熱風(fēng)管道三角形柔性大拉桿裝置制造方法
【專利摘要】一種熱風(fēng)管道三角形柔性大拉桿裝置，屬于高爐頂燃式熱風(fēng)爐【技術(shù)領(lǐng)域】。包括：熱風(fēng)總管、熱風(fēng)支管、熱風(fēng)支管補償器、熱風(fēng)閥、熱風(fēng)爐爐殼。在熱風(fēng)爐爐殼上設(shè)置熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)，在熱風(fēng)支管與熱風(fēng)總管連接的三岔口位置設(shè)置熱風(fēng)管道上大拉桿支座，然后利用兩組呈三角形布置的柔性大拉桿將熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)和柔性大拉桿支座連接成一體，連接方式采用焊接或螺栓連接。為方便連接可以設(shè)置連接板。優(yōu)點在于，能夠有效吸收熱風(fēng)爐爐殼上漲，減少管殼和爐殼的應(yīng)力，提高熱風(fēng)爐和管道的安全性，特別適用于熱風(fēng)出口較高、爐殼上漲量較大的頂燃式熱風(fēng)爐。
【專利說明】熱風(fēng)管道三角形柔性大拉桿裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高爐頂燃式熱風(fēng)爐【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是提供了一種熱風(fēng)管道三角形柔性大拉桿裝置，克服了管道盲板力、同時還能吸收熱風(fēng)爐爐殼熱膨脹的拉桿，適用于煉鐵工藝中熱風(fēng)爐的熱風(fēng)支管，用來連接熱風(fēng)爐和管道。
【背景技術(shù)】
[0002]在高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展歷史中，熱風(fēng)爐的成功應(yīng)用無疑具有特殊的地位。高爐使用熱風(fēng)冶煉為節(jié)約儲量有限的冶金焦、降低能源消耗、提高高爐產(chǎn)量、降低鋼鐵成本方面起到了重要作用；同時也提高了能源的利用率、減少CO2排放，對環(huán)境保護有著重要且積極的影響。因此不斷的提高熱風(fēng)的溫度、壓力是高爐熱風(fēng)爐技術(shù)進步的主要方向。隨著技術(shù)進步，熱風(fēng)溫度已經(jīng)由最初的149°c發(fā)展到最高1300°c的水平，熱風(fēng)爐爐內(nèi)最高溫度達到了1450°C，爐內(nèi)壓力最高0.5MPa。如何安全的輸送數(shù)量巨大、超高溫度和壓力的熱風(fēng)，是熱風(fēng)爐技術(shù)的一個重要環(huán)節(jié)。如果沒有處理好熱風(fēng)管道的問題，在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)管道過熱、燒紅甚至爆炸的惡性事故，造成重大人員傷亡的慘劇。出現(xiàn)以上事故的一個原因就是熱風(fēng)管道拉桿設(shè)計不合理，不能有效的解決受熱膨脹、盲板力帶來的影響，從而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)疲勞變形、發(fā)生事故。
[0003]熱風(fēng)支管上的大拉桿一直是熱風(fēng)管道設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，以往的熱風(fēng)支管大拉桿常見形式的平面布置如圖1、圖2。
[0004]圖中:1是熱風(fēng)總管，2是熱風(fēng)支管，3是熱風(fēng)支管波紋補償器，4是熱風(fēng)閥，5是熱風(fēng)爐爐殼，6是熱風(fēng)總管上的拉桿支座，7是拉桿與支座連接，8是熱風(fēng)支管大拉桿，9是長度調(diào)整螺母，10是拉桿與熱風(fēng)爐支座連接，11是熱風(fēng)爐上拉桿支座，。熱風(fēng)爐正常工作時，鋼殼溫度為80~150°C，此時熱風(fēng)支管產(chǎn)生的膨脹由波紋補償器3來吸收，而鼓風(fēng)產(chǎn)生的盲板力則由6、7、8、9、10、11組成的組合裝置來承受。為了吸收熱風(fēng)爐爐殼在豎直方向的膨脹，在拉桿與支座連接的7、10處可以設(shè)置成銷軸或鉸鏈連接。這樣的形式雖然解決了鋼結(jié)構(gòu)膨脹和盲板力的問題，但是由于盲板力很大，導(dǎo)致熱風(fēng)出口應(yīng)力集中，有可能造成支座11與熱風(fēng)爐爐殼5之間的焊縫開裂，從而使整體結(jié)構(gòu)失效，另外巨大的盲板力還能夠造成熱風(fēng)爐爐殼5、熱風(fēng)支管2的鋼殼變形，從而使內(nèi)部耐火材料支撐結(jié)構(gòu)遭到破壞，爐內(nèi)高溫將爐殼燒紅甚至燒穿的事故。
[0005]隨著頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)的推廣應(yīng)用，熱風(fēng)支管2的位置變的更高，受熱膨脹以后上升量更大，而且隨著高爐風(fēng)壓提高，管道盲板力也更高，傳統(tǒng)的熱風(fēng)支管拉桿8形式不能穩(wěn)妥的解決熱風(fēng)支管2的受力和膨脹問題。國內(nèi)多座頂燃式熱風(fēng)爐在熱風(fēng)支管2、熱風(fēng)爐爐殼5與熱風(fēng)支管2的連接處的問題上出現(xiàn)故障，在高爐生產(chǎn)的情況下處理起來非常困難，一些熱風(fēng)爐只能帶病生產(chǎn)，非常危險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種熱風(fēng)管道三角形柔性大拉桿裝置，能夠有效的解決頂燃式熱風(fēng)爐爐殼5、熱風(fēng)支管2鋼結(jié)構(gòu)受熱以后的膨脹問題，同時保證鋼結(jié)構(gòu)，尤其是熱風(fēng)爐爐殼5與熱風(fēng)支管2的交接處和熱風(fēng)支管2與熱風(fēng)總管I的三岔口在受到盲板力的作用下不會發(fā)生過量變形，以保護砌筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高熱風(fēng)爐在生產(chǎn)操作時的安全性。
[0007]本發(fā)明包括:熱風(fēng)總管1、熱風(fēng)支管2、熱風(fēng)支管補償器3、熱風(fēng)閥4、熱風(fēng)爐爐殼5、熱風(fēng)管道上拉桿支座12、柔性大拉桿13、連接板14、熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)15。
[0008]本發(fā)明利用三角形穩(wěn)定性原理，在熱風(fēng)爐爐殼5上設(shè)置熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)15,在熱風(fēng)支管2與熱風(fēng)總管I連接的三岔口位置設(shè)置熱風(fēng)管道上大拉桿支座12，然后利用兩組呈三角形布置的柔性大拉桿13將熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)15和柔性大拉桿支座12連接成一體，連接方式采用焊接或螺栓連接。為方便連接可以設(shè)置連接板14。
[0009]熱風(fēng)支管2與熱風(fēng)總管I連接的管道三岔口是三角柔性大拉桿裝置的起點，從這個起點開始，柔性大拉桿13沿?zé)犸L(fēng)爐爐殼5的切線或交線方向布置，柔性大拉桿13與熱風(fēng)爐爐殼5的半徑夾角是45°~120°，柔性大拉桿13與熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)15的連接點是三角柔性大拉桿裝置的另外兩個終點。
[0010]柔性大拉桿13的截面形狀可以是H型鋼、角鋼、圓鋼、T型鋼或矩形截面的型鋼；柔性大拉桿13的布置形式具有方向性，在水平方向是受力強側(cè)，豎直方向是受力弱側(cè)。
[0011]熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)15的截面形狀可以是H型鋼、角鋼、T型鋼或矩形截面的型鋼，熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)15可以設(shè)置成360°整圓或者1° -359°的圓弧，柔性大拉桿13與熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)15連接。
[0012]在熱風(fēng)爐爐殼5上設(shè)置的熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)15可以有效的提高熱風(fēng)爐爐殼5的剛度，有利于熱風(fēng)支管 2與熱風(fēng)爐爐殼5連接部位的穩(wěn)定。
[0013]兩組柔性大拉桿13呈三角形布置，將拉力的作用點分散至熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)15上，并且遠離熱風(fēng)爐爐殼5與熱風(fēng)支管2連接的開孔部位，從而減小了孔口部位鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中問題。柔性大拉桿13需要有足夠的抗拉能力，能承受盲板力產(chǎn)生的拉應(yīng)力；同時柔性大拉桿13還要具有一定的柔性，能夠承受熱風(fēng)爐爐殼5豎直方向受熱上漲所產(chǎn)生的剪切應(yīng)力，而且在安裝狀態(tài)下不會發(fā)生太大的撓度變形。
[0014]柔性大拉桿13在布置時要考慮方向性，在水平方向應(yīng)為柔性大拉桿13的受力強偵牝在熱風(fēng)爐爐殼5的豎直膨脹方向，應(yīng)為受力弱側(cè)，如圖6的示例說明。
[0015]綜上所述，本發(fā)明提供了一種解決頂燃式熱風(fēng)爐爐殼5受熱上漲和熱風(fēng)支管2盲板力的方法，利用加強環(huán)15和呈三角形布置的柔性大拉桿13實現(xiàn)如下功能:
[0016]1、加強環(huán)有效的提高了熱風(fēng)爐爐殼5的剛度，改善管道開孔部位的熱風(fēng)爐爐殼5受力結(jié)構(gòu)。
[0017]2、呈三角形布置的大拉桿13，把熱風(fēng)爐爐殼5的受力作用點分散到了加強環(huán)15上，并遠離管道開孔部位，降低了熱風(fēng)爐爐殼5內(nèi)應(yīng)力。
[0018]3、三角形大拉桿13與加強環(huán)15是相切或相交的關(guān)系，相切時，三角形拉桿13與熱風(fēng)爐爐殼5半徑夾角是90° ;相交時，三角形拉桿與熱風(fēng)爐半徑夾角是45°~120°。
[0019]4、大拉桿13需要具有一定的柔性，同時考慮承受盲板力產(chǎn)生的拉應(yīng)力和熱風(fēng)爐爐殼5上漲造成的剪切應(yīng)力。
[0020]通過本發(fā)明能夠有效的解決頂燃式熱風(fēng)爐爐殼5、熱風(fēng)支管2受熱膨脹和盲板力帶來的不利影響?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0021]圖1是傳統(tǒng)熱風(fēng)支管大拉桿的一種平面布置圖。
[0022]圖2是傳統(tǒng)熱風(fēng)支管大拉桿的另一種平面布置圖。
[0023]圖中，熱風(fēng)總管1、熱風(fēng)支管2、熱風(fēng)支管波紋補償器3、熱風(fēng)閥4、熱風(fēng)爐爐殼5、管道上的拉桿座6、拉桿與支座連接7、熱風(fēng)支管大拉桿8、長度調(diào)整螺母9、拉桿與熱風(fēng)爐支座連接10、熱風(fēng)爐上拉桿支座11。
[0024]圖3是本發(fā)明的三角形柔性拉桿實施例1的平面布置圖。
[0025]圖4是本發(fā)明的三角形柔性拉桿施例2的平面布置圖。
[0026]圖5是本發(fā)明的三角形柔性拉桿施例3的平面布置圖。
[0027]圖中，熱風(fēng)總管1、 熱風(fēng)支管2、熱風(fēng)支管波紋補償器3、熱風(fēng)閥4、熱風(fēng)爐爐殼5、熱風(fēng)管道上拉桿支座12、柔性大拉桿13、連接板14、熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)15。
[0028]圖6是大拉桿13橫截面受力強側(cè)和受力弱側(cè)的示例說明，橫截面剖切位置見圖3中A-A剖切位置。
【具體實施方式】
[0029]實施例1:
[0030]圖3是本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0031]由圖3可知，本發(fā)明包括:熱風(fēng)總管1，熱風(fēng)支管2，熱風(fēng)支管補償器3，熱風(fēng)閥4，熱風(fēng)爐爐殼5，熱風(fēng)管道上拉桿支座12，柔性大拉桿13，，連接板14，熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)15。
[0032]在熱風(fēng)總管I與熱風(fēng)支管2連接的三岔口設(shè)置大拉桿支座12。在熱風(fēng)爐爐殼5上設(shè)置加強環(huán)15，為方便連接在加強環(huán)15上設(shè)置連接板14。用柔性大拉桿13將拉桿支座12和連接板14連接起來，加強環(huán)15是完整的360°圓環(huán)。從而可以構(gòu)成一個整體的拉桿組合裝置，保證熱風(fēng)支管生產(chǎn)時候的安全穩(wěn)定。
[0033]實施例2:
[0034]圖4是本發(fā)明的另一種【具體實施方式】。
[0035]由圖4可知，本實施方式包括:熱風(fēng)總管1，熱風(fēng)支管2，熱風(fēng)支管補償器3，熱風(fēng)閥4，熱風(fēng)爐爐殼5，熱風(fēng)管道上拉桿支座12，柔性大拉桿13，連接板，14，熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)15。
[0036]在該實施例中，方法與圖3類似，不同之處在與可以很據(jù)實際布置情況，將兩組大拉桿所對應(yīng)的拉桿支座12合并為一套。
[0037]在熱風(fēng)總管I與熱風(fēng)支管2連接的三岔口設(shè)置大拉桿支座12。在熱風(fēng)爐爐殼上設(shè)置加強環(huán)15，為方便連接在加強環(huán)15上設(shè)置連接板14。用柔性大拉桿13將拉桿支座12和連接板14連接起來。從而可以構(gòu)成一個整體的拉桿組合裝置，保證熱風(fēng)支管生產(chǎn)時候的安全穩(wěn)定。
[0038]實施例3:
[0039]圖5是本發(fā)明的另一種【具體實施方式】。
[0040]由圖5可知，本實施方式包括:熱風(fēng)總管1，熱風(fēng)支管2，熱風(fēng)支管補償器3，熱風(fēng)閥4，熱風(fēng)爐爐殼5，熱風(fēng)管道上拉桿支座12，柔性大拉桿13，，連接板，14，熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)15。
[0041]對于某些新建或改造工程，熱風(fēng)爐高度受到限制，加強環(huán)15無法做成360°完整的一環(huán)，可在熱風(fēng)出口處斷開。
[0042]本實施例與實施例1類似，不同之處在于熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)15不是360°整環(huán)，而是在熱風(fēng)出口處斷開。
[0043]在熱風(fēng)總管I與熱風(fēng)支管2連接的三岔口設(shè)置大拉桿支座12。在熱風(fēng)爐爐殼上設(shè)置加強環(huán)15，為方便連接在加強環(huán)15上設(shè)置連接板14。用柔性大拉桿13將拉桿支座12和連接板14連接起來。從而可以構(gòu)成一個整體的拉桿組合裝置，保證熱風(fēng)支管生產(chǎn)時候的
安全穩(wěn)定。
[0044]本發(fā)明屬于高爐頂燃式熱風(fēng)爐領(lǐng)域，提供一種解決頂燃式熱風(fēng)爐鋼結(jié)構(gòu)受熱膨脹和熱風(fēng)支管2盲板力的方法,適合于解決頂燃式熱風(fēng)爐爐殼5、熱風(fēng)支管2鋼結(jié)構(gòu)受熱以后的膨脹問題，提高熱風(fēng)爐在生產(chǎn)操作時的安全性。
[0045]本發(fā)明三角形布置的熱風(fēng)管道柔性拉桿，具有多種實施方案，附圖只作解釋說明用，并非對本發(fā)明的限制。任何未脫離本發(fā)明設(shè)計思路，對本發(fā)明作非實質(zhì)性改動的，均仍屬于本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種熱風(fēng)管道三角形柔性大拉桿裝置，包括:熱風(fēng)總管、熱風(fēng)支管、熱風(fēng)支管補償器、熱風(fēng)閥、熱風(fēng)爐爐殼；其特征在于:在熱風(fēng)爐爐殼(5)上設(shè)置熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)(15)，在熱風(fēng)支管(2)與熱風(fēng)總管(1)連接的三岔口位置設(shè)置熱風(fēng)管道上大拉桿支座(12)，然后利用兩組呈三角形布置的柔性大拉桿(13)將熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)(15)和柔性大拉桿支座(12)連接成一體，連接方式采用焊接或螺栓連接； 熱風(fēng)支管(2)與熱風(fēng)總管(1)連接的管道三岔口是三角柔性大拉桿裝置的起點，從這個起點開始，柔性大拉桿(13)沿?zé)犸L(fēng)爐爐殼(5)的切線或交線方向布置，柔性大拉桿(13)與熱風(fēng)爐爐殼(5)的半徑夾角是45°~120°，柔性大拉桿(13)與熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)(15)的連接點是三角柔性大拉桿裝置的另外兩個終點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，柔性大拉桿(13)的截面形狀為H型鋼、角鋼、圓鋼、T型鋼或矩形截面的型鋼；柔性大拉桿(13)的布置形式具有方向性，在水平方向是受力強側(cè)，豎直方向是受力弱側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，三角柔性大拉桿裝置共兩組，分別位于熱風(fēng)支管(2)的上、下部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)(15)的截面形狀為是H型鋼、角鋼、T型鋼或矩形截面的型鋼，熱風(fēng)爐爐殼加強環(huán)(15)設(shè)置成360°整圓或者1。-359。的圓弧。
【文檔編號】C21B9/10GK103966378SQ201410225552
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月24日
【發(fā)明者】張福明, 毛慶武, 銀光宇, 李欣, 梅叢華, 許云, 曹朝真, 胡祖瑞, 孟玉杰, 楊森 申請人:北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司