本技術涉及焙燒爐頂領域，尤其是涉及一種增強流態化焙燒爐性能的輕型爐頂結構。

背景技術：

1、隨著爐窯裝備規模的日益擴大，爐頂結構的穩定性和安全性成為了亟待解決的關鍵問題，這一點在大型冶金爐的應用領域尤為凸顯。焙燒爐拱頂，長期處于高溫作業環境，不僅要承受高溫氣流的侵蝕和熱沖擊，還需兼顧良好的熱穩定性、抗熱震性和耐腐蝕性，這對材料和設計提出了嚴苛要求。

2、目前，流態化焙燒爐的拱頂主要有兩種形式，一種是由異形磚加拱腳磚砌筑而成的球形拱頂；一種是整體澆注拱頂；

3、磚砌拱頂拱腳磚與殼體是剛性接觸，殼體外還設置了加固型鋼。(見圖1)因此，磚砌拱頂是被鋼結構件緊緊箍住。實際生產時，流態化焙燒爐拱頂處于900到1000度的溫度下，拱頂受熱膨脹其膨脹力被壓縮在拱頂內部，造成磚與磚之間相互擠壓(磚砌拱頂是不設膨脹縫的)。當膨脹力大于耐火磚自身的強度時，磚就會斷落。

4、整體澆注拱頂(見圖2)需配置鋼筋及鋼纖維，所以澆注拱頂的導熱性好但保溫效果較差。但不論是磚砌拱頂還是整體澆注拱頂都設有一層保溫混凝土，目的就是增加拱頂的保溫效果。無論是磚砌拱頂和整體澆注拱頂，自身重量較重(耐火材料比重都在2.3以上)，隨著流態化焙燒爐的大型化，拱頂的自身重量會顯著提高，也意味著爐殼體單位周長所承受的拱頂的重量顯著提高，要求爐殼體自身的強度要大幅度提高(一是增加殼體鋼板的厚度，二是增加殼體的支撐筋板的數量或增大支撐筋板的規格)。

5、以南方冶煉廠198m2的沸騰爐為例，其采用的是整體澆筑的耐火球拱設計，該球拱自身重量即達約473噸，加之鋪設的散填保溫材料，總質量劇增至大約516噸。如此龐大的重量，顯著增加了對拱腳結構強度、支撐系統的設計挑戰，同時，也為施工安裝、日常維護管理帶來了極為嚴峻的考驗與不便。

6、面對這些問題，特大型焙燒爐面臨的挑戰更加嚴峻：氣體流量的增加導致氣流振動加劇，溫度波動引發的熱振效應進一步威脅著爐體結構的穩定性。為了應對這些挑戰，大多數大型焙燒爐傾向于采用現場整體澆筑耐火材料的方式，但這又不可避免地加重了爐殼體的負擔，迫使設計者不得不通過增加殼體鋼板厚度、增設或加強支撐筋板來提升爐體的整體強度。

7、綜上所述，隨著爐頂結構向大型化發展，如何平衡拱頂的重量、熱工性能、結構穩定性和維護便捷性，成為了當前爐窯設計與建造中亟需解決的核心問題。針對這一挑戰，探索新型輕質耐高溫材料、優化拱頂結構設計以及研發高效的施工維護技術顯得尤為重要。

技術實現思路

1、為了減輕爐頂重量降低爐殼體負擔，同時提高維護便捷性，本申請提供了一種增強流態化焙燒爐性能的輕型爐頂結構。

2、本申請提供一種增強流態化焙燒爐性能的輕型爐頂結構，采用如下的技術方案：

3、一種增強流態化焙燒爐性能的輕型爐頂結構，包括骨架，所述骨架為中心鋼板和多個分度架拼接形成的錐臺，所述分度架為扇形；多個所述分度架沿所述中心鋼板周向方向相鄰拼接；所述分度架中還設有鋼板。

4、可選的，所述分度架包括兩直邊型鋼和兩弧度型鋼，所述直邊型鋼與所述弧度型鋼首尾拼接以形成所述分度架；所述鋼板填充在所述直邊型鋼和所述弧度型鋼之間。

5、可選的，兩所述直邊型鋼之間還設有多個加強型鋼，所述加強型鋼的兩端分別與兩所述直邊型鋼固定連接；多個所述加強型鋼沿所述直邊型鋼長度方向間隔設置。

6、可選的，所述直邊型鋼上設有筋板，所述筋板上內襯有陶瓷纖維模塊和陶瓷纖維毯。

7、可選的，所述直邊型鋼上還設有吊掛件；所述吊掛件包括圓鋼和兩翼板，兩所述翼板對稱設置在所述圓鋼的兩側；所述圓鋼沿豎直方向穿過所述筋板、所述陶瓷纖維模塊和所述陶瓷纖維毯。

8、綜上所述，本申請包括以下有益技術效果：

9、本申請通過分度架和陶瓷纖維的設置，相對與背景技術中的結構，更加輕量化；其能夠無需依賴傳統的滿膛腳手架和拱胎施工方法，簡化現場作業，提高施工效率；使骨架整體更加方便拼裝，同時，陶瓷纖維的設置，確保爐頂在大幅減重的同時，仍能維持卓越的熱穩定性、抗熱震性能及耐腐蝕性，有效抵抗高溫氣流侵蝕及熱沖擊，提升爐體整體的安全穩定水平。

技術特征：

1.一種增強流態化焙燒爐性能的輕型爐頂結構，其特征在于：包括骨架(1)，所述骨架(1)為中心鋼板(3)和多個分度架(2)拼接形成的錐臺，所述分度架(2)為扇形；多個所述分度架(2)沿所述中心鋼板(3)周向方向相鄰拼接；所述分度架(2)中還設有填充鋼板(24)。

2.根據權利要求1所述的一種增強流態化焙燒爐性能的輕型爐頂結構，其特征在于：所述分度架(2)包括兩直邊型鋼(21)和兩弧度型鋼(22)，所述直邊型鋼(21)與所述弧度型鋼(22)首尾拼接以形成所述分度架(2)；所述填充鋼板(24)填充在所述直邊型鋼(21)和所述弧度型鋼(22)之間。

3.根據權利要求2所述的一種增強流態化焙燒爐性能的輕型爐頂結構，其特征在于：兩所述直邊型鋼(21)之間還設有多個加強型鋼(23)，所述加強型鋼(23)的兩端分別與兩所述直邊型鋼(21)固定連接；多個所述加強型鋼(23)沿所述直邊型鋼(21)長度方向間隔設置。

4.根據權利要求2所述的一種增強流態化焙燒爐性能的輕型爐頂結構，其特征在于：所述直邊型鋼(21)上設有筋板(211)，所述筋板(211)上內襯有陶瓷纖維模塊(42)和陶瓷纖維毯(41)。

5.根據權利要求4所述的一種增強流態化焙燒爐性能的輕型爐頂結構，其特征在于：所述直邊型鋼(21)上還設有吊掛件(43)；所述吊掛件(43)包括圓鋼和兩翼板，兩所述翼板對稱設置在所述圓鋼的兩側；所述圓鋼沿豎直方向穿過所述筋板(211)、所述陶瓷纖維模塊(42)和所述陶瓷纖維毯(41)。

技術總結
本技術公開了一種增強流態化焙燒爐性能的輕型爐頂結構；涉及焙燒爐頂領域；包括骨架，所述骨架為中心鋼板和多個分度架拼接形成的錐臺，所述分度架為扇形；多個所述分度架沿所述中心鋼板周向方向相鄰拼接；所述分度架中還設有填充鋼板；本申請通過分度架和陶瓷纖維的設置，相對與背景技術中的結構，更加輕量化；其能夠無需依賴傳統的滿膛腳手架和拱胎施工方法，簡化現場作業，提高施工效率；使骨架整體更加方便拼裝，同時，陶瓷纖維的設置，確保爐頂在大幅減重的同時，仍能維持卓越的熱穩定性、抗熱震性能及耐腐蝕性，有效抵抗高溫氣流侵蝕及熱沖擊，提升爐體整體的安全穩定水平。

技術研發人員：賴徐強,湯凱樂,陳艷梅,劉靖宇
受保護的技術使用者：長沙有色冶金設計研究院有限公司
技術研發日：20240712
技術公布日：2025/4/28