CN107636117A - 焦炉牛腿结构 - Google Patents

Abstract

焦炉牛腿结构包括限定多个基本竖直取向中央烟道的耐火砖块的多个堆叠层的组装体。组装体中的耐火砖块的第一层包括下支架块的系列，下支架块限定从牛腿结构的一端延伸到另一端的各下半圆表面。组装体中的耐火砖块的第二层包括上拱顶块的系列，上拱顶块限定从牛腿结构的一端延伸到另一端的各上半圆表面。耐火砖块的第二层中的上拱顶块中的至少一组限定牛腿结构的竖直取向中央烟道的各基本竖直段，所述基本竖直段与牛腿结构的圆柱形通道流体连通。

Description

焦炉牛腿结构

相关申请的交叉引用

本申请基于2015年3月12日提交的美国临时专利申请序列号62/131,936，并根据35USC§119(e)要求该申请的国内优先权，并且可以视为与共同拥有的共同未决的2015年11月20日提交的美国专利申请序列号14/947,320和与其同时提交的--/---，---(代理文件编号：6141-51)相关，其完整内容通过引用明确地并入到本文中。

领域

本文所公开的实施方案一般涉及焦炉，尤其是与焦炉相关的牛腿结构(corbelstructure)。在优选实施方案中，本文所公开的牛腿结构由整块耐火砖块的组装体形成。

背景

焦炉传统上包括大块耐火砖结构，其中存在多个相邻平行壁的组，由多种多样的不同形状耐火砖制成。砖必须能够禁得住高温和强机械负荷。同时，壁的内部包含烟道管道、燃烧器、烟道气控制通道等。炉的详细设计通常是相当复杂的，以获得必要的炉内热分布和通过壁的气流。

由上文得出，焦炉是较昂贵的结构，并且用于检修和修复的任何停工期可以代表经营者的重大经济损失。

另外，制作壁的陶瓷砖的生产是较昂贵的，并且因此存在一般地减少壁中使用的砖的不同类型的数量的需求。然而，不期望具有在结构中采用较大陶瓷砖的设计概念。过大的砖不能在不使用专用机械起重装置的情况下操作。另外，机器压制以形成熔融二氧化硅产物的具有大于650mm的尺寸的砖通常是难以获得的。大于该尺寸的砖可以手工铸造，但是这些贵得多。大的砖可以由常规二氧化硅机器压制，但是常规二氧化硅砖将具有以下非常严重的缺点：由其制成的壁将需要比熔融二氧化硅砖的升温时间大许多倍的升温时间。

美国专利第6,066,236、8,266,853和8,640,635号(每个这种专利的完整内容都通过引用明确地并入到本文中)已经提出较大尺寸的整块耐火砖块可以组装以形成焦炉的牛腿结构。通常，这种大尺寸整块耐火砖块的组装体使得能够以少得多的生产停工期构造和/或修复焦炉。

尽管关于焦炉牛腿结构的这种现有提案对于它们的预期目的是令人满意的，但是寻求持续的改善。本文所公开的实施方案针对提供这种改善。

概述

本文所公开的实施方案的焦炉牛腿结构包括耐火砖块的多个堆叠层的组装体，其限定多个基本竖直取向的中央烟道。所述组装体中的耐火砖块的第一层包括下支架块的系列，所述下支架块限定从所述牛腿结构的一端延伸到另一端的各下半圆表面。所述组装体中的耐火砖块的第二层包括上拱顶块的系列，所述上拱顶块限定从所述牛腿结构的一端延伸到另一端的各上半圆表面。

所述耐火砖块的第二层堆叠在所述耐火砖块的第一层上，使得其上拱顶块和下支架块的各上和下半圆表面彼此相对从而限定在所述牛腿结构的相反端之间的圆柱形通道。所述耐火砖块的第二层中的上拱顶块中的至少一组限定所述牛腿结构的竖直取向中央烟道的各基本竖直段，所述基本竖直段的下端在所述上半圆表面处终止从而与所述牛腿结构的所述圆柱形通道流体连通。

根据特定实施方案，可以至少在所述牛腿结构的所述一端设置上和下端块，其中所述上和下端块限定相对的上和下直角U形支架表面。这样，可以在所述上和下端块的U形支架表面内容纳过渡枪块(transition gun block)，其中所述过渡枪块限定与由所述上和下支架块限定的所述圆柱形通道流体连通的枪块过渡通道。过渡枪块可以是长方体形式。备选地或另外地，所述过渡枪块可以包括上和下枪块部分，其限定相对的U形表面以建立所述枪块过渡通道。

所述牛腿结构的一些实施方案可以包括所述耐火砖块的第二层中的上拱顶块中的至少第二组，其限定所述牛腿结构的斜取向侧面烟道的各斜取向侧面烟道段。如果存在，所述上拱顶块的第一和第二组彼此相邻交替地布置。

根据其他实施方案可以设置耐火砖块的第三层，其中第三层的耐火砖块堆叠在所述耐火砖块的第二层上。如果存在，所述耐火砖块的第三层可以包括倒置T形烟道块的系列。所述倒置T形烟道块可以设置有上和下凸耳(ledge)表面。这样，具有各由所述倒置T形烟道块的下边缘支撑的端部的下间隔体块可以设置在所述耐火砖块的第三层中。

一些实施方案将包括所述耐火砖块的第三层中的倒置T形块中的至少一组，限定所述牛腿结构的竖直取向中央烟道的各基本竖直段。这样，所述基本竖直段的下端可以与上支架块的基本竖直段的上端对齐以与其流体连通。所述倒置T形块的所述至少一个系列的基本竖直段可以是U形的。根据这种实施方案的U形基本竖直段从而会具有由所述倒置T形块的相邻一个的竖直面封闭的开放端部。

根据其他实施方案，所述耐火砖块的第三层中的倒置T形块中的至少第二组限定所述牛腿结构的斜取向侧面烟道的各斜取向侧面烟道段。

所述牛角结构的特定实施方案将包括耐火砖块的第四层，所述耐火砖块的第四层包括在所述第三层的倒置T形块的上凸耳表面上以端对端方式布置的长条肩块的系列。这样，上间隔体块可以与所述肩块相邻地布置并且堆叠在所述下间隔体块上。

根据一些实施方案，劈开的圆柱形枪块的系列可以布置在所述牛腿结构的圆柱形通道中。所述圆柱形枪块可以包括上和下半圆筒形枪块部分。一些实施方案将包括所述上半圆筒形枪块部分中的至少一些限定的孔，其与所述上拱顶块中的所述至少一组的所述基本竖直段中的各个流体连通。

在认真考虑本发明的优选示例实施方案的以下详细描述后，本发明的这些和其他方面以及优点将变得更清楚。

附图简述

通过参照结合以下附图的示例非限制说明性实施方案的以下详细描述，将更好地并且更充分地理解本发明的公开实施方案：

图1是示出支撑在焦炉墩上的根据本发明的一个实施方案的示例牛腿结构的立体图；

图2是仅示出图1所描绘的牛腿结构的立体图；

图3是图2所示的牛腿结构的俯视图；

图4是在图2中沿线4-4取得的图2中所示的牛腿结构的纬度方向截面立视图；

图5是图2所描绘的牛腿结构的侧立视图；

图6是图2所描绘的牛腿结构的端立视图；

图7是在图6中沿线7-7取得的图2中所描绘的牛腿结构的纵截面图；

图8是图2所描绘的牛腿结构的分解图，其示出形成所述牛腿结构的各个层；

图9A是形成图2所描绘的牛腿结构的块的第一层的立体图；

图9B是与图9A相似的立体图，但是以分解位置示出过渡枪块；

图10A是形成图2所描绘的牛腿结构的块的第二层的立体图；

图10B是与图10A相似的立体图，但是以分解位置示出侧前搁板块(shelf block)；

图11是形成图2所描绘的牛腿结构的块的第三层的局部分解的立体图；

图12是形成图2所描绘的牛腿结构的块的第四层的立体图；

图13是根据本发明的牛腿结构的另一实施方案的立体图；

图14是图13所描绘的牛腿结构的俯视图；

图15为图13所描绘的牛腿结构的端立视图；

图16是在图15中沿线17-17取得的图13中所描绘的牛腿结构的纵截面图；和

图17是形成图13所描绘的牛腿结构的块的层的分解图。

详细描述

附图1示出支撑在与焦炉组相关联的墩P上的根据本发明的一个实施方案的示例牛腿结构10。在这方面，将理解常规焦炉组将包括多个间隔开的墩P，其每个都支撑牛腿结构10并且在其间限定设置有格子砖的蓄热室区域(未示出)。牛腿结构10进而支撑单个焦炉的耐火材料壁和底部(未示出)。

图2-12更详细地示出牛腿结构10的部件。在这方面，将观察到牛腿结构10主要包含由特别配置的耐火砖块组装的四个砖层100、200、300和400(将在下文中更详细地描述)，所述砖层一个在另一个顶部上堆叠。砖层100、200、300和400共同限定中央基本竖直取向烟道60和与在焦炉壁的壁内的相应烟道(未示出)连通的侧面基本斜取向烟道72，以允许在其中燃烧空气和气体以及将热废气输送至蓄热室区域和从蓄热室区域输送出。

图9A和9B是形成牛腿结构10的第一层100的互相连接的耐火砖块的立体组装图，其中与图9A相比，图9B示出处于分解状态的过渡枪块。如所示的，牛腿结构10的第一层100设置有互相连接的支架块102的系列，其每个都限定在各块的正面和背面之间纵向延伸的半圆柱形表面104。当支架块102的系列彼此对齐时，半圆柱形表面104由此将限定在牛腿结构10的长度方向延伸的纵向U形通道。

端块106紧邻在支架块102的最末端一个的正面设置。端块106限定用于支撑长方体过渡枪块108的直角U形支架106a，所述长方体过渡枪块108包含上和下枪块部分108a、108b。枪块部分108a、108b限定各自相对的半圆柱形表面，其共同建立与由支架块102的半圆柱形表面104形成的U形通道同轴对齐的圆柱形通道108c。

组成牛腿结构10的块的第二层200在图10A和图10B中示出。如所描绘的，第二层200包含交替的侧面烟道拱顶块202和中央烟道拱顶块204的系列，前者限定斜取向烟道72的部分，并且后者限定基本竖直取向烟道60的部分。更具体地，中央烟道块204限定烟道60的基本竖直取向矩形段，而侧面烟道拱顶块202限定斜取向U形通道，其被块204中的相邻一个的竖直面封闭。中央烟道块204可以包括布置在烟道60的段中的静态气体喷嘴207以控制气体向其中的流动。

端块206紧邻在拱顶块202的最末端一个的正面设置。端块206设置有倒置的直角U形支架表面206a以容纳过渡枪块108的上枪块部分108a。另外，端块206包括相反取向的安装凸缘206b以配合与翼块208相关联的相应通道表面208a。在这方面，将观察到侧面翼块208分别水平地分割形成上和下翼块段208b、208c，后者具有U形通道208d，其被上翼块段208b的相对面封闭。

形成牛腿结构10的块的第三层300在图11中描绘。如所示的，第三层300由交替的倒置T形侧面烟道块302和倒置T形中央烟道块304的系列组成，前者限定基本竖直取向烟道60的部分，并且后者限定斜取向烟道72的部分。下间隔体块306侧面邻接对着块302、304的侧边缘，并且由下面的块的第二层200的拱顶块202、204的上侧表面支撑。块302、304分别限定与下间隔体块306的顶表面共面的下凸耳302a、304a。这样，上间隔体块308由下间隔体块306支撑，并且具有容纳在各下凸耳302a、304a上的端部。

倒置T形端块306紧邻在块304的最末端一个的正面设置。端块306限定分别与块302、304的凸耳302a、304a共面的凸耳306a。

形成牛腿结构10的块的第四层400在图12中描绘。第四层400包括分别以端对端方式布置在第三层300(参见图11)的块302、304的上凸耳表面302b、304b上的长条肩块402的系列。T形端块406布置在第三层300的端块306的上表面上。间隔体块406以与块402的侧表面邻接的方式放置到第三层300的间隔体块308上。

牛腿结构500的另一实施方案在图13-17中示出。如所示的，牛腿结构500包括将在下文中更详细地描述的块的三个层600、700和800。砖层600、700和800共同限定中央基本竖直取向烟道160和与在焦炉壁的壁内的相应烟道(未示出)连通的侧面基本斜取向烟道172，以允许在其中燃烧空气和气体以及将热废气输送至蓄热室区域和从蓄热室区域输送出。

如在图17中也许更好地示出的，牛腿结构500的第一层600设置有与前述牛腿结构10的支架块102有些相似的互相连接的支架块602的系列。支架块602中的每一个都限定在各块的正面和背面之间纵向延伸的半圆柱形表面604。因此，当支架块602的系列彼此对齐时，半圆柱形表面604由此将限定在牛腿结构500的长度方向延伸的纵向U形通道。

包含上半圆筒形枪块606a和下半圆筒形枪块606b的劈开的圆筒形枪块606的系列相对于彼此端对端地布置，使得下半圆筒形枪块606b由支架块602的各半圆柱形表面604容纳。上半圆筒形枪块606a中的至少一些包括与基本竖直取向烟道160流体连通的孔606c。因此，当以端对端方式组装时，劈开的圆筒形枪块606将建立穿过牛腿结构500纵向延伸的长条圆筒形通路607。

第二层700包含一系列交替的侧面烟道拱顶块702和中央烟道拱顶块704的系列，前者限定斜取向烟道172的部分，并且后者限定基本竖直取向烟道160的部分。更具体地，中央烟道拱顶块704限定烟道160的基本竖直取向矩形段，而侧面烟道拱顶块702限定斜取向U形通道，其被块204的相邻一个的竖直面封闭(参见图17)。由拱顶块704限定的烟道160的段与在上半圆筒形枪块606a中形成的各孔606c对齐。可以根据需要设置无孔填充块706(即，在不需要设置烟道160和/或172的部分的情况下)。

拱顶块702、704共同限定与半圆筒形枪块606a相符地配合的半圆柱形表面708。枪块606由此从位置上说被捕获在一方面拱顶块702、704和另一方面支架块602之间。拱顶块704可以包括布置在烟道160的段中的静态气体喷嘴807以控制气体向其中的流动。

第三层800由交替的倒置T形侧面烟道帽状块802和倒置T形中央烟道帽状块804的系列组成，前者限定基本竖直取向烟道160的部分，并且后者限定斜取向烟道172的部分。下间隔体块806侧面邻接对着块802、804的侧边缘，并且由下面的块的第二层700的块702、704的上侧表面支撑。块802、804分别限定与下间隔体块806的上表面共面的下凸耳802a、804a。这样，上间隔体块808(参见图13-15)由下间隔体块806支撑，并且具有容纳在下凸耳802a、804a上的各端部。可以根据需要设置相似配置的无孔填充块810(即在不需要烟道160、172的段的情况下)。

长条肩块812的系列分别以端对端方式布置在第三层300(参见图11)的块302、304的上凸耳表面802b、804b上。间隔体块814以与块812的侧表面邻接的方式放置到间隔体块808上。

组成牛腿结构10和500的如上所述的多种块优选地设置有互锁凸槽和凹槽结构，如在美国临时专利申请序列号62/082,922中所描述的。

将理解，当前认为本文提供的描述是本发明的最实际且优选的实施方案。因此，本发明不限于所公开的实施方案，而且相反地，旨在涵盖其精神和范围内包括的多种变化和等同布置。

Claims (17)

1.一种用于焦炉的牛腿结构，所述牛腿结构包括：

耐火砖块的多个堆叠层的组装体，其限定多个基本竖直取向的中央烟道，其中

所述组装体中的耐火砖块的第一层包括下支架块的系列，所述下支架块限定从所述牛腿结构的一端延伸到另一端的各下半圆表面，并且其中

所述组装体中的耐火砖块的第二层包括上拱顶块的系列，所述上拱顶块限定从所述牛腿结构的一端延伸到另一端的各上半圆表面，并且其中

所述耐火砖块的第二层堆叠在所述耐火砖块的第一层上，使得其上拱顶块和下支架块的各上和下半圆表面彼此相对从而限定在所述牛腿结构的相反端之间的圆柱形通道，并且其中

所述耐火砖块的第二层中的上拱顶块中的至少一组限定所述牛腿结构的竖直取向中央烟道的各基本竖直段，所述基本竖直段的下端在所述上半圆表面处终止从而与所述牛腿结构的所述圆柱形通道流体连通。

2.根据权利要求1所述的牛腿结构，所述牛腿结构还包括至少在所述牛腿结构的所述一端的上和下端块，其中所述上和下端块限定相对的上和下直角U形支架表面。

3.根据权利要求2所述的牛腿结构，所述牛腿结构还包括容纳在所述上和下端块的U形支架表面内的过渡枪块，其中所述过渡枪块限定与由所述上和下支架块限定的所述圆柱形通道流体连通的枪块过渡通道。

4.根据权利要求3所述的牛腿结构，其中所述过渡枪块是长方体。

5.根据权利要求3所述的牛腿结构，其中所述过渡枪块包括上和下枪块部分，其限定相对的U形表面以建立所述枪块过渡通道。

6.根据权利要求1所述的牛腿结构，其中所述耐火砖块的第二层中的上拱顶块中的至少第二组限定所述牛腿结构的斜取向侧面烟道的各斜取向侧面烟道段。

7.根据权利要求6所述的牛腿结构，其中所述上拱顶块的第一和第二组彼此相邻交替地布置。

8.根据权利要求1所述的牛腿结构，所述牛腿结构还包括堆叠在所述耐火砖块的第二层上的耐火砖块的第三层，其中所述耐火砖块的第三层包括倒置T形烟道块的系列。

9.根据权利要求8所述的牛腿结构，其中所述倒置T形烟道块包括上和下凸耳表面。

10.根据权利要求9所述的牛腿结构，所述牛腿结构还包括具有各由所述倒置T形烟道块的下边缘支撑的端部的下间隔体块。

11.根据权利要求8所述的牛腿结构，其中所述耐火砖块的第三层中的倒置T形块中的至少一组限定所述牛腿结构的竖直取向中央烟道的各基本竖直段，所述基本竖直段的下端与上支架块的基本竖直段的上端对齐以与其流体连通。

12.根据权利要求11所述的牛腿结构，其中所述倒置T形块的所述至少一个系列的基本竖直段是U形的，具有由所述倒置T形块的相邻一个的竖直面封闭的开放端部。

13.根据权利要求所述的牛腿结构，所述耐火砖块的第三层中的倒置T形块中的至少第二组限定所述牛腿结构的斜取向侧面烟道的各斜取向侧面烟道段。

14.根据权利要求10所述的牛腿结构，所述牛腿结构还包括耐火砖块的第四层，所述耐火砖块的第四层包括在倒置T形块的上凸耳表面上以端对端方式布置的长条肩块的系列。

15.根据权利要求14所述的牛腿结构，所述牛腿结构包括与所述肩块相邻地布置并且堆叠在所述下间隔体块上的上间隔体块。

16.根据权利要求1所述的牛腿结构，所述牛腿结构还包括布置在所述牛腿结构的圆柱形通道中的劈开的圆柱形枪块的系列。

17.根据权利要求16所述的牛腿结构，其中所述圆柱形枪块包括上和下半圆筒形枪块部分，其中所述上半圆筒形枪块部分中的至少一些限定与所述上拱顶块中的所述至少一组的所述基本竖直段中的各个流体连通的孔。