火道结构的制作方法

1.本发明涉及预焙阳极焙烧技术领域，尤其涉及一种火道结构。


背景技术：

2.现代铝工业中，预焙阳极的焙烧主要使用敞开式环形焙烧炉。敞开式环形焙烧炉是由若干个结构相同的炉室组成，每个炉室又包含若干个料箱与火道，生阳极分层放置在料箱内。阳极焙烧效果的好坏直接决定了阳极质量的优劣，而焙烧过程主要受火道内流场、温度场分布和传热的影响。
3.相关技术中所用的火道结构，通常会设置多道折流墙对火道内的烟气流动进行引导。然而，折流墙的存在延长了烟气运行的距离，造成了同一焙烧阶段火道内的烟气流上、下游的温度差异过大，影响火道对料箱加热的均匀性，进而造成焙烧阳极存在较大的质量偏差。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
5.有鉴于此，根据本技术实施例提出了一种火道结构，包括：
6.火道本体、烟气腔、纵向导向砖组和烟气挡墙；
7.烟气腔设置于火道本体内部；
8.烟气挡墙与纵向导向砖组相间隔地设置于烟气腔内，烟气挡墙沿烟气腔的纵向布置，烟气挡墙上沿烟气腔的纵向间隔地设置有多个孔道，孔道的两端分别位于烟气挡墙两侧，且孔道的两端均与烟气腔相连通；
9.其中，每个纵向导向砖组包括沿烟气腔的纵向间隔布置的多个第一导向砖。
10.在一种可行的实施方式中，火道本体包括两个端墙、两个侧墙、一个顶墙和一个底墙，烟气腔由两个端墙、两个侧墙、顶墙和底墙围设成；
11.纵向导向砖组和烟气挡墙均位于两个侧墙之间，第一导向砖的两端分别嵌设于两个侧墙内，烟气挡墙的两端分别嵌设于两个侧墙内；
12.一个端墙靠近于顶墙的一端设置有进气口，另一个端墙靠近于顶墙的一端设置有出气口；
13.纵向导向砖组的底端和烟气挡墙的底端均与底墙之间存在间隙。
14.在一种可行的实施方式中，纵向导向砖组的数量为多个，多个纵向导向砖组沿进气口至出气口的方向间隔设置，且沿进气口至出气口的方向，多个纵向导向砖组依次为进气侧砖组、多个中部砖组和出气侧砖组；
15.烟气挡墙的数量为多个，多个烟气挡墙至少包括一个进气侧挡墙和一个出气侧挡墙；
16.其中，进气侧挡墙与进气侧砖组相邻设置，且进气侧挡墙位于进气侧砖组靠近于出气口的一侧；
17.出气侧挡墙与出气侧砖组相邻设置，且出气侧挡墙位于出气侧砖组靠近于进气口的一侧。
18.在一种可行的实施方式中，同一纵向导向砖组的第一导向砖等间隔布置；
19.相邻的两个纵向导向砖组错位布置。
20.在一种可行的实施方式中，进气侧挡墙靠近于顶墙的一端设置有多个孔道；
21.出气侧挡墙靠近于顶墙的一端和靠近于底墙的一端分别设置有多个孔道。
22.在一种可行的实施方式中，火道结构还包括：
23.横向导向砖组，设置于间隙内，且横向导向砖组位于两个侧墙之间；
24.其中，横向导向砖组包括沿进气口至出气口方向间隔布置的多个第二导向砖，第二导向砖的两端分别嵌设于两个侧墙内。
25.在一种可行的实施方式中，横向导向砖组的数量为多个，多个横向导向砖组沿顶墙至底墙的方向间隔设置；
26.同一横向导向砖组的第二导向砖等间隔布置。
27.在一种可行的实施方式中，火道结构还包括：
28.燃气喷嘴，顶墙上设置有多个观察孔，观察孔与烟气腔相连通，燃气喷嘴插设于观察孔中。
29.在一种可行的实施方式中，多个观察孔均匀分布于顶墙。
30.在一种可行的实施方式中，多个观察孔非均匀分布于顶墙，且至少一个观察孔靠近于进气口布置，至少一个观察孔靠近于出气口布置。
31.相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本发明提供的火道结构，包括：火道本体、烟气腔、纵向导向砖组和烟气挡墙；烟气腔设置于火道本体内部；烟气挡墙与纵向导向砖组相间隔地设置于烟气腔内，烟气挡墙沿烟气腔的纵向布置，烟气挡墙上沿烟气腔的纵向间隔地设置有多个孔道，孔道的两端分别位于烟气挡墙两侧，且孔道的两端均与烟气腔相连通；其中，每个纵向导向砖组包括沿烟气腔的纵向间隔布置的多个第一导向砖。本发明提供的火道结构的纵向导向砖组是由多个沿烟气腔纵向间隔布置的第一导向砖组成，且烟气挡墙上设置有多个孔道，从而烟气可以通过第一导向砖之间的间隔和孔道流通，进而均匀地分布于烟气腔内，一方面避免了折流墙的使用，可以降低烟气在烟气腔内的流动距离，减少烟气热量在流动过程中的损失，提升烟气腔内温度分布的均匀性，有利于改善火道结构对料箱的加热效果，并提升焙烧阳极的质量水平；另一方面，还能够节省火道结构耐火材料的使用量，降低火道结构乃至焙烧炉整体的砌筑成本，有效的控制了焙烧工艺的生产成本。
附图说明
32.通过阅读下文示例性实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出示例性实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
33.图1为本技术提供的一种实施例的火道结构的示意性结构图；
34.图2为图1中示出的火道结构沿a-a方向的示意性剖视图；
35.图3为图1中示出的火道结构沿b-b方向的示意性剖视图。
36.其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
37.100火道本体；200烟气腔；300纵向导向砖组；400烟气挡墙；500孔道；600横向导向砖组；700燃气喷嘴；
38.110端墙；120侧墙；130顶墙；140底墙；150进气口；160出气口；170观察孔；310第一导向砖；610第二导向砖。
具体实施方式
39.下面将参照附图更详细地描述本技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本技术，并且能够将本技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
40.根据本技术实施例提出了一种火道结构，如图1至图3所示，包括：火道本体100、烟气腔200、纵向导向砖组300和烟气挡墙400；烟气腔200设置于火道本体100内部；烟气挡墙400与纵向导向砖组300相间隔地设置于烟气腔200内，烟气挡墙400沿烟气腔200的纵向布置，烟气挡墙400上沿烟气腔200的纵向间隔地设置有多个孔道500，孔道500的两端分别位于烟气挡墙400两侧，且孔道500的两端均与烟气腔200相连通；其中，每个纵向导向砖组300包括沿烟气腔200的纵向间隔布置的多个第一导向砖310。
41.如图1所示，为了便于显示烟气腔200内的结构，图1中隐去了部分火道本体100，本发明提供的火道结构的纵向导向砖组300，是由多个沿烟气腔200纵向间隔布置的第一导向砖310组成，且烟气挡墙400上沿烟气腔200的纵向间隔设置有多个孔道500，孔道500的两端分别位于烟气挡墙400的两侧并与烟气腔200相连通，从而烟气可以通过第一导向砖310之间的间隔和烟气挡墙400上的孔道500流通，进而均匀地分布于烟气腔200内，一方面避免了折流墙的使用，可以降低烟气在烟气腔200内的流动距离，减少了烟气热量在流动过程中的损失，提升了烟气腔200内温度分布的均匀性，有利于改善火道结构对料箱的加热效果，并提升焙烧阳极的产品质量水平。
42.另一方面，由于纵向导向砖组300中的各个第一导向砖310采取间隔布置的形式，并且在烟气挡墙400上开设了多个孔道500，从而降低了纵向导向砖组300和烟气挡墙400的体积，进而能够节省火道结构耐火材料的使用量，降低火道结构乃至焙烧炉整体的砌筑成本，有效的控制了焙烧工艺的生产成本。
43.需要说明的是，折流墙通常为w型结构和/或v型结构，在烟气腔200内部设置有多道折流墙的情况下，烟气沿着折流墙流动会导致大部分的热量被折流墙吸收，从而产生大量的热量损失，进而降低焙烧炉的热利用效率。并且，折流墙的存在还会造成烟气腔200内的烟气流通横截面积大幅降低，为烟气的流动带来较大的阻力，同时在实际生产过程当中，烟气腔200内通常为负压状态，容易令火道结构外部的冷空气进入到烟气腔200中，降低烟气腔200内的温度，增大生产能耗。
44.本技术提供的火道结构通过采用沿烟气腔200纵向布置的烟气挡墙400和第一导向砖310，可以在保证烟气腔200内的烟气分布均匀性的同时，降低烟气热量的散失，从而兼顾烟气腔200内的温度分布均匀性，并且减少火道结构的耐火材料使用量，降低火道结构的砌筑成本。
45.在一些可行的示例中，第一导向砖310的截面为矩形，也即第一导向砖310沿其长度方向、宽度方向和高度方向中任一方向的截面均为矩形，从而降低了对第一导向砖310的结构形状要求，无需采用如t形截面砖、l形截面砖等异形砖，即可满足烟气均匀分布的要求，进而降低了火道结构的施工难度。
46.在一些示例中，如图1和图3所示，火道本体100包括两个端墙110、两个侧墙120、一个顶墙130和一个底墙140，烟气腔200由两个端墙110、两个侧墙120、顶墙130和底墙140围设成；纵向导向砖组300和烟气挡墙400均位于两个侧墙120之间，第一导向砖310的两端分别嵌设于两个侧墙120内，烟气挡墙400的两端分别嵌设于两个侧墙120内；一个端墙110靠近于顶墙130的一端设置有进气口150，另一个端墙110靠近于顶墙130的一端设置有出气口160；纵向导向砖组300的底端和烟气挡墙400的底端均与底墙140之间存在间隙。
47.如图1和图3所示，火道本体100由两个端墙110、两个侧墙120、一个顶墙130和一个底墙140构成，可以理解的是，两个端墙110相对设置，两个侧墙120相对设置，且顶墙130和底墙140相对设置，烟气腔200由两个端墙110、两个侧墙120、顶墙130和底墙140围设成。
48.如图3所示，纵向导向砖组300和烟气挡墙400均设置在两个侧墙120之间，并且第一导向砖310的两端分别嵌设于两个侧墙120内，烟气挡墙400的两端分别嵌设于两个侧墙120内，两个端墙110中的其中一个设置有进气口150，另一个设置有出气口160，且出气口160和进气口150均位于相应端墙110上靠近于顶墙130的一端，从而通过第一导向砖310组和烟气挡墙400，一方面可以调整烟气腔200内部的烟气流向，令烟气在烟气腔200内分布更加均匀，另一方面也可以进一步增强火道结构的整体强度，延长火道结构的使用寿命。
49.同时，如图1所示，纵向导向砖组300和烟气挡墙400的底端均与底墙140之间存在间隙，从而当烟气通过进气口150进入烟气腔200后，部分烟气可以通过该间隙向出气口160的方向流通，拓宽了烟气的流动范围，利于烟气在烟气腔200底部流动，并且烟气在流动的过程中，能够对烟气腔200底部进行加热，进一步保证烟气腔200内部温度分布的均匀性，提升对料箱的加热效果，从而有利于进一步提升阳极焙烧效果。
50.在一些示例中，如图1所示，纵向导向砖组300的数量为多个，多个纵向导向砖组300沿进气口150至出气口160的方向间隔设置，且沿进气口150至出气口160的方向，多个纵向导向砖组300依次为进气侧砖组、多个中部砖组和出气侧砖组；烟气挡墙400的数量为多个，多个烟气挡墙400至少包括一个进气侧挡墙和一个出气侧挡墙；其中，进气侧挡墙与进气侧砖组相邻设置，且进气侧挡墙位于进气侧砖组靠近于出气口160的一侧；出气侧挡墙与出气侧砖组相邻设置，且出气侧挡墙位于出气侧砖组靠近于进气口150的一侧。
51.如图1所示，纵向导向砖组300的数量为多个，且多个纵向导向砖组300沿着进气口150至出气口160的方向间隔设置，由进气口150至出气口160的方向，多个纵向导向砖组300依次包括有进气侧砖组、多个中部砖组和出气侧砖组，烟气挡墙400的数量也是多个，多个烟气挡墙400中至少包括一个进气侧挡墙和一个出气侧挡墙，进气侧挡墙和出气侧挡墙分别与进气侧砖组和出气侧砖组相邻设置，且进气侧挡墙位于进气侧砖组靠近出气口160的一侧，出气侧挡墙位于出气侧砖组靠近进气口150的一侧。
52.从而，通过前述的布置方式，可以利用多个纵向导向砖组300和多个烟气挡墙400进一步改善烟气腔200内的烟气流动的均匀性，并降低烟气的流动阻力，提高烟气流速场分布的均匀性，进而一方面可以改善由烟气流动引起的机械应力，使作用于烟气挡墙400和第
一导向砖310的机械应力分布更加均匀，减轻第一导向砖310和烟气挡墙400的变形量，进一步延长火道结构的使用寿命；另一方面，在烟气流动阻力有所降低的情况下，可以在焙烧过程中，采取更小的烟气腔200负压，降低冷空气的进入量，进而减少阳极焙烧的能量损耗。
53.在一些可行的示例中，纵向导向砖组300的数量大于或等于1个且小于或等于9个；烟气挡墙400的数量大于或等于1个且小于或等于3个。纵向导向砖组300和烟气挡墙400的数量可以根据火道本体100的结构尺寸设置。
54.示例性地，图1中纵向导向砖组300的数量为六个，其中包括设置于进气口150附近的一个进气侧砖组，四个中部砖组和一个设置于出气口160附近的出气侧砖组；烟气挡墙400的数量为两个，其中包括一个进气侧挡墙和一个出气侧挡墙。
55.在一些示例中，如图1所示，同一纵向导向砖组300的第一导向砖310等间隔布置；相邻的两个纵向导向砖组300错位布置。
56.如图1所示，通过设置同一纵向导向砖组300的第一导向砖310等间隔布置，并设置相邻的两个纵向导向砖组300错位布置，使烟气难以沿着进气口150至出气口160的方向直线流通，进一步提升烟气流动的分布均匀性，令烟气腔200内部的温度分布和速度分布更加均匀。
57.在一些示例中，进气侧挡墙靠近于顶墙130的一端设置有多个孔道500；出气侧挡墙靠近于顶墙130的一端和靠近于底墙140的一端分别设置有多个孔道500。
58.通过在烟气挡墙400上设置多个孔道500，可以获得更大的烟气流通横截面积，从而在实际生产时，可以一定程度上降低火道本体100的宽度，并加大料箱的宽度，进而有利于实现大尺寸阳极的焙烧。并且，在进气侧挡墙靠近于顶墙130的一端设置多个孔道500，且在出气侧挡墙靠近于底墙140的一端和靠近于顶墙130的一端分别设置多个孔道500，可以进一步增强烟气腔200内的烟气流通性，有利于提升烟气流动分布的均匀性。
59.在一些可行的示例中，每个烟气挡墙400上设置的孔道500数量大于或等于1个且小于或等于4个。
60.示例性地，图1中每个烟气挡墙400上设置的孔道500数量为四个。
61.在一些示例中，如图1所示，火道结构还包括：横向导向砖组600，设置于间隙内，且横向导向砖组600位于两个侧墙120之间；其中，横向导向砖组600包括沿进气口150至出气口160方向间隔布置的多个第二导向砖610，第二导向砖610的两端分别嵌设于两个侧墙120内。
62.如图1所示，根据前述，纵向导向砖组300的底端和烟气挡墙400的底端均与底墙140之间存在间隙，在该间隙内还设置有位于两个侧墙120之间的横向导向砖组600，横向导向砖组600由多个沿进气口150至出气口160方向间隔布置的第二导向砖610组成，且第二导向砖610的两端分别嵌设在两个侧墙120内。从而，可以利用横向导向砖组600针对性地提升烟气腔200底部烟气的流动均匀性，进一步保证烟气腔200底部的温度水平，有利于提高火道结构对料箱的加热效果和阳极焙烧的产品质量，并可以通过横向导向砖组600进一步提升火道结构的整体强度，延长火道结构的使用寿命。
63.在一些示例中，如图1所示，横向导向砖组600的数量为多个，多个横向导向砖组600沿顶墙130至底墙140的方向间隔设置；同一横向导向砖组600的第二导向砖610等间隔布置。
64.如图1所示，横向导向砖组600的数量为多个，且多个横向导向砖组600沿顶墙130至底墙140的方向间隔设置，同一横向导向砖组600的第二导向砖610等间隔地布置，从而为烟气在烟气腔200底部的流动分布均匀性提供更进一步的保障，有利于令烟气腔200底部的温度分布和烟气流速分布更加均匀。
65.在一些可行的示例中，横向导向砖组600的数量大于或等于1个且小于或等于3个，横向导向砖组600的数量可以根据间隙的尺寸设置。
66.示例性地，图1中横向导向砖组600的数量为两个。
67.在一些可行的示例中，第二导向砖610的截面为矩形，也即第二导向砖610沿其长度方向、宽度方向和高度方向中任一方向的截面均为矩形，从而降低了对第二导向砖610的结构形状要求，无需采用如t形截面砖、l形截面砖等异形砖，进而降低了火道结构的施工难度。
68.在一些示例中，如图2所示，火道结构还包括：燃气喷嘴700，顶墙130上设置有多个观察孔170，观察孔170与烟气腔200相连通，燃气喷嘴700插设于观察孔170中。
69.如图2所示，火道结构还包括有燃气喷嘴700，顶墙130上设置有多个与烟气腔200相连通的观察孔170，燃气喷嘴700插设在观察孔170中，并用于向烟气腔200内注入可燃气体，以令可燃气体在烟气腔200内燃烧放热，保证烟气腔200内的温度可以满足焙烧过程所需。并且，还可以透过观察孔170观察烟气腔200内的燃气燃烧情况以及烟气的流动情况，以便于操作人员掌握烟气腔200内的运作状况。
70.在一些可行的示例中，部分观察孔170中插设有燃气喷嘴700，且另一部分观察孔170内部空置。
71.示例性地，图1中观察孔170的数量为四个。
72.在一些示例中，多个观察孔170均匀分布于顶墙130。
73.通过设置多个观察孔170均匀分布于顶墙130，可以提高顶板结构的对称性，使顶板获得更佳的结构强度，有利改善顶板的受力性能，延长顶板的使用寿命。
74.在一些示例中，多个观察孔170非均匀分布于顶墙130，且至少一个观察孔170靠近于进气口150布置，至少一个观察孔170靠近于出气口160布置。
75.通过设置多个观察孔170非均匀匀地分布于顶墙130，并设置至少一个观察孔170靠近于进气口150，且至少一个观察孔170靠近于出气口160，可以透过进气口150附近的观察孔170观察到烟气腔200内位于上游的烟气情况，并透过出气口160附近的观察孔170观察到烟气腔200内位于下游的烟气情况，进而能够更加明显地对比出烟气腔200内的上、下游的烟气分布是否存在显著差异。
76.在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
77.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，
因此，不能理解为对本发明的限制。
78.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
79.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。