合適技術藉由內部安裝凸緣401將燃燒器面板500安裝至側壁110，該等技術中之許多技術關於第6圖至第10圖來論述。應瞭解，以下關於第6圖至第10圖揭露之每一技術可修改用於以上論述的燃燒器面板300之安裝凸緣，且該等修改為替代性實施例。
第6圖說明用於將燃燒器面板300耦接至第2圖之冶金爐之側壁之一個實施例。應瞭解，以下論述之安裝技術同等地適用於燃燒器面板400及燃燒器面板500。亦即，每一燃燒器面板300具有一實質上類似內部安裝凸緣401，以下技術用於在該內部安裝凸緣401中安裝燃燒器面板300。
在第6圖之實例中，將一楔銷總成600用於將燃燒器面板300耦接至側壁110。楔銷總成600具有一銷610及鎖定銷610之一楔620。燃燒器面板300之內部安裝凸緣401具有一外表面671及一內表面672。內部安裝凸緣401另外裝備有兩個或多個孔601。
在燃燒器面板300周圍之碳鋼帶630配置有銷610。碳鋼帶630為內壁210(亦即，熱板)之捲繞延伸。銷610穿過鋼帶630中之孔696安置。銷610穿透碳鋼帶630之底表面674。銷610可焊接、壓入配合、螺紋連接、具有擬合一埋頭孔之一頭部或藉由其他技術固定至碳鋼帶630。銷610具有在其中形成之一槽611。槽611經配置以接受一楔620。
楔620具有第一端684及第二端683。槽具有實質上垂直於第一端684及第二端683兩者之一第一側681。第二側682安置於第一端684與第二端683之間。第二側682不平行於第一側681，亦即，以與第一端684及第二端683之某一並非90度之角度。第一端684具有一第一長度691，其小於第二端683之第二長度692。第一長度691經配置以配合至銷610之槽611內。第二長度692經配置以不配合至銷610之槽611內。楔620可另外具有一固定器具638，用於將楔620緊固於槽611中。
用於藉由楔銷總成600將燃燒器面板300緊固至內壁210之方法如下。內部安裝凸緣401之外表面671抵靠碳鋼帶630之底表面674置放。自碳鋼帶630突出之銷610經由內部安裝凸緣401中之孔601對準及置放。將第一側681(垂直於端部683、684)置放於內部安裝凸緣401之內表面672上，其中第一端684與銷610中之槽611對準。楔620之第一端684滑動至槽611內且穿透槽611。當楔620滑動至槽611內時，第二側682最終與槽611接觸以抵靠內壁210驅動燃燒器面板300。碳鋼帶630創造用於內部安裝凸緣401之密封墊平台。舉例而言，可將一波狀金屬石墨密封墊699安置於其間。楔620自鋼形成，且將楔620驅動至銷610之槽611內壓縮密封墊以創造一密封件。用於將楔620緊固於槽611中之固定器具638可使用點焊或其他合適技術來維持壓縮，且防止燃燒器面板300與側壁110之意外脫離。
第7圖說明用於將燃燒器面板300耦接至第2圖之冶金爐之側壁之另一實施例。第7圖之特徵實質上類似於以上關於第6圖描述之特徵，惟燃燒器面板300之內部安裝凸緣401置放於內壁210的暴露之表面421上除外。
銷610可耦接至內部安裝凸緣401中之一孔，且穿透內部安裝凸緣401之一底表面772。銷610可焊接、壓入配合、螺紋連接、具有擬合一埋頭孔之一頭部或經由其他技術固定至內部安裝凸緣401。銷610具有形成於其中之槽611，其經配置以接受楔620。
內壁210視情況在其中具有一台階701，其經配置以接受內部安裝凸緣401。內部安裝凸緣401之底表面772與內壁210中的台階701之頂表面773接觸。在一個實施例中，內壁210的暴露之表面421與內部安裝凸緣401之頂表面771共平面。台階701具有穿過其形成之一孔711，其經配置以接受銷610。
用於藉由楔銷總成600將燃燒器面板300緊固至內壁210之方法如下。內部安裝凸緣401之底表面772置放於內壁210的暴露之表面421上的台階701之頂表面773中。自內部安裝凸緣401突出之銷610經由內壁210之台階701中之孔711對準及置放。將第一側681(垂直於端部683、684)置放於台階701之底表面774上，其中第一端684與銷610中之槽611對準。楔620之第一端684滑動至槽611內且穿透槽611。當楔620滑動至槽611內時，第二側682最終與該槽接觸以抵靠內壁210中之台階701驅動燃燒器面板300。將一密封墊699提供於內部安裝凸緣401與台階701之間。舉例而言，可將一波狀金屬石墨密封墊(未展示)安置於其間。楔620自鋼形成，且將楔620驅動至銷610之槽611內壓縮密封墊以創造一密封件。用於將楔620緊固於槽611中之固定器具638可使用點焊或其他合適技術來維持壓縮，且防止燃燒器面板300與側壁110之意外斷開。
第8圖說明用於將燃燒器面板300耦接至第2圖之冶金爐之側壁之又一實施例。燃燒器面板300、凸緣401、台階701及內壁210之佈置實質上類似於以上關於第7圖論述之佈置。然而，此處，楔銷總成600用一或多個螺柱802及扣件(螺帽)820替換。
內部安裝凸緣401經鑽孔且逐漸變小以接受螺柱802。替代地，螺柱802可焊接至內部安裝凸緣401，或藉由類似於扣件820之一第二扣件穿過內部安裝凸緣安置，安置於台階701之底表面774上。台階701具有穿過其鑽孔且經配置以與螺柱802對準之一通孔810。通孔810過大，以允許螺柱802無結合地移動穿過。
用於藉由螺柱802及扣件820將燃燒器面板300緊固至內壁210之方法如下。內部安裝凸緣401之底表面772置放於內壁210的暴露之表面421上的台階701之頂表面773中。自內部安裝凸緣401突出之螺柱802經由內壁210之台階701中之孔711對準及置放。扣件820置放於自台階701之底表面774突出的螺柱802上。抵靠底表面774收緊扣件820(亦即，螺帽及鎖定墊圈)將燃燒器面板300之凸緣401抵靠側壁110壓縮。將一密封墊699提供於內部安裝凸緣401與台階701之間。舉例而言，可將一波狀金屬石墨密封墊(未展示)安置於其間。收緊之扣件820壓縮密封墊以創造一密封件，維持壓縮，且防止燃燒器面板300與側壁110意外斷開。
第9圖說明用於將燃燒器面板300耦接至第2圖之冶金爐之側壁之又一實施例。燃燒器面板300、凸緣401、台階701及內壁210之佈置實質上類似於以上關於第6圖論述之佈置。然而，此處，楔銷總成600用如以上關於第8圖論述之一或多個螺柱802及扣件(螺帽)820替換。
碳鋼帶630具有一孔901，其經鑽孔及逐漸變小以接受螺柱802。替代地，螺柱802可焊接至碳鋼帶630，或藉由類似於扣件820之一第二扣件穿過碳鋼帶安置，安置於安裝凸緣401之底表面672上。內部安裝凸緣401具有穿過其鑽孔且經配置以與螺柱802對準之一通孔902。通孔902過大，以允許螺柱802無結合地移動穿過。
用於藉由螺柱802及扣件820將燃燒器面板300緊固至內壁210之方法如下。內部安裝凸緣401之外表面671抵靠碳鋼帶630之底表面674置放。自碳鋼帶630突出之銷802經由內部安裝凸緣401中之孔902對準及置放。扣件820置放於自台階凸緣401之內表面672突出的螺柱802上。碳鋼帶630創造用於內部安裝凸緣401之密封墊平台。舉例而言，可將一波狀金屬石墨密封墊(未展示)安置於其間。抵靠內表面672收緊扣件820(亦即，螺帽及鎖定墊圈)將燃燒器面板300之凸緣401抵靠側壁110壓縮。收緊之扣件820壓縮密封墊以創造一密封件，維持壓縮，且防止燃燒器面板300與側壁110意外斷開。
第10圖說明用於將燃燒器面板300耦接至第2圖之冶金爐之側壁之又一實施例。燃燒器面板300藉由一或多個螺柱1010及扣件(螺帽)1020、1030附接至側壁。應瞭解，螺柱1010可為馬車螺栓或其他類似物品，且僅具有一單一扣件，諸如，扣件1030。同樣地，扣件1020、1030中之一或多者可為馬車螺栓頭、螺帽墊圈組合或適合於與螺柱1010界面連接之其他裝置。
內壁210具有一延伸部1040。延伸部1040垂直於內壁210，且朝向內部空間301並遠離冶金爐100之內部容積116延伸。延伸部1040可自鋼或其他合適材料形成。通孔1092穿過延伸部形成。通孔1092經定大小以准許螺柱1010、螺栓或其他桿狀裝置無結合地穿過其。
燃燒器面板300之凸緣401經配置為「U」形通道。凸緣401具有遠離內壁210延伸至內部空間301內之一第一區段1001、自第一區段1001垂直向外延伸之一第二區段1002及自第二區段1002垂直地且朝向內壁210延伸之一第三區段1003。第一區段1001與第三區段1003之間的空間1042經定大小以接受內壁210之延伸部1040。第一區段1001具有一第一孔1093，且第三區段1003具有一第二孔1091。第一孔1093與第二孔1091線性對準。第一孔1093及第二孔1091經定大小以准許螺柱1010無結合地穿過其。當將延伸部1040置放於第一區段1001與第三區段1003之間的空間1042中時，第一孔1093及第二孔1091與延伸部1040中之通孔1092對準。
用於藉由螺柱1010及扣件1020、1030將燃燒器面板300緊固至內壁210之方法如下。側壁110之延伸部1040經置放於內部安裝凸緣401之第一區段1001與第三區段1003之間。螺柱1010經由孔1091、1092、1093插入，使得螺柱1010之一部分延伸超出內部安裝凸緣401之第一區段1001及第三區段1003兩者。將扣件1030、1020置放於螺柱1010上，且收緊。此處，在此方法中由延伸部1040及內部安裝凸緣401提供之密封件係足夠的，使得密封墊無必要。抵靠內部安裝凸緣401之第一區段1001及第三區段1003收緊扣件1020、1030(亦即，螺帽及鎖定墊圈)將凸緣401抵靠側壁110壓縮。收緊之扣件1020、1030創造一密封件，且維持壓縮，並防止燃燒器面板300與側壁110意外脫離。
有利地，燃燒器面板300、400不需要額外外部或單獨管路系統用於冷卻燃燒器面板300、400。另外，燃燒器面板300在其建構中利用實質上較少材料，從而減少燃燒器面板300、400之成本及總重量。用於將燃燒器面板300、400耦接至冶金爐100之側壁110的方法允許在無切割及焊接之情況下的快速且容易移除。因此，可在減少之時間量中實現燃燒器面板300、400之改變及修理，並具有比習知燃燒器面板小的複雜性且比習知燃燒器面板廉價，而在操作條件下不危害燃燒器面板之效能。
雖然前述內容係針對本揭露內容之實施例，但在不脫離其基本範疇之情況下，可設計其他及另外實施例，且其範疇係由接下來的申請專利範圍判定。
100‧‧‧冶金爐 102‧‧‧主體 104‧‧‧升高 106‧‧‧爐膛 108‧‧‧耐火磚 110‧‧‧側壁 112‧‧‧上部側壁 113‧‧‧蓋 114‧‧‧頂部凸緣 115‧‧‧底部凸緣 116‧‧‧內部容積 117‧‧‧輸入冷卻口 118‧‧‧熔融材料 119‧‧‧排放口 120‧‧‧頂部 121‧‧‧噴霧冷卻系統 122‧‧‧傾斜軸線 124‧‧‧頂部提升部件 126‧‧‧桅桿臂 128‧‧‧桅桿支撐件 130‧‧‧桅桿柱 134‧‧‧中央開口 136‧‧‧電極 142‧‧‧中心軸線 144‧‧‧防塵罩 146‧‧‧熱板 154‧‧‧矮外壁 200‧‧‧燃燒器孔 210‧‧‧內壁 212‧‧‧外壁 220‧‧‧內部開口 230‧‧‧外部開口 300‧‧‧燃燒器面板 301‧‧‧內部空間 310‧‧‧系統 312‧‧‧集管 316‧‧‧噴嘴 318‧‧‧噴桿 320‧‧‧外部部分 400‧‧‧燃燒器面板 401‧‧‧內部安裝凸緣 402‧‧‧外部安裝凸緣 410‧‧‧主體 411‧‧‧內部部分 412‧‧‧外部部分 414‧‧‧中間部分 421‧‧‧表面 432‧‧‧中空 434‧‧‧角板 450‧‧‧燃燒器管 451‧‧‧入口 452‧‧‧出口 456‧‧‧第二區段 457‧‧‧第一區段 459‧‧‧端部 460‧‧‧凸塊 461‧‧‧平表面 462‧‧‧向內傾斜區段 463‧‧‧表面 473‧‧‧角度 480‧‧‧護罩 482‧‧‧殼體 491‧‧‧爐渣保留器 499‧‧‧耦接件 500‧‧‧燃燒器面板 510‧‧‧主體 511‧‧‧內部部分 512‧‧‧外部部分 514‧‧‧中間部分 534‧‧‧角板 550‧‧‧燃燒器管 551‧‧‧入口 552‧‧‧出口 555‧‧‧環形物 556‧‧‧第二區段 557‧‧‧第一區段 559‧‧‧端部 560‧‧‧平板 561‧‧‧第一側表面 562‧‧‧前面 563‧‧‧第二側表面 568‧‧‧背側 600‧‧‧楔銷總成 601‧‧‧孔 610‧‧‧銷 611‧‧‧槽 620‧‧‧楔 630‧‧‧碳鋼帶 638‧‧‧固定器具 671‧‧‧外表面 672‧‧‧內表面 674‧‧‧底表面 681‧‧‧第一側 682‧‧‧第二側 683‧‧‧第二端 684‧‧‧第一端 691‧‧‧第一長度 692‧‧‧第二長度 696‧‧‧孔 699‧‧‧密封墊 701‧‧‧台階 711‧‧‧孔 771‧‧‧頂表面 772‧‧‧底表面 773‧‧‧頂表面 774‧‧‧底表面 802‧‧‧螺柱 810‧‧‧通孔 820‧‧‧扣件 901‧‧‧孔 902‧‧‧通孔 1001‧‧‧第一區段 1002‧‧‧第二區段 1003‧‧‧第三區段 1010‧‧‧螺柱 1020‧‧‧扣件 1030‧‧‧扣件 1040‧‧‧延伸部 1042‧‧‧空間 1091‧‧‧第二孔 1092‧‧‧通孔 1093‧‧‧第一孔
為了可詳細地理解本揭露內容之上述特徵，可參考實施例進行以上簡要概述的本揭露內容之更特定描述，實施例中之一些說明於隨附圖式中。然而，應注意，隨附圖式僅說明本揭露內容之典型實施例，且因此不應被視為限制其範疇，因為本揭露內容可承認其他同等有效實施例。
第1圖說明具有一噴霧冷卻頂部的冶金爐之立面側視圖。
第2圖說明第1圖之冶金爐的在其中具有一噴霧冷卻系統之側壁之俯視正交圖。
第3圖說明穿過第2圖之剖面線3--3截取之橫截面圖，展示兩個中空金屬側壁剖面及在其內部之噴霧冷卻系統。
第4A圖說明適合於第2圖之冶金爐之側壁的燃燒器面板之一個實施例之後立面圖。
第4B圖說明第4A圖之燃燒器面板之橫截面圖。
第5A圖說明適合於第2圖之冶金爐之側壁的燃燒器面板之第二實施例之後立面圖。
第5B圖說明第5A圖之燃燒器面板之橫截面圖。
第6A圖至第10圖說明用於將燃燒器面板耦接至第2圖之冶金爐之側壁之各種實施例。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:冶金爐
110:側壁
210:內壁
212:外壁
300:燃燒器面板
301:內部空間
310:系統
312:集管
316:噴嘴
318:噴桿
320:外部部分

Claims (21)

  1. 一種燃燒器面板，其包含：一主體，其具有：一內部面；一中空，其延伸至該內部面中；及一中間部分，其自該中空朝向該內部面延伸，該中空具有一傾斜底以輔助噴灑至該中間部分之冷卻劑之排放；一燃燒器管，其穿過該主體的該中間部分安置，該燃燒器管包含：一第一區段；及一第二區段，其耦接至該第一區段；及一內部安裝凸緣，其沿著該主體之該內部面的周邊延伸，其中該燃燒器面板之該主體不具有用於冷卻之內部管路系統。
  2. 如請求項1所述之燃燒器面板，其進一步包含：一護罩，其耦接至該燃燒器管之該第二區段且自該燃燒器管之該第二區段延伸；及一外部安裝凸緣，其耦接至該護罩之該周邊。
  3. 如請求項1所述之燃燒器面板，其中該主體自銅形成，且該內部安裝凸緣自鋼形成。
  4. 如請求項1所述之燃燒器面板，其中該內部安裝凸緣具有經配置以接受一耦接件之多個通孔。
  5. 如請求項1所述之燃燒器面板，其中該內部安裝凸緣具有自其延伸之多個銷或螺柱。
  6. 如請求項1所述之燃燒器面板，其中該內部安裝凸緣具有安置於其上之一密封墊。
  7. 如請求項1所述之燃燒器面板，其中該主體具有在橫截面上小於具有該內部面之一內部部分的一中間部分。
  8. 一種冶金爐，其包含：一側壁，其具有安置於其上之一頂部，該側壁包含：一內部面，其具有包圍一內部容積之一第一表面及背對該內部容積之一第二表面，該內部面具有穿過該內部面形成之一側壁燃燒器凹穴；一燃燒器面板，其安置於該等側壁燃燒器凹穴中，該燃燒器面板包含：一主體，其具有：一內部面；一中空，其延伸至該內部面中；及一中間部分，其自該中空朝向該內部面延伸，該中空具有一傾斜底以輔助噴灑至該中間部分之冷卻劑 之排放；一燃燒器管，其穿過該主體的該中間部分安置，該燃燒器管經配置以接收一燃燒器；及一噴霧冷卻系統，其包含：一集管；一第一噴嘴，其耦接至該集管且經定位以將冷卻劑噴灑至該側壁之該第二表面上；及一第二噴嘴，其耦接至該集管且經定位以將冷卻劑噴灑至該燃燒器面板之該主體上。
  9. 如請求項8所述之冶金爐，其中該燃燒器面板進一步包含：一第一區段；及一第二區段，其耦接至該第一區段；及一內部安裝凸緣，其沿著該主體之周邊延伸且重疊該側壁，該側壁與該內部安裝凸緣由一耦接件壓縮在一起。
  10. 如請求項9所述之冶金爐，其中該燃燒器面板進一步包含：一護罩，其耦接至該燃燒器管之該第二區段且自該燃燒器管之該第二區段延伸；及一外部安裝凸緣，其耦接至該護罩之該周邊。
  11. 如請求項9所述之冶金爐，其中該內部安 裝凸緣具有經配置以接受一耦接件之多個通孔。
  12. 如請求項9所述之冶金爐，其中該內部安裝凸緣具有自其延伸之多個銷或螺柱。
  13. 如請求項9所述之冶金爐，其中一密封墊在該內部安裝凸緣與該側壁之間產生一密封件。
  14. 如請求項12所述之冶金爐，其中該等銷或螺柱抵靠該內部面壓縮該內部安裝凸緣。
  15. 如請求項10所述之冶金爐，其中該燃燒器面板之該主體自銅形成，且該內部安裝凸緣自鋼形成。
  16. 一種用於將一燃燒器面板緊固至一冶金爐之方法，該方法包含以下步驟：將一燃燒器面板之一安裝凸緣置放於該冶金爐之一側壁上；及將該凸緣與該壁壓縮在一起以在其間形成一流體密封件。
  17. 如請求項16所述之方法，進一步包含以下步驟：經由一銷中之一槽堵進一楔，該銷自該凸緣延伸穿過側壁中之一孔，其中該楔抵靠該側壁安置。
  18. 如請求項16所述之方法，進一步包含以下步驟： 經由一銷中之一槽堵進一楔，該銷自該側壁延伸穿過該凸緣中之一孔，其中該楔抵靠該凸緣安置。
  19. 如請求項16所述之方法，進一步包含以下步驟：將一扣件收緊至一螺柱，該螺柱自該側壁延伸穿過該凸緣中之一孔，其中該扣件抵靠該凸緣安置。
  20. 如請求項16所述之方法，進一步包含以下步驟：將一扣件收緊至一螺柱，該螺柱自該凸緣延伸穿過該側壁中之一孔，其中該扣件抵靠該側壁安置。
  21. 如請求項16所述之方法，進一步包含以下步驟：在該凸緣之一U形部分中壓縮該側壁之一延伸部，其中一扣件施加至一螺柱。
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