[发明专利]大型竖立型自锁式炉体及具有该炉体的工业炉

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，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。

背景技术

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。

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。

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。

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。

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。

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15-20万吨/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600-700吨的炉顶构件，就使炉体不堪重负。