热风管道三角形柔性大拉杆装置制造方法
【专利摘要】一种热风管道三角形柔性大拉杆装置，属于高炉顶燃式热风炉【技术领域】。包括：热风总管、热风支管、热风支管补偿器、热风阀、热风炉炉壳。在热风炉炉壳上设置热风炉炉壳加强环，在热风支管与热风总管连接的三岔口位置设置热风管道上大拉杆支座，然后利用两组呈三角形布置的柔性大拉杆将热风炉炉壳加强环和柔性大拉杆支座连接成一体，连接方式采用焊接或螺栓连接。为方便连接可以设置连接板。优点在于，能够有效吸收热风炉炉壳上涨，减少管壳和炉壳的应力，提高热风炉和管道的安全性，特别适用于热风出口较高、炉壳上涨量较大的顶燃式热风炉。
【专利说明】热风管道三角形柔性大拉杆装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于高炉顶燃式热风炉【技术领域】，特别是提供了一种热风管道三角形柔性大拉杆装置，克服了管道盲板力、同时还能吸收热风炉炉壳热膨胀的拉杆，适用于炼铁工艺中热风炉的热风支管，用来连接热风炉和管道。
【背景技术】
[0002]在高炉炼铁技术的发展历史中，热风炉的成功应用无疑具有特殊的地位。高炉使用热风冶炼为节约储量有限的冶金焦、降低能源消耗、提高高炉产量、降低钢铁成本方面起到了重要作用；同时也提高了能源的利用率、减少CO2排放，对环境保护有着重要且积极的影响。因此不断的提高热风的温度、压力是高炉热风炉技术进步的主要方向。随着技术进步，热风温度已经由最初的149°c发展到最高1300°c的水平，热风炉炉内最高温度达到了1450°C，炉内压力最高0.5MPa。如何安全的输送数量巨大、超高温度和压力的热风，是热风炉技术的一个重要环节。如果没有处理好热风管道的问题，在生产过程中容易出现管道过热、烧红甚至爆炸的恶性事故，造成重大人员伤亡的惨剧。出现以上事故的一个原因就是热风管道拉杆设计不合理，不能有效的解决受热膨胀、盲板力带来的影响，从而导致钢结构疲劳变形、发生事故。
[0003]热风支管上的大拉杆一直是热风管道设计的重要环节，以往的热风支管大拉杆常见形式的平面布置如图1、图2。
[0004]图中:1是热风总管，2是热风支管，3是热风支管波纹补偿器，4是热风阀，5是热风炉炉壳，6是热风总管上的拉杆支座，7是拉杆与支座连接，8是热风支管大拉杆，9是长度调整螺母，10是拉杆与热风炉支座连接，11是热风炉上拉杆支座，。热风炉正常工作时，钢壳温度为80~150°C，此时热风支管产生的膨胀由波纹补偿器3来吸收，而鼓风产生的盲板力则由6、7、8、9、10、11组成的组合装置来承受。为了吸收热风炉炉壳在竖直方向的膨胀，在拉杆与支座连接的7、10处可以设置成销轴或铰链连接。这样的形式虽然解决了钢结构膨胀和盲板力的问题，但是由于盲板力很大，导致热风出口应力集中，有可能造成支座11与热风炉炉壳5之间的焊缝开裂，从而使整体结构失效，另外巨大的盲板力还能够造成热风炉炉壳5、热风支管2的钢壳变形，从而使内部耐火材料支撑结构遭到破坏，炉内高温将炉壳烧红甚至烧穿的事故。
[0005]随着顶燃式热风炉技术的推广应用，热风支管2的位置变的更高，受热膨胀以后上升量更大，而且随着高炉风压提高，管道盲板力也更高，传统的热风支管拉杆8形式不能稳妥的解决热风支管2的受力和膨胀问题。国内多座顶燃式热风炉在热风支管2、热风炉炉壳5与热风支管2的连接处的问题上出现故障，在高炉生产的情况下处理起来非常困难，一些热风炉只能带病生产，非常危险。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种热风管道三角形柔性大拉杆装置，能够有效的解决顶燃式热风炉炉壳5、热风支管2钢结构受热以后的膨胀问题，同时保证钢结构，尤其是热风炉炉壳5与热风支管2的交接处和热风支管2与热风总管I的三岔口在受到盲板力的作用下不会发生过量变形，以保护砌筑结构的稳定性，提高热风炉在生产操作时的安全性。
[0007]本发明包括:热风总管1、热风支管2、热风支管补偿器3、热风阀4、热风炉炉壳5、热风管道上拉杆支座12、柔性大拉杆13、连接板14、热风炉炉壳加强环15。
[0008]本发明利用三角形稳定性原理，在热风炉炉壳5上设置热风炉炉壳加强环15,在热风支管2与热风总管I连接的三岔口位置设置热风管道上大拉杆支座12，然后利用两组呈三角形布置的柔性大拉杆13将热风炉炉壳加强环15和柔性大拉杆支座12连接成一体，连接方式采用焊接或螺栓连接。为方便连接可以设置连接板14。
[0009]热风支管2与热风总管I连接的管道三岔口是三角柔性大拉杆装置的起点，从这个起点开始，柔性大拉杆13沿热风炉炉壳5的切线或交线方向布置，柔性大拉杆13与热风炉炉壳5的半径夹角是45°~120°，柔性大拉杆13与热风炉炉壳加强环15的连接点是三角柔性大拉杆装置的另外两个终点。
[0010]柔性大拉杆13的截面形状可以是H型钢、角钢、圆钢、T型钢或矩形截面的型钢；柔性大拉杆13的布置形式具有方向性，在水平方向是受力强侧，竖直方向是受力弱侧。
[0011]热风炉炉壳加强环15的截面形状可以是H型钢、角钢、T型钢或矩形截面的型钢，热风炉炉壳加强环15可以设置成360°整圆或者1° -359°的圆弧，柔性大拉杆13与热风炉炉壳加强环15连接。
[0012]在热风炉炉壳5上设置的热风炉炉壳加强环15可以有效的提高热风炉炉壳5的刚度，有利于热风支管 2与热风炉炉壳5连接部位的稳定。
[0013]两组柔性大拉杆13呈三角形布置，将拉力的作用点分散至热风炉炉壳加强环15上，并且远离热风炉炉壳5与热风支管2连接的开孔部位，从而减小了孔口部位钢结构的应力集中问题。柔性大拉杆13需要有足够的抗拉能力，能承受盲板力产生的拉应力；同时柔性大拉杆13还要具有一定的柔性，能够承受热风炉炉壳5竖直方向受热上涨所产生的剪切应力，而且在安装状态下不会发生太大的挠度变形。
[0014]柔性大拉杆13在布置时要考虑方向性，在水平方向应为柔性大拉杆13的受力强侦牝在热风炉炉壳5的竖直膨胀方向，应为受力弱侧，如图6的示例说明。
[0015]综上所述，本发明提供了一种解决顶燃式热风炉炉壳5受热上涨和热风支管2盲板力的方法，利用加强环15和呈三角形布置的柔性大拉杆13实现如下功能:
[0016]1、加强环有效的提高了热风炉炉壳5的刚度，改善管道开孔部位的热风炉炉壳5受力结构。
[0017]2、呈三角形布置的大拉杆13，把热风炉炉壳5的受力作用点分散到了加强环15上，并远离管道开孔部位，降低了热风炉炉壳5内应力。
[0018]3、三角形大拉杆13与加强环15是相切或相交的关系，相切时，三角形拉杆13与热风炉炉壳5半径夹角是90° ;相交时，三角形拉杆与热风炉半径夹角是45°~120°。
[0019]4、大拉杆13需要具有一定的柔性，同时考虑承受盲板力产生的拉应力和热风炉炉壳5上涨造成的剪切应力。
[0020]通过本发明能够有效的解决顶燃式热风炉炉壳5、热风支管2受热膨胀和盲板力带来的不利影响。【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是传统热风支管大拉杆的一种平面布置图。
[0022]图2是传统热风支管大拉杆的另一种平面布置图。
[0023]图中，热风总管1、热风支管2、热风支管波纹补偿器3、热风阀4、热风炉炉壳5、管道上的拉杆座6、拉杆与支座连接7、热风支管大拉杆8、长度调整螺母9、拉杆与热风炉支座连接10、热风炉上拉杆支座11。
[0024]图3是本发明的三角形柔性拉杆实施例1的平面布置图。
[0025]图4是本发明的三角形柔性拉杆施例2的平面布置图。
[0026]图5是本发明的三角形柔性拉杆施例3的平面布置图。
[0027]图中，热风总管1、 热风支管2、热风支管波纹补偿器3、热风阀4、热风炉炉壳5、热风管道上拉杆支座12、柔性大拉杆13、连接板14、热风炉炉壳加强环15。
[0028]图6是大拉杆13横截面受力强侧和受力弱侧的示例说明，横截面剖切位置见图3中A-A剖切位置。
【具体实施方式】
[0029]实施例1:
[0030]图3是本发明的【具体实施方式】。
[0031]由图3可知，本发明包括:热风总管1，热风支管2，热风支管补偿器3，热风阀4，热风炉炉壳5，热风管道上拉杆支座12，柔性大拉杆13，，连接板14，热风炉炉壳加强环15。
[0032]在热风总管I与热风支管2连接的三岔口设置大拉杆支座12。在热风炉炉壳5上设置加强环15，为方便连接在加强环15上设置连接板14。用柔性大拉杆13将拉杆支座12和连接板14连接起来，加强环15是完整的360°圆环。从而可以构成一个整体的拉杆组合装置，保证热风支管生产时候的安全稳定。
[0033]实施例2:
[0034]图4是本发明的另一种【具体实施方式】。
[0035]由图4可知，本实施方式包括:热风总管1，热风支管2，热风支管补偿器3，热风阀4，热风炉炉壳5，热风管道上拉杆支座12，柔性大拉杆13，连接板，14，热风炉炉壳加强环15。
[0036]在该实施例中，方法与图3类似，不同之处在与可以很据实际布置情况，将两组大拉杆所对应的拉杆支座12合并为一套。
[0037]在热风总管I与热风支管2连接的三岔口设置大拉杆支座12。在热风炉炉壳上设置加强环15，为方便连接在加强环15上设置连接板14。用柔性大拉杆13将拉杆支座12和连接板14连接起来。从而可以构成一个整体的拉杆组合装置，保证热风支管生产时候的安全稳定。
[0038]实施例3:
[0039]图5是本发明的另一种【具体实施方式】。
[0040]由图5可知，本实施方式包括:热风总管1，热风支管2，热风支管补偿器3，热风阀4，热风炉炉壳5，热风管道上拉杆支座12，柔性大拉杆13，，连接板，14，热风炉炉壳加强环15。
[0041]对于某些新建或改造工程，热风炉高度受到限制，加强环15无法做成360°完整的一环，可在热风出口处断开。
[0042]本实施例与实施例1类似，不同之处在于热风炉炉壳加强环15不是360°整环，而是在热风出口处断开。
[0043]在热风总管I与热风支管2连接的三岔口设置大拉杆支座12。在热风炉炉壳上设置加强环15，为方便连接在加强环15上设置连接板14。用柔性大拉杆13将拉杆支座12和连接板14连接起来。从而可以构成一个整体的拉杆组合装置，保证热风支管生产时候的
安全稳定。
[0044]本发明属于高炉顶燃式热风炉领域，提供一种解决顶燃式热风炉钢结构受热膨胀和热风支管2盲板力的方法,适合于解决顶燃式热风炉炉壳5、热风支管2钢结构受热以后的膨胀问题，提高热风炉在生产操作时的安全性。
[0045]本发明三角形布置的热风管道柔性拉杆，具有多种实施方案，附图只作解释说明用，并非对本发明的限制。任何未脱离本发明设计思路，对本发明作非实质性改动的，均仍属于本发明的范围。
【权利要求】
1.一种热风管道三角形柔性大拉杆装置，包括:热风总管、热风支管、热风支管补偿器、热风阀、热风炉炉壳；其特征在于:在热风炉炉壳(5)上设置热风炉炉壳加强环(15)，在热风支管(2)与热风总管(1)连接的三岔口位置设置热风管道上大拉杆支座(12)，然后利用两组呈三角形布置的柔性大拉杆(13)将热风炉炉壳加强环(15)和柔性大拉杆支座(12)连接成一体，连接方式采用焊接或螺栓连接； 热风支管(2)与热风总管(1)连接的管道三岔口是三角柔性大拉杆装置的起点，从这个起点开始，柔性大拉杆(13)沿热风炉炉壳(5)的切线或交线方向布置，柔性大拉杆(13)与热风炉炉壳(5)的半径夹角是45°~120°，柔性大拉杆(13)与热风炉炉壳加强环(15)的连接点是三角柔性大拉杆装置的另外两个终点。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，柔性大拉杆(13)的截面形状为H型钢、角钢、圆钢、T型钢或矩形截面的型钢；柔性大拉杆(13)的布置形式具有方向性，在水平方向是受力强侧，竖直方向是受力弱侧。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，三角柔性大拉杆装置共两组，分别位于热风支管(2)的上、下部。
4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，热风炉炉壳加强环(15)的截面形状为是H型钢、角钢、T型钢或矩形截面的型钢，热风炉炉壳加强环(15)设置成360°整圆或者1。-359。的圆弧。
【文档编号】C21B9/10GK103966378SQ201410225552
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月24日 优先权日:2014年5月24日
【发明者】张福明, 毛庆武, 银光宇, 李欣, 梅丛华, 许云, 曹朝真, 胡祖瑞, 孟玉杰, 杨森 申请人:北京首钢国际工程技术有限公司