干熄炉的制作方法

1.本实用新型涉及干熄焦技术领域，具体地，涉及一种干熄炉。


背景技术：

2.干熄焦工艺是指采用较冷的循环气体将红焦降温冷却的工艺方法，而干熄炉则是进行干熄焦工艺的设备中的核心部分。
3.在现有技术中，干熄炉由上至下依次包括预存段、斜道段以及冷却段，其中预存段包括锥形区和直段区，锥形区的顶部和冷却段的底部均具有开口。直段区内设有环形气道，该环形气道围绕在干熄炉的内腔的周向外侧。斜道段内设有多个沿周向间隔布置的牛腿，相邻的牛腿之间形成与环形气道连通的斜向气道，环形气道的内墙被支撑在多个牛腿上。
4.当干熄炉运行时，红焦(炽热焦炭)由干熄炉的顶部开口进入干熄炉的内腔，循环气体由干熄炉的底部开口进入并与红焦进行换热，冷却后的焦炭从干熄炉的底部排出，循环气体携带着大量热量经由斜向气道、环形气道流出干熄炉，并进入余热回收系统进行余热回收。
5.在此过程中，由于干熄炉的内腔中存在红焦，其温度远高于环形气道及斜向气道内循环气体的温度，环形气道及斜向气道的内外产生较大的温差，这样会导致两侧结构的热膨胀不同。例如，环形气道的外墙与内墙的膨胀程度不同，内墙靠近干熄炉的内腔，其膨胀程度要大于外墙的膨胀程度，两者形成的膨胀差导致外墙与内墙之间产生热膨胀力，从而容易使环形气道的内墙出现鼓肚、垮塌等现象。另外，由于环形气道的内墙被支撑在牛腿上，上述热膨胀力还会增加牛腿的负载力，长此以往牛腿容易出现断裂、脱落的现象。上述环形气道的内墙、牛腿等结构如果发生损坏，则会导致干熄炉停炉检修，影响干熄炉的使用寿命以及干熄焦工艺的稳定运行。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种干熄炉。
7.本实用新型提供一种干熄炉，包括炉体，炉体具有第一环形外墙和连接在第一环形外墙下方的第二环形外墙，第一环形外墙的内侧设有环形内墙，第二环形外墙向内倾斜设置，第二环形外墙的内侧设有多个沿周向间隔布置的牛腿，多个牛腿的顶部设有环形梁，环形内墙连接在环形梁上，第一环形外墙与环形内墙之间形成环形气道，相邻的牛腿之间形成与环形气道连通的斜向气道，各牛腿均由砖体结构砌筑而成，其中，砖体结构包括多层第一砖体，每层第一砖体沿径向被分为两组，两组第一砖体之间设有第一膨胀缝，在多层第一砖体中，每层的两组第一砖体中靠近炉体中心的一组共同构成径向可动部分，环形梁连接在径向可动部分上。
8.进一步地，在多层第一砖体中，每层的两组第一砖体中靠近第二环形外墙的一组共同构成固定部分，固定部分的各第一砖体的类型相同，径向可动部分的各第一砖体的类型相同，且固定部分的各第一砖体的类型与径向可动部分的各第一砖体的类型不同。
9.进一步地，固定部分的各第一砖体为粘土砖，径向可动部分的各第一砖体为莫来石-碳化硅砖。
10.进一步地，在多层第一砖体中，每层的第一膨胀缝整体呈倾斜状排布，且其倾斜方向与第二环形外墙的倾斜方向相同。
11.进一步地，砖体结构还包括至少一层第二砖体，在每层第二砖体中，相邻的第二砖体之间均接触并连接，至少一层第二砖体位于多层第一砖体的下方。
12.进一步地，第二砖体的层数为大于等于10层且小于等于20层。
13.进一步地，砖体结构还包括多层保温砖，多层保温砖中的至少一层连接在第二环形外墙与第二砖体之间，多层保温砖中的其余部分连接在第二环形外墙与第一砖体之间。
14.进一步地，各牛腿的顶部还设有横梁，横梁位于环形梁的外侧且沿径向延伸设置，横梁的一端与环形梁接触并连接，横梁的另一端与第一环形外墙和/或第二环形外墙之间设有第二膨胀缝。
15.进一步地，第一环形外墙和环形内墙的顶部设有盖顶结构，盖顶结构包括两个呈分体式的盖顶部，两个盖顶部分别连接在第一环形外墙和环形内墙上，且两个盖顶部之间设有滑动缝，滑动缝沿轴向延伸设置。
16.进一步地，两个盖顶部沿径向与彼此相对的侧面分别设有弧形槽，两个盖顶部的两个弧形槽共同围成一通孔，通孔与环形气道连通。
17.本实用新型具有以下有益效果：
18.本实用新型提供的各牛腿均由砖体结构砌筑而成。其中，砖体结构包括多层第一砖体，每层第一砖体沿径向被分为两组，两组第一砖体之间设有第一膨胀缝，每组第一砖体中相邻的第一砖体之间接触并连接。在多层第一砖体中，每层的两组第一砖体中靠近炉体中心的一组共同构成径向可动部分。环形梁连接在径向可动部分上。
19.上述环形内墙、环形梁以及牛腿的径向可动部分可看作是连接为一个整体，多层第一砖体中设置的第一膨胀缝能够为环形内墙、环形梁以及牛腿的径向可动部分提供沿径向的热膨胀空间。当环形内墙、环形梁以及牛腿的径向可动部分中的至少一个受热膨胀时，借助第一膨胀缝能够释放热膨胀力，从而减小环形内墙、环形梁及牛腿的径向可动部分形成的整体与外侧结构(例如，牛腿的其余部分、第一环形外墙、第二环形外墙等)之间的作用力以及环形内墙、环形梁及牛腿的径向可动部分相互之间的作用力，同时可以减小牛腿的负载力，进而有利于减少或避免环形内墙出现鼓肚或垮塌、牛腿出现断裂或脱落等损坏现象，提高各个部件的使用稳定性和寿命，干熄炉的运行稳定、检修频率较低，这样有利于减少维修成本，提高生产效率。
附图说明
20.图1为根据本实用新型的一个实施例的干熄炉的纵向剖视示意图；
21.图2为图1的干熄炉的a-a向剖视示意图；
22.图3为图1的干熄炉的牛腿、环形梁及横梁的结构示意图；
23.图4为图1的干熄炉的第一环形外墙、环形内墙及盖顶结构的结构示意图；
24.图5为图4的盖顶结构的俯视示意图。
具体实施方式
25.为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图来对本实用新型提供的干熄炉进行详细描述。
26.需要说明的是，除非另外定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。若全文中出现“和/或”，其含义为包括三个并列方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。此外，
27.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”等，仅用来描述如图中所示的一个器件或特征与其它器件或特征的空间位置关系，应当理解为也包含除了图中所示的方位之外的在使用或操作中的不同方位。
28.本实用新型提供了一种干熄炉，在该干熄炉中采用较冷的循环气体与红焦进行换热以实现对红焦的降温冷却。如图1和图2所示，在一些实施例中，干熄炉包括炉体10。需要注意的是，为了便于描述，全文中涉及的“周向”、“径向”及“轴向”分别指的是“炉体10的周向”、“炉体10的径向”及“炉体10的轴向”。
29.上述炉体10由上至下依次包括预存段、斜道段以及冷却段。其中，预存段包括锥形区和位于锥形区下方的直段区。锥形区的顶部和冷却段的底部均具有开口。炉体10具有第一环形外墙11和连接在第一环形外墙11下方的第二环形外墙12。第一环形外墙11的内侧设有环形内墙13。第二环形外墙12向内倾斜设置。第二环形外墙12的内侧设有多个沿周向间隔布置的牛腿14。多个牛腿14的顶部设有环形梁15，多个牛腿14共同对环形梁15进行支撑。环形内墙13连接在环形梁15上，环形梁15对环形内墙13进行支撑。第一环形外墙11与环形内墙13之间形成环形气道16。相邻的牛腿14之间形成与环形气道16连通的斜向气道。环形气道16对应于直段区，牛腿14及斜向气道对应于斜道段，环形气道16、牛腿14及斜向气道可看作是围绕在干熄炉的内腔的周向外侧。
30.当干熄炉运行时，红焦(炽热焦炭)由干熄炉的锥形区的顶部开口进入干熄炉的内腔，循环气体由干熄炉的冷却段的底部开口进入干熄炉的内腔，并与红焦进行换热。冷却后的焦炭从干熄炉的底部排出，循环气体携带着大量热量依次经由斜向气道、环形气道16、环形气道16的侧向开口流出干熄炉，并进入余热回收系统进行余热回收。
31.在此过程中，由于干熄炉的内腔中存在红焦，其温度远高于环形气道16及斜向气道内循环气体的温度，环形气道16及斜向气道的内外产生较大的温差，这样会导致两侧结构的热膨胀不同。例如，上述温差会导致第一环形外墙11与环形内墙13的沿径向和沿轴向的膨胀程度不同，环形内墙13靠近干熄炉的内腔，其膨胀程度要大于第一环形外墙11的膨胀程度，也就是说，第一环形外墙11与环形内墙13之间会产生沿径向膨胀差和沿轴向膨胀差。
32.另外，与环形内墙13底部连接的环形梁15同样靠近干熄炉的内腔，其膨胀程度要大于外侧结构(例如第一环形外墙11、第二环形外墙12、牛腿14外侧部分等)的膨胀程度，因此环形梁15与其外侧结构之间也会产生沿径向膨胀差。甚至于，牛腿14靠近干熄炉内腔的内侧部分和远离干熄炉内腔的外侧部分之间也会由于膨胀程度不同产生沿径向膨胀差。
33.如图2和图3所示，在一些实施例中，各牛腿14均由砖体结构砌筑而成。其中，砖体结构包括多层第一砖体141，每层第一砖体141沿径向被分为两组，两组第一砖体141之间设有第一膨胀缝142，每组第一砖体141中相邻的第一砖体141之间接触并连接。在多层第一砖体141中，每层的两组第一砖体141中靠近炉体10中心的一组共同构成径向可动部分。换言之，以相邻的两层第一砖体141为例，一层中靠近炉体10中心的一组第一砖体141，与另一层中靠近炉体10中心的一组第一砖体141之间相互连接，每相邻的两层第一砖体141之间均以此种方式设置，从而使多层第一砖体141中靠近炉体10中心的第一砖体141均连接为一个整体结构，该整体结构即为上述径向可动部分。环形梁15连接在径向可动部分上。
34.上述环形内墙13、环形梁15以及牛腿14的径向可动部分可看作是连接为一个整体，多层第一砖体141中设置的第一膨胀缝142能够为环形内墙13、环形梁15以及牛腿14的径向可动部分提供沿径向的热膨胀空间。当环形内墙13、环形梁15以及牛腿14的径向可动部分中的至少一个受热膨胀时，借助第一膨胀缝142能够释放热膨胀力，从而减小环形内墙13、环形梁15及牛腿14的径向可动部分形成的整体与外侧结构(例如，牛腿14的其余部分、第一环形外墙11、第二环形外墙12等)之间的作用力以及环形内墙13、环形梁15及牛腿14的径向可动部分相互之间的作用力，同时可以减小牛腿14的负载力，进而有利于减少或避免环形内墙13出现鼓肚或垮塌、牛腿14出现断裂或脱落等损坏现象，提高各个部件的使用稳定性和寿命，干熄炉的运行稳定、检修频率较低，这样有利于减少维修成本，提高生产效率。
35.如图3所示，在一些实施例中，在多层第一砖体141中，每层的两组第一砖体141中靠近第二环形外墙12的一组共同构成固定部分。换言之，以相邻的两层第一砖体141为例，一层中靠近第二环形外墙12的一组第一砖体141，与另一层中靠近第二环形外墙12的一组第一砖体141之间相互连接，每相邻的两层第一砖体141之间均以此种方式设置，从而使多层第一砖体141中靠近第二环形外墙12的第一砖体141均连接为一个整体结构，该整体结构即为上述固定部分。固定部分的各第一砖体141的类型相同。径向可动部分的各第一砖体141的类型相同。一般情况下，类型相同的砖体的热膨胀系数相同，因此将固定部分的各第一砖体141设为相同类型、径向可动部分的各第一砖体141设为相同类型，类型相同的第一砖体141之间的膨胀差可不作重点考虑，只需考虑固定部分与径向可动部分之间的膨胀差即可。
36.进一步地，固定部分的各第一砖体141的类型与径向可动部分的各第一砖体141的类型不同。通常情况下，径向可动部分靠近炉体10中心设置，也就是说径向可动部分靠近炉体10的内腔设置，径向可动部分的第一砖体141所处环境温度较高，另外径向可动部分最内侧的第一砖体141直接与炉体10的内腔接触，工况较为恶劣。因此，径向可动部分的各第一砖体141可采用抗拉、抗折、抗热震能力较好的砖体类型。例如，径向可动部分的各第一砖体141可为莫来石-碳化硅砖，优选为a级莫来石-碳化硅砖。固定部分的各第一砖体141相对来说距离炉体10中心较远，固定部分的各第一砖体141可采用普通的、成本较低的砖体类型。例如，固定部分的各第一砖体141可为粘土砖。
37.需要说明的是，固定部分的各第一砖体141的类型和径向可动部分的各第一砖体141的类型并不限于此，在其它实施方式中，可以根据实际需要进行合理设计。
38.如图3所示，特别地，在多层第一砖体141中，每层的第一膨胀缝142整体呈倾斜状排布，也就是说，每层第一砖体141中均具有一个第一膨胀缝142，多层第一砖体141中的这
些第一膨胀缝142之间呈倾斜状排布。同时，多个第一膨胀缝142呈倾斜状排布的倾斜方向与第二环形外墙12的倾斜方向相同。在经过对炉体10内环境条件、对牛腿14的结构受力等因素进行分析后，发明人发现固定部分的各第一砖体141与径向可动部分的各第一砖体141按照图3中示出的方式分布最佳，即每层第一砖体141中靠近第二环形外墙12的一组第一砖体141的数量基本相同或相近，每层第一砖体141中靠近炉体10中心的一组第一砖体141的数量由上至下逐渐减小。此时，多个第一膨胀缝142呈倾斜状排布，且倾斜方向与第二环形外墙12的倾斜方向相同。当然，多个第一膨胀缝142的排布方式不限于此，在图中未示出的其它实施例中，也可以按照其它方式进行排布，例如，多个第一膨胀缝142上下对齐设置；或者，多个第一膨胀缝142左右交错设置，等等。
39.如图3所示，在一些实施例中，砖体结构还包括至少一层第二砖体143。在每层第二砖体143中，相邻的第二砖体143之间均接触并连接，也就是说，每层第二砖体143中不设置膨胀缝，相邻的第二砖体143之间均紧密连接，这样使至少一层第二砖体143形成一个牢固的整体。至少一层第二砖体143整体位于多层第一砖体141整体的下方。至少一层第二砖体143整体能够为具备第一膨胀缝142的多层第一砖体141提供有效地支承，从而有利于保证牛腿14的稳固性。另外，最上层的第二砖体143与最下层的第一砖体141两者的配合面均呈光滑状，这样可以便于在发生热膨胀时径向可动部分进行滑动。
40.优选地，第二砖体143的层数为大于等于10层且小于等于20层。当然，第二砖体143的具体数量不限于此，在图中未示出的其它实施例中，第二砖体143的层数可以根据需要进行合理设计。另外，需要注意的是，每层第二砖体143中也可以分为两组，每组的第二砖体143的类型设置为不同，靠近炉体10中心的一组第二砖体143为抗拉、抗折、抗热震能力较好的砖体类型(例如莫来石-碳化硅砖)，远离炉体10中心的一组第二砖体143为普通的、成本较低的砖体类型(例如粘土砖)。
41.如图3所示，在一些实施例中，砖体结构还包括多层保温砖144。多层保温砖144中的至少一层连接在第二环形外墙12与第二砖体143之间，多层保温砖144中的其余部分连接在第二环形外墙12与第一砖体141之间。上述保温砖144能够有效地对炉体10的内部起到一定的保温作用。在图3示出的具体实施例中，保温砖144的层数与第二砖体143的层数和第一砖体141对应于第二环形外墙12的层数的总数相同，每层保温砖144与第二环形外墙12之间以及每层第一砖体141与第二环形外墙12之间均连接有一层保温砖144。
42.如图2和图3所示，在一些实施例中，各牛腿14的顶部还设有横梁17，横梁17位于环形梁15的外侧且沿径向延伸设置。横梁17可以提高第一环形外墙11、第二环形外墙12、牛腿14、环形梁15的整体强度。横梁17的一端与环形梁15接触并连接，横梁17可随环形梁15一同滑动。横梁17的另一端与第一环形外墙11和/或第二环形外墙12之间设有第二膨胀缝171。当环形内墙13、环形梁15以及牛腿14的径向可动部分中的至少一个受热膨胀时，借助第二膨胀缝171能够释放热膨胀力，从而减小横梁17与第一环形外墙11和/或第二环形外墙12之间的作用力。
43.如图1、图4及图5所示，在一些实施例中，第一环形外墙11和环形内墙13的顶部设有盖顶结构，通过盖顶结构将第一环形外墙11的顶部和环形内墙13的顶部进行连接。其中，盖顶结构包括两个呈分体式的盖顶部181，两个盖顶部181分别连接在第一环形外墙11和环形内墙13上，且两个盖顶部181之间设有滑动缝182，滑动缝182沿轴向延伸设置。当第一环
形外墙11与环形内墙13之间产生沿轴向膨胀差时，由于存在上述滑动缝182，第一环形外墙11与环形内墙13可沿轴向发生相对移动，可分别进行膨胀、互不干涉。换言之，借助滑动缝182能够释放热膨胀力，从而减小或避免第一环形外墙11与环形内墙13连接处(即盖顶结构)的损伤以及环形内墙13的鼓肚现象，同时还可以减小牛腿14的负载力。
44.优选地，滑动缝182设置在环形气道16顶部的大致中间位置处。具体地，在炉体10的径向上，滑动缝182与第一环形外墙11之间的距离和滑动缝182与环形内墙13之间的距离大致相等。当然，在图中未示出的其它实施例中，滑动缝182也可以设置在靠近环形内墙13的一侧，或者设置在靠近第一环形外墙11的一侧，只要能够使第一环形外墙11与环形内墙13可沿轴向发生相对移动、释放热膨胀力即可。
45.如图1、图4及图5所示，在一些实施例中，盖顶结构上设有通孔183，通孔183与环形气道16连通。通孔183可以作为用于观察炉体10内部的观察孔或向炉体10内输入空气的进气孔等。具体地，两个盖顶部181沿径向与彼此相对的侧面分别设有弧形槽1811，两个盖顶部181的两个弧形槽1811共同围成上述通孔183，此时通孔183的位置与滑动缝182的位置相对应且连通。当然，在图中未示出的其它实施例中，通孔183也可以与滑动缝182相互间隔，例如，通孔183整体直接开设在两个盖顶部181中的一个上。
46.需要说明的是，盖顶结构由砖体砌筑而成。另外，第一环形外墙11、第二环形外墙12及环形内墙13同样由砖体砌筑而成。对于盖顶结构、第一环形外墙11、第二环形外墙12及环形内墙13采用的砖体类型并不作限定，可以为任何能够满足实际要求的砖体类型。例如，第一环形外墙11由内向外可依次采用莫来石-碳化硅砖(优选为a级莫来石-碳化硅砖)、粘土砖及保温砖砌筑而成。
47.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。