轉底爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于冶金行業，主要涉及一種用于對物料進行加熱處理的設備，更具體地說，涉及一種轉底爐。
【背景技術】
[0002]轉底爐工藝在處理鋼鐵廠固廢及貧雜礦方面(尤其在處理含鋅粉塵、有色冶煉爐渣、釩鈦磁鐵礦、赤泥等方面)具有許多優勢:原料適應范圍廣、生產成本低、工藝流程短、生產易操作等，因此，轉底爐工藝在鋼鐵行業得到了廣泛的應用與重視。
[0003]一般用于對物料進行加熱處理的轉底爐通常包括爐體和爐底，爐體由爐頂、內側爐墻與外側爐墻構成，與爐底一起圍合成爐膛。此外，轉底爐還包括燃燒系統、爐底澆注料層、爐底支撐系統和爐底傳動系統以及進出料設備等。
[0004]燃燒系統的燒嘴通常設置在轉底爐的內側爐墻與外側爐墻中，通過燒嘴直接向爐膛內噴射空氣和燃料以進行燃燒，燃燒產生的明焰與高溫煙氣使爐膛內的溫度達到理想的還原溫度，爐膛內的高溫通過輻射的形式傳導至位于爐膛內的可轉動爐底上的物料(例如，含碳球團)，從而使含碳球團在高溫環境下發生還原反應，從而形成金屬化球團。
[0005]這種傳統的爐膛結構的缺點是:由于含碳球團直接放置在可轉動爐底的表面上，爐膛內的明焰、高溫煙氣等在氧化燃燒條件下直接對含碳球團進行加熱，這種方式使含碳球團與高溫煙氣充分接觸，高溫煙氣的氧化性氣氛會直接影響產品的質量，因而降低了金屬化球團的金屬化率。產生這種現象的原因主要為:1)在燃燒過程中，很難精準地控制空氣與燃料的空燃比，從而難以使燃燒效率達到最大化；2)無論是過氧燃燒剩余的O2，還是充分燃燒產生的CO2，都會使還原后的金屬化球團迅速氧化。另外，這種直接對物料進行加熱的方式不僅不能適用于一些不能直接接觸明焰的物料，而且如果物料鋪設過厚會引起爐膛內溫差過大，影響產品質量；如果物料鋪設過薄，雖然能夠解決產品質量問題，但會影響產量，因而降低經濟效益。
【實用新型內容】
[0006]為了解決明焰、高溫煙氣等影響產品的質量、物料還原氣氛難以控制的技術問題，本實用新型提供一種轉底爐，所述轉底爐通過在爐膛內設置罩體，將爐膛分隔為彼此相對獨立的燃料燃燒室與物料還原室，以實現將物料與明焰、高溫煙氣等隔離，既可以保證燃料在燃料燃燒室內充分燃燒，又可以有效地保證物料還原室內穩定的還原氣氛，并且使得所述轉底爐可應用到轉底爐直接還原生產工藝中。
[0007]根據本實用新型的實施例的一方面，提供一種轉底爐，所述轉底爐包括圍成爐膛的爐頂、內側爐墻、外側爐墻與爐底，所述爐底沿徑向向外的方向分為內側固定環、中央轉動環和外側固定環；所述爐膛內還設置有罩體，所述罩體罩在中央轉動環上方并朝向爐頂突出，以將所述爐膛分隔為燃料燃燒室和物料還原室，其中，所述罩體的斷面以及所述燃料燃燒室的斷面均大體呈倒U形。具體地，罩體與爐頂、內側爐墻和外側爐墻圍成位于爐膛上部的燃料燃燒室，并且罩體與中央轉動環圍成位于爐膛下部的物料還原室。
[0008]根據本實用新型的示例性實施例，所述罩體的兩端分別安裝在內側固定環與外側固定環上靠近中央轉動環的位置。
[0009]優選地，所述內側固定環和外側固定環上設置有卡槽，所述罩體的兩端分別插入內側固定環和外側固定環上的卡槽中，從而將所述罩體的兩端固定到內側固定環與外側固定環上。
[0010]根據本實用新型的示例性實施例，所述中央轉動環與內側固定環以及外側固定環之間形成彎折的結合縫。
[0011]優選地，所述內側固定環與外側固定環的爐內側面為凹形結構，所述中央轉動環的兩側為與所述凹形結構相匹配的凸形結構，從而在內側固定環與中央轉動環之間以及中央轉動環與外側固定環之間形成凹凸形的結合縫。
[0012]根據本實用新型的實施例，所述轉底爐還包括水封裝置，所述水封裝置與所述結合縫配合，以使爐內氣氛與爐外氣氛相隔離。
[0013]根據本實用新型的示例性實施例，所述爐頂的工作面設置為凹形結構。優選地，所述爐頂的工作面設置為弧面結構。
[0014]根據本實用新型的示例性實施例，所述內側爐墻與外側爐墻的工作面與爐底的水平面之間的夾角小于90度。優選地，所述內側爐墻與外側爐墻的工作面為斜面結構。
[0015]根據本實用新型的示例性實施例，所述罩體由碳化硅制成。
[0016]根據本實用新型的示例性實施例，所述內側固定環和外側固定環的頂面具有凸形臺階結構，內側爐墻和外側爐墻分別設置在內側固定環和外側固定環的頂面的凸形臺階上。
[0017]由于根據本實用新型的實施例的轉底爐的爐膛內設置有罩體，所述罩體將爐膛分隔為兩個獨立的腔室(即，燃料燃燒室與物料還原室)，從而可將高溫煙氣集中在燃料燃燒室中，僅將熱量通過罩體傳導至物料還原室，進而使得物料還原室具有相對穩定的還原氣氛。所述轉底爐可實現將物料與高溫煙氣等隔離、有效地保證物料還原室內的還原氣氛的目的，使得所述轉底爐可應用到轉底爐直接還原生產工藝中。
[0018]另外，根據本實用新型的示例性實施例的轉底爐，將斷面大體呈倒U形的罩體罩在中央轉動環上方并朝向爐頂突出，以使燃料燃燒室的斷面大體呈的倒U形，既保證了物料還原室有足夠大的空間，又使燃料的燃燒空間增大并且使高溫氣流的速度減小，從而可提高轉底爐的安全性。此外，斷面大體呈倒U形的罩體可增大傳熱面積，從而提高熱傳遞效率。
[0019]此外，由于根據本實用新型的示例性實施例的轉底爐還設置有彎折的結合縫，所述結合縫能防止物料下落到結合縫中，從而防止物料堵塞結合縫；所述結合縫與水封裝置配合，以將爐內氣氛與爐外氣氛相隔離，同時還可延緩從爐膛排出的氣流的速度，以提高安全性；設置所述結合縫還有助于內側固定環、中央轉動環以及外側固定環的安裝。
【附圖說明】
[0020]圖1是根據本實用新型的實施例的轉底爐的整體結構示意圖；
[0021]圖2是根據本實用新型的示例性實施例的轉底爐的斷面圖。
【具體實施方式】
[0022]現在將參照附圖更全面的描述本實用新型的示例性實施例，在附圖中示出了本實用新型的示例性實施例。
[0023]圖1是根據本實用新型的實施例的轉底爐100的整體結構示意圖；圖2是根據本實用新型的示例性實施例的轉底爐100的斷面圖。
[0024]參照圖1與圖2，根據本實用新型的實施例的轉底爐100整體上呈圓環形。轉底爐100包括爐頂1、內側爐墻2、外側爐墻3與爐底。爐頂I設置在內側爐墻2與外側爐墻3上方。爐底位于內側爐墻2與外側爐墻3下方，并且爐底沿徑向向外的方向分為內側固定環6、中央轉動環7和外側固定環8三部分。爐頂1、內側爐墻2與外側爐墻3構成轉底爐100的爐體，爐體與下部的爐底圍成爐膛。爐頂1、內側爐墻2、外側爐墻3與爐底均可由耐高溫、耐火材料形成。在本示例性實施例中，內側爐墻2與外側爐墻3可分別安裝在內側固定環6與外側固定環8上。具體地，內側固定環6和外側固定環8的頂面可以設置有凸形臺階結構，內側爐墻2被安裝在位于內側固定環6的頂面外側的凸形臺階上，外側爐墻3被固定安裝在外側固定環8的頂面外側的凸形臺階上。
[0025]爐膛內還設置有罩體4，罩體4罩在中央轉動環7上方，從而在罩體4與中央轉動環7之間形成相對密閉的物料還原室9。罩體4朝向爐頂I突出，即大體上呈倒U形，使得罩體4與爐頂1、內側爐墻2和外側爐墻3之間形成大體呈倒U形的燃料燃燒室5。在本示例性實施例中，將燃料燃燒室5大致設置為倒U形具有以下優點:一方面保證了物料還原室9的空間足夠大，能夠容納足夠多的物料；另一方面可相對地增大燃料的燃燒空間，并且還可以明顯減小燃料燃燒室5內的高溫氣流的速度、降低爐膛內的壓強，從而可以提高產品的產量，同時保證轉底爐100的安全性。
[0026]在本示例性實施例中，罩體4的兩端分別安裝在內側固定環6與外側固定環8上。優選地，可分別在內側固定環6和外側固定環8的上表面靠近中央轉動環7的位置處設置卡槽，罩體4的兩端分別插入內側固定環6和外側固定環8上的卡槽中，從而將罩體4的兩端固定到內側固定環6與外側固定環8上。可根據罩體4的兩端的尺寸合理地設置所述卡槽的尺寸，將罩體4的兩端緊密地卡合在所述卡槽中，使得罩體4的安裝既簡單又穩固。
[0027]在內側爐墻2與外側爐墻3中分別設置有燒嘴13。如上所述，罩體4將爐膛分隔為兩個相對獨立的腔室(即，燃料燃燒室5與物料還原室9)。燒嘴13向燃料燃燒室5內噴射空氣和燃料以進行充分地燃燒，實現最大的熱轉化效率。02以及燃燒所產生的明焰、高溫煙氣與0)2等被罩體4隔絕在燃料燃燒室5中而基本上無法流入物料還原室9，罩體4僅僅將熱量傳導至物料還原室9，從而使得物料還原室9中具有相對穩定的還原氣氛，有效地解決了燃料燃燒室與物料還原室一體化的轉底爐中所存在的還原氣氛不可控的技術難題。
[0028]在本示例性實施例中，罩體4的斷面設置為大致的倒U形，可增大罩體4的傳熱面積，從而可提高熱傳遞效率以及熱量的利用效率，同時可降低燃料消耗成本。在這里，需要說明的是，如果將罩體4設置為平板形狀，由于需要將平板式罩體設置在中央轉動換7上方預定高度處，并且需要將兩端支撐在內側爐墻2和外側爐墻3上，這不僅減小了罩體4的傳熱面積，導致還原室內的溫度需要更長的時間才能達到理想的還原溫度，并且還導致爐膛內的燃燒空間變小、氣流速度過快，爐體會在湍流氣體的作用下強