一种连接顶吹炉和锅炉的烟道结构的制作方法

本发明涉及铜火法冶炼，具体涉及一种连接顶吹炉和锅炉的烟道结构。

背景技术：

1、火法冶炼是将炉料直接加入或流入鼓风翻腾的熔池中迅速完成气、液、固相间主要反应的冶炼方法，反应后的高温烟气经烟道进入锅炉中，温度达到要求后再由烟道送入制酸系统的锅炉中。

2、在冶炼的过程中，鼓风会将大量高温熔融态物料吹进后续烟道中，导致烟道结焦严重，堵塞烟道或在锅炉进口结焦挂帘影响炉内压力。目前常用的熔炼炉烟道主要有耐火砖结构及膜式壁结构两种形式。针对耐火砖结构的熔炼炉烟道，常规耐火砖烟道由于抗压强度较低，只能通过高温熔化的方式处理烟道结焦，通常采用燃烧柴油或天然气的方式将烟气温度加热使结焦融化，由于冶炼温度加上燃烧温度会使烟气温度急剧升高导致耐火砖受到严重冲刷，造成烟道寿命缩短。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种连接顶吹炉和锅炉的烟道结构，以将耐火砖烧损程度降到最低，提高烟道的寿命，降低维修成本和维修难度。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种连接顶吹炉和锅炉的烟道结构，包括壳体、砌体、烟道盖，所述烟道结构连接顶吹炉和制酸系统的锅炉，其特征在于：所述壳体包括方变圆接口壳体、直烟道壳体、锅炉接口壳体；所述方变圆接口壳体外表面上安装有第一冷却系统，内部砌有第一砌体；所述直烟道壳体为筒状结构，直烟道壳体外表面上安装有第二冷却系统，开设有烧油口，内部砌有第二砌体；所述锅炉接口壳体外表面上安装有支撑牛腿，并开设有观察口、粘结处理口，所述锅炉接口壳体内部砌有第三砌体；所述砌体为耐火砖、捣打料或浇注料；所述烟道盖由两个以上的盖板组成，烟道盖外表面安装有第三冷却系统，并开有负压监测接口，负压监测接口与负压监测装置相连接，烟道盖内表面砌有第四砌体；所述烟道盖安装在锅炉接口壳体与锅炉连接处的顶部。进一步地，组成烟道盖的盖板可以是不同尺寸或相同尺寸。优选地，所述方变圆接口壳体为8片304不锈钢板焊接组合而成。

4、进一步地，所述方变圆接口壳体外表面上的第一冷却系统由2-8组水冷元件组成，所述水冷元件固定在方变圆接口壳体的平面板上，所述水冷元件可单个供水冷却也可多个串联供水冷却。优选地，方变圆接口壳体上的第一冷却系统为8组水冷元件组合而成。

5、进一步地，所述直烟道壳体外表面上的第二冷却系统由2-4组水冷元件组成，水冷元件固定在直烟道壳体上，所述水冷元件可单个供水冷却也可多个串联供水冷却。优选地，直烟道壳体的第二冷却系统为4组水冷元件组合而成，分布布设在直烟道壳体圆周四等分的每个区域。

6、进一步地，所述直烟道壳体内部的第二砌体为耐火砖和捣打料形成：直烟道壳体内表面砌有耐火砖，直烟道壳体与耐火砖间填有捣打料，所述耐火砖为梯形，所述梯形耐火砖大头端靠近所述直烟道壳体。进一步地，耐火砖选用275mm厚度耐火砖，直烟道壳体与耐火砖间填入25mm厚度捣打料并捣实，耐火砖材质为直接结合铬镁质，捣打料材质为镁砂质。进一步地，所述直烟道壳体内部沿圆周方向安装焊接至少两道托砖板，托砖板材质为不锈钢，位置可根据烟道高度调节。优选地，托砖板材质为304不锈钢。

7、进一步地，所述锅炉接口壳体为半圆、半个方变圆及直钢板焊接组合而成，所述锅炉接口壳体的直钢板上焊接有加强筋

8、进一步地，锅炉接口壳体内部的第三砌体包含直钢板内部的砌体、半个方变圆内部的砌体和半圆内部的砌体，所述锅炉接口壳体的直钢板和半个方变圆内部壁面上焊接有锚钉，锚钉与锅炉接口壳体的直钢板和半个方变圆内部壁面均呈v型，所述直钢板和半个方变圆内部的砌体为浇注料形成，浇筑料材质为铬铝质钢纤维增强浇铸料；半圆内部的砌体为耐火砖和捣打料形成，半圆内表面砌有耐火砖，半圆与耐火砖间填有捣打料。进一步地，锅炉接口壳体的直钢板和半个方变圆内部浇筑200mm厚度浇注料。

9、进一步地，烟道盖外表面的第三冷却系统由水冷元件组成，每一块组成所述烟道盖的盖板上均安装有一个水冷元件，所述水冷元件固定在烟道盖的盖板外表面上，所述水冷元件可单个供水冷却也可多个串联供水冷却。

10、进一步地，所述方变圆接口壳体和烟道盖内部壁面上焊接有锚钉，锚钉与方变圆接口壳体内部壁面、锚钉与烟道盖内部壁面均呈v型，所述方变圆接口壳体和烟道盖内部的第一砌体和第二砌体分别为浇注料形成，浇筑料材质为铬铝质钢纤维增强浇铸料。进一步地，锚钉间等距排列，方变圆接口壳体或烟道盖内部浇筑300mm厚度浇注料形成砌体。

11、进一步地，所述水冷元件为不锈钢角钢首尾相连组成的一条多转弯通路，所述通路两端焊接有端板，端板对通路进行封堵，在靠近两端端板的角钢上分别安装有法兰接头。进一步地，在方变圆接口壳体的第一冷却系统中，水冷元件中横向不锈钢角钢互相平行，且间距等宽；在直烟道壳体的第二冷却系统中，水冷元件中纵向不锈钢角钢互相平行，且间距等宽。所述法兰接头焊接安装在距离端板50mm处的角钢上。

12、进一步地，所述第一、第二和第三冷却系统通过法兰接头连通有冷却循环水系统，包含供水管路、回水管路和供水装置；所述供水管路上沿水流方向依次设置有气动球阀和手动球阀，所述气动球阀连接有dcs控制系统即分布式控制系统；所述回水管路上设置有手动铜闸阀和回水温度监测装置。进一步地，所述供水管路外接供水装置，手动球阀设置在供水装置的水箱上方，气动球阀设置于供水管路附近。

13、本发明的有益效果在于：

14、(1)本发明公开的连接顶吹炉和锅炉的烟道结构包含垂直加水平结构，垂直段一般不会出现结焦，在烟道与锅炉接口处即烟道盖附近多发生结焦，在烟道盖上设置负压监测接口，连接负压监测器实时显示烟道内负压数据，负压达到一定数值时说明锅炉与烟道接口处粘结或挂帘，需要立即处理防止影响产量，停风后打开观察口可直观观察烟道内情况，如果发现出现挂帘则打开粘结处理口人工进行处理，避免了直接烧油造成的经济损失，节省了成本。

15、(2)本发明公开的连接顶吹炉和锅炉的烟道结构，在人工无法处理时通过燃烧柴油或天然气处理粘结，本烟道结构中的方变圆接口壳体和直烟道外部加设冷却系统，冷却系统为不锈钢角钢首尾相连组成的一条多转弯通路，冷却水通路与壳体表面接触面积大，冷却效果好，同时冷却系统设置回水温度监测，燃烧柴油或天然气时通过监测回水温度控制燃烧过程的频次，将耐火砖烧损程度降到最低，提高了烟道的寿命。

16、(3)常用的顶吹炉的烟道结构，烟道结构多为垂直加水平设置，在冶炼的过程中，高温烟气经烟道直接作用到烟道盖上，再水平进入锅炉，在这过程中烟道盖承受着很大的挑战，容易变形和烧损造成烟道盖寿命缩短，影响生产，本发明公开的连接顶吹炉和锅炉的烟道结构在烟道顶部设冷却系统，冷却系统设置回水温度监测，实时监测回水温度控制进出水流量，减小烟道盖耐火材料烧损，提高了烟道盖寿命，稳定了生产，降低了维修成本，减小了工人劳动强度。

17、(4)本发明公开的连接顶吹炉和锅炉的烟道结构中的冷却系统与冷却循环水系统相连，一方面，当现场出现循环水泄露产生安全风险时，能够视现场情况就近关闭冷却循环水系统中供水通路中的手动球阀或远程操控关闭气动球阀，另一方面，能够根据实际需要调节手动铜闸阀来控制水冷元件的冷却水流量。