专利名称：多层炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多层炉(或多床炉)。
背景技术：
多层炉(four àétages)包括限定了具有竖直轴线的圆柱形空间的炉壁。以一个位于另一个之上的方式设置的多个炉膛(sole)限定该空间内部的炉层。在每个炉膛中，设有耙柄，它由一个与熔炉的竖直轴线同轴的中央轴带动旋转。这些耙柄装有炉膛刮板(racleur)，该炉膛刮板翻转炉膛上处理的材料并朝向外围将其移置于第一型炉膛中以及朝向炉膛的中心将其移置于第二型炉膛中。第一型炉膛设置有外围下落孔，处理中的材料通过这些下落孔掉落到下层中的第二型炉膛中。第二型炉膛设置有中央下落孔，处理中的材料通过该下落孔掉落到下层中的第一型炉膛中。
为每个炉层的至少一个耙柄装备壁刮板也是已知的作法。该壁刮板的功能是回收积聚在紧邻炉壁附近的材料，以将其推入到第一型炉膛上的外围下落孔中以及第二型炉膛上，从而将其重新引向朝熔炉的中心移动的材料流的方向。当熔炉启动时，在壁刮板与炉壁的内表面之间存在径向间隙。然而，当熔炉操作时，该功能性间隙被迅速塞满处理的材料。一层材料形成在壁的内表面上，其中壁刮板由于“涂浆”过程而逐渐坚实(compact)，最终形成粘附于壁内表面的非常坚硬的结壳。壁刮板摩擦该外围结壳，在耙柄上产生不可忽略的附加制动矩。应该注意的是，外围结壳的硬度和阻力通常为不均匀的这个事实加剧了这种情况。施加在壁刮板上的制动力的模量因此不规则地改变，导致耙柄的抖动(secousses)。这导致了产生疲劳效应的动态应力，而疲劳效应是多数耙柄断裂的根源。
发明内容
本发明的目的是提出一种减少上述效应的多层炉。根据本发明，通过根据权利要求1的多层炉实现该目的。
以本身已知的方式，根据本发明的多层炉包括限定了具有竖直轴线的圆柱形空间的炉壁、在该圆柱形空间中限定(多)层的多个炉膛、以及具有壁刮板的至少一个耙柄。该壁刮板与炉膛中的一个相连，其中壁刮板围着熔炉的竖直轴线转动。在该耙柄围着其竖直轴线转动的过程中，其壁刮板在炉壁的内表面上限定了刮擦区。根据本发明，炉壁包括多个壁空腔，这些壁空腔形成连续的进入壁刮板所刮擦的区域的检修孔(ouvertures d’accès)。应该明白的是，这些壁空腔大大减少了形成粘附于炉壁内表面的硬化材料结壳的危险。壁空腔通过刮擦区中的这些检修孔被填充以材料，但是几乎不会出现作为形成粘附于炉壁内表面的硬化结壳的起源的“涂浆(tartinage)”坚实效应。积聚在壁空腔中的材料保持较软并且基本上不会导致明显的制动抖动。
炉壁通常包括外部护罩和耐火内衬。上述壁空腔形成于耐火内衬中，在一个优选实施方案中，护罩装有清洁开口，通过该清洁开口可进入(或接近)壁空腔。因此可容易地进入壁空腔以便于将已积聚在壁空腔中的材料推回到炉膛上。甚至还可在一定径向深度范围(该径向深度范围取决于所使用的工具)内通过这些清洁开口清洁炉膛。使用其端部弯回一定角度的工具，可通过这些清洁开口清洁耐火内衬的内表面。
由于炉壁的稳定性、密封性和绝热性等原因，与壁空腔相连的清洁开口的横截面基本小于由刮擦区中的壁空腔形成的检修孔的横截面。出于相同的原因，壁空腔的横截面优选沿清洁开口的方向逐渐减小。
优选地，两个连续检修孔之间的剩余表面的圆周范围小于所述检修孔的圆周范围。理想地，两个连续检修孔应由锋利边缘分离，但是出于磨损和稳定性等原因，在两个检修孔之间通常将设有剩余表面。该剩余表面的圆周范围优选小于它所分离的检修孔中之一的圆周范围的50％。在竖直方向上，检修孔延伸得略微超出刮擦区的上限之外。
配备特定工具的工人通过外部护罩中的清洁开口可容易地清洁壁空腔。然而，也可设想为一个、多个或者全部壁空腔装备流体注射装置，从而可借助于注射的流体将积聚在壁空腔中的材料驱逐到炉膛上。可替换地，为一个、多个或者全部壁空腔装备机械推料器，从而可将积聚在壁空腔中的材料推到炉膛上。
每个清洁开口还可有利地具有与其相连的堵塞装置，该堵塞装置包括固定于上述外部护罩的配对法兰的钢制堵头法兰(封口法兰)以及进入到清洁开口中的由耐火材料制成的中心料柱。
可从下面参照附图描述的作为例示的一些优选实施方案的详细描述中理解本发明的其它特点和特征。其中图1是在第一型炉膛的水平面处所截取的多层炉的截面图；图2是在第二型炉膛的水平面处所截取的多层炉的截面图；
图3是沿图2中所示的切割线3-3′所截的竖直截面图；图4是沿图1中所示的切割线4-4′所截的竖直截面图；图5是根据本发明的多层炉的炉壁的环形件的三维视图；以及图6是在具有装有堵塞装置的清洁开口的壁空腔的水平面处所截取的炉壁的竖直截面图。
具体实施例方式
图1示出了穿过根据本发明的多层炉所截的第一截面图。炉壁10径向地限定了具有竖直轴线11(垂直于图所在的平面)的圆柱形空间。在该空间内部，以一个位于另一个之上的方式安置的多个炉膛沿竖直方向限定熔炉的层。图1示出了第一型炉膛12。这是具有外围下落孔14的炉膛12。两个耙柄16、16′与该炉膛12相连，该耙柄16、16′被驱动轴17驱动以围绕竖直轴线11转动。每个耙柄16、16′都带有一系列这样定向的炉膛刮板18、18′，即，使得它们翻转炉膛12上处理的材料并朝向炉膛12的外围移置该材料，在所述外围处该材料通过外围下落孔14掉落到下部炉膛的外围表面上。附图标号20、20′表示壁刮板，其功能是回收积聚在紧邻炉壁10附近的材料并将其推入到外围下落孔14中。
图2示出了第二型炉膛22。这是具有围绕驱动轴17的中央下落孔24的炉膛22。两个耙柄26、26′与该炉膛22相连，该耙柄26、26′同样由驱动轴17使之转动。每个耙柄26、26′都带有一系列炉膛刮板30、30′，这回炉膛刮板30、30被如此定向，即，使得它们翻转炉膛22上处理的材料并朝向炉膛22的中央区域移置该材料，在所述中央区域该材料通过中央下落孔24掉落到下部炉膛的中央区域中。附图标号32表示壁刮板，其用途是回收积聚在紧邻炉壁10附近的材料并将其推入到朝向炉膛22的中心移动的材料流中。
多层炉的炉膛是交替的图1中所示的第一型和图2中所示的第二型。通过耙柄16、16′使得掉落到第一型炉膛12的中央区域中的处理中的材料移动到该炉膛12的外围区域中，在那里该材料通过外围下落孔14掉落到第二型炉膛22的外围区域上。这里，处理的材料由该炉膛22的耙柄26、26′处理。这些耙柄26、26′将处理的材料移动到炉膛22的中央区域中，在那里该材料通过中央下落孔24掉落到图1中所示的另一个第一型炉膛上。
图3示出了在图2中的炉膛22的水平面处所截取的炉壁10的竖直截面图，附图标号42表示炉壁10的内表面，附图标号44表示其外表面。以本身已知的方式，该炉壁10包括钢制的外部护罩46和耐火内衬48。图3还示出了耙柄26的端部和它的具有终端刀片50的壁刮板32。当耙柄26关于轴线11转动时，终端刀片50在炉壁10的内表面42前距离“x”处经过。必须这样计算该距离“x”，即，使其即使在耙柄26和炉壁10经历不同量级的热膨胀或收缩时，也能避免壁刮板32与耐火内衬48之间的直接接触。当围绕中心轴线11转动的终端刀片50的两端在炉壁10的内表面42上形成径向投影时，在该表面42上限定出两个圆，它们限定了环形区52，该环形区52表示炉膛22水平处的炉壁10的刮擦区52。
根据本发明，炉壁10包括多个壁空腔54，这些壁空腔54形成刮擦区52中的一系列检修孔56。应该明白的是，在耐火内衬48中设置的这些壁空腔54大大减少了形成粘附于炉壁10的内表面42并对壁刮板32的通过造成阻碍的硬化材料结壳的危险。通过刮擦区52中的这些检修孔56，炉壁10中的壁空腔54逐渐被材料填满。但是，在现有技术的熔炉中作为形成粘附于炉壁内表面的非常坚硬的外围结壳的起因的“涂浆”坚实效应是几乎不会出现的。积聚在壁空腔54中的材料几乎不会由于壁刮板32的通过而被压实。该材料保持较软因此不会导致显著的制动抖动。
外部护罩46中的清洁开口58可以通向壁空腔54。通过这些清洁开口58，可容易地从外部插入杆、长矛(1ance)或其它清洁装置以便于将积聚在壁空腔54中的材料推回到炉膛22上或者甚至可在一定径向深度范围(该径向深度范围取决于所使用的工具)内清洁炉膛。使用其端部弯回一定角度的工具，还可通过清洁开口58清洁检修孔56周围的耐火内衬的内表面42。
由于炉壁10的稳定性、密封性和绝热性等原因，与壁空腔54相连的清洁开口的横截面基本小于由刮擦区52中的该壁空腔形成的检修孔56的横截面。因此，壁空腔54的横截面沿清洁开口的方向逐渐减小。在附图中所示的优选实施方案中，壁空腔54例如是锥体形状的，而清洁开口是圆柱形形状的且形成在锥体的顶点轴线(1’axis de sommet)上(见图2和图3)。锥形的壁空腔54的横截面最常见为矩形或正方形。然而，其横截面也可为三角形或多边形的，通常，可以是能与包含于炉壁中的其它物体(例如，用于燃烧器、气体导管、探测器等的开口)配合的形状。也可赋予壁空腔轴对称圆锥的形状，之后在该轴对称圆锥的顶点轴线上形成清洁开口58。
在图2中可以看出，刮擦区52中两个连续检修孔561、562之间的剩余表面60的圆周范围(étendue)远小于这样的检修孔56的圆周范围。在图2的实例中，刮擦区52中两个连续检修孔561、562之间的剩余表面60的圆周范围仅示为检修孔56的圆周范围的例如20％。剩余表面60的圆周范围越小，形成粘附于炉壁10内表面42的外围结壳的危险就越低。在极端的情况下，刮擦区52中两个连续检修孔561、562甚至可由锋利边缘分离，以使得在刮擦区52中实际上没有留出硬化材料结壳可形成于其上的表面。而且，在竖直方向上，检修孔56延伸得略微超出限定刮擦区52的上部圆周。
图4示出了在图1中炉膛12的水平面处截取炉壁10所得的竖直截面。附图标号52′表示在该炉膛12的水平面处炉壁10的“刮擦区”的范围。如同在炉膛22的水平面处的刮擦区52的情况中一样，刮擦区52′也被耐火内衬48中的壁空腔54′所形成的连续检修孔56′再细分。唯一明显差异在于，在该炉膛12中的外围下落孔14的水平面处，在耐火内衬48中具有壁凹陷处70，其用途是增大外围下落孔14的横截面。由于炉壁中的该壁凹陷处70延伸得略微超出限定刮擦区52′的下圆周，因此连续检修孔56′没有延伸到限定刮擦区52′的下圆周那么远，而是停止于凹陷处70的上部边缘72的上方。
参照图5可更好地理解检修孔56、56′在耐火内衬的内表面中的布置方式，其中图5示出了炉壁10的环形件的三维视图。在图5中未示出炉膛。阴影线矩形74表示用于图1中类型炉膛(即，具有外围排出孔14的炉膛)的支撑块(socles d’appui)的位置。支撑块74之间的壁凹陷处70是清晰可见的。在装配的多层炉中，具有中央排出孔的炉膛将被直接布置在所示出的环形件的下部边缘下面。因此上面一行检修孔56′是与具有外围排出孔14的炉膛12相连的连续检修孔，而下面一行检修孔56是与具有中央排出孔24的炉膛22相连的连续检修孔。在外部护罩46的侧部上，可看到可以通向壁空腔54′的清洁开口58′和可以通向壁空腔54的清洁开口58。
图6以竖直截面图示出了具有清洁开口的壁空腔54的细节，该清洁开口由防漏堵塞装置90气密地密封。清洁开口通常包括外部护罩46中的孔92。该孔92通到金属套筒94中，金属套筒94延伸一定距离进入耐火内衬48中。防漏堵塞装置90包括固定于外部护罩46的配对法兰98的钢制盲法兰96，以及进入到金属套筒94中的由耐火材料制成的中心料柱100。耐火圈102围绕中心料柱100。盲法兰96通过安装在枢轴上的键(key)固定于配对法兰98上，因此可快速地移除和重新装配盲法兰96。把手104使得可以容易地操纵防漏堵塞装置90。
权利要求
1.一种多层炉，包括限定了具有竖直轴线(11)的圆柱形空间的炉壁(10)，所述炉壁(10)包括内表面(42)和外表面(44)；在所述圆柱形空间的内部限定各层的多个炉膛(12；22)；以及具有壁刮板(20、20′；32)的至少一个耙柄(16、16；26、26′)，所述耙柄(16、16′；26、26′)与所述炉膛(12；22)中的一个相连，其中所述耙柄围绕所述竖直轴线(11)转动，并且在所述耙柄(16、16′；26、26′)转动的过程中，所述壁刮板(20、20′；32)在所述炉壁(10)的所述内表面(42)上限定了刮擦区(52、52′)；其特征在于所述炉壁(10)包括多个壁空腔(54、54′)，所述壁空腔(54、54′)在所述刮擦区(52、52′)中形成连续的检修孔(56、56′)。
2.根据权利要求1所述的多层炉，其中，所述炉壁(10)包括外部护罩(46)和耐火内衬(48)，所述壁空腔(54、54′)设置于所述耐火衬(48)中并且所述护罩(46)装有清洁开口(58、58′)，通过所述清洁开口(58、58′)可进入所述壁空腔(54、54′)。
3.根据权利要求2所述的多层炉，其中，与壁空腔(54、54′)相连的所述清洁开口(58、58′)的横截面基本小于由所述刮擦区(52、52′)中的所述壁空腔(54、54′)形成的所述检修孔(56、56′)的横截面。
4.根据权利要求3所述的多层炉，其中，所述壁空腔(54、54′)的横截面沿所述清洁开口(58、58′)的方向逐渐减小。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的多层炉，其中，所述刮擦区(52、52′)中两个连续检修孔(561、562)之间的剩余表面(60)的圆周范围小于检修孔(56、56′)的圆周范围。
6.根据权利要求5所述的多层炉，其中，所述刮擦区(52、52′)中两个连续检修孔(561、562)之间的剩余表面(60)的圆周范围小于检修孔(56、56′)的圆周范围的50％。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的多层炉，其中，所述刮擦区中的两个连续检修孔由锋利边缘分离。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的多层炉，其中，所述刮擦区(52、52′)中的所述检修孔(56；56′)沿竖直方向延伸得略微超出所述刮擦区(52、52′)的上限。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的多层炉，包括与至少一个所述壁空腔(54、54′)相连的流体注射装置，从而能够将积聚在所述壁空腔(54、54′)中的材料驱逐到所述炉膛(12；22)上。
10.根据前述权利要求中任意一项所述的多层炉，包括与至少一个所述壁空腔(54、54′)相连的至少一个机械推料器，从而能够将积聚在所述壁空腔(54、54′)中的材料推到所述炉膛(12；22)上。
11.根据权利要求2到10中任一项所述的多层炉，包括与各清洁开口(58、58′)相连的堵塞装置(90)。
12.根据权利要求11所述的多层炉，其中所述堵塞装置(90)包括固定于所述外部护罩(46)的配对法兰(98)的钢制盲法兰(96)；以及进入到所述清洁开口(58、58′)中的由耐火材料制成的中心料柱(100)。
全文摘要
本发明涉及一种多层炉，包括限定了具有竖直轴线(11)的圆柱形空间的炉壁(10)；在所述圆柱形空间中限定这些层的多个炉膛(12；22)；以及具有壁刮板(20、20′；32)的至少一个耙柄(16、16′；26、26′)，耙柄(16、16′；26、26′)与其中一个炉膛(12；22)以这种方式相连，即，使得耙柄可以围绕熔炉的竖直轴线(11)转动。在耙柄(16、16′；26、26′)转动的过程中，所述壁刮板(20、20′；32)在炉壁(10)的内表面(42)上限定了刮擦区(52、52′)，所述炉壁(10)包括多个壁空腔(54、54′)，壁空腔(54、54′)在所述刮擦区(52、52′)中形成一行检修孔(56、56′)，从而可避免形成粘附于炉壁(10)内表面(42)并且引起耙柄(16、16′；26、26′)中的制动抖动的非常坚硬的结壳。
文档编号F27D25/00GK1961189SQ200580017877
公开日2007年5月9日 申请日期2005年4月13日 优先权日2004年6月2日
发明者埃米尔·洛纳尔迪 申请人:保尔伍斯股份有限公司