[發(fā)明專利]一種多棱角凸多邊形結(jié)構(gòu)冶金渣罐及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210425979.8
• 申請(qǐng)日: 2012-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103789471A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖禮寶;孔祥宏;王有龍;婁柏麟;周陽(yáng);王秋蓉;姚志軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司;上海寶冶工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C21B3/10
• 分類號(hào): C21B3/10
• 代理公司: 上海三和萬(wàn)國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31230
• 代理人: 劉立平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金設(shè)備，具體地，本發(fā)明涉及一種用于冶金領(lǐng)域的多棱角凸多邊形軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)冶金渣罐及其制造方法。

背景技術(shù)

自1870年以來(lái)，世界煉鋼史上所有的冶金渣罐都是源于鑄造成形。而且都是圓形體：圓柱狀、飯碗狀或圓臺(tái)狀等。采用上述傳統(tǒng)的鑄造工藝制造冶金渣罐及其方法存在問(wèn)題如下：

一．污染環(huán)境。眾所周知，鑄造是機(jī)械加工領(lǐng)域中環(huán)保問(wèn)題最大。渣罐的鑄造同樣如此。例如，在向沙坑傾翻鑄余液態(tài)鋼渣或鐵渣的過(guò)程中，大量的粉塵煙氣升騰，彌漫空間，作業(yè)環(huán)境惡劣；現(xiàn)場(chǎng)污染可能導(dǎo)致電器設(shè)備故障頻發(fā)；鋼渣及廢氣中的有害氣體、有機(jī)碳（TOC）及重金屬（鎘、鉻、銅、汞、鎳、鉛、鋅）的排放濃度較高，嚴(yán)重影響員工的身體健康。從而，由渣罐的鑄造帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題很大。

二．存在安全隱患。因鑄造渣罐晶粒較一般軋制鋼材粗大（因未經(jīng)過(guò)熱壓力加工，晶粒仍為原始狀態(tài)），粗細(xì)不均勻（因冷卻條件不同所致），使得大型冶金設(shè)備鑄造不可避免地存在如縮孔、縮松、氣孔、偏析、裂紋、非金屬夾雜、熱裂、冷裂等的各種缺陷，在制造、使用過(guò)程的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)渣罐開(kāi)裂，給生產(chǎn)及操作人員造成安全隱患。

三．基于上述原因，使得大型冶金設(shè)備鑄造不可避免地存在如縮孔、縮松、氣孔、偏析、裂紋、非金屬夾雜、熱裂、冷裂等的各種缺陷，嚴(yán)重影響其使用性能。

四．基于上述原因，鑄造渣罐的可焊性差、可修復(fù)性差，維修成本大。且安全隱患大，給生產(chǎn)安全帶來(lái)威脅。

五．使用壽命短，所述渣罐在使用數(shù)月之后既得報(bào)廢。另一方面，由于渣罐使用量很大，例如，以我國(guó)內(nèi)某大型鋼鐵企業(yè)為例，近年來(lái)僅5.3立方米容量的渣罐即需年耗100多個(gè)，導(dǎo)致目前的鑄造渣罐的使用成本極大，不利于降本增效。

本發(fā)明人突破了傳統(tǒng)的技術(shù)觀念和技術(shù)難度，于2008年成功研制出并申請(qǐng)了世界上首臺(tái)焊接結(jié)構(gòu)渣罐專利技術(shù)方案。以焊接方法取代了鑄造方法。

然而，存在問(wèn)題是：

（1）壓形加工費(fèi)比較貴。以60噸大渣罐為例。市場(chǎng)對(duì)鋼板厚度≤80mmm壓形加工費(fèi)至少6000～8000元/噸，這樣僅壓形加工費(fèi)就≥40萬(wàn)元/每臺(tái)，且不計(jì)

外委加工時(shí)路途來(lái)回運(yùn)輸及人工費(fèi)等。

當(dāng)鋼板厚度≥80mm，則壓形費(fèi)更貴，不但需要專用的大型壓形機(jī)（容量≥120mm，寬≥8000mm），而且，渣罐壁積越大，鋼板厚度和尺寸就越大，對(duì)壓形加工設(shè)備的要求就越苛刻，當(dāng)尺寸大到一定數(shù)量時(shí)（如33立方60噸重的大渣罐），就是很難完成的工作，除非特制專用大型卷壓機(jī)，但成本和市場(chǎng)生存可想而知（目前還沒(méi)有這種特大型卷壓機(jī)）。

鋼板越厚則卷壓時(shí)造成鋼板浪費(fèi)越大。鋼板越厚，始?jí)憾艘т摿烤捅仨氃蕉唷?duì)于卷壓80mm厚鋼板，首、尾至少需要預(yù)留400～600mm的咬鋼長(zhǎng)度，總共要浪費(fèi)800～1200mm長(zhǎng)的鋼板，才能完成壓形操作。這樣每卷壓一塊鋼板就要浪費(fèi)幾噸的鋼材。若卷壓≥80mm鋼板，則利用率更低，浪費(fèi)量將無(wú)法接受。

厚鋼板壓形加工操作環(huán)境惡劣，既有難度又有麻煩。厚鋼板壓形時(shí)（特別是合金鋼），溫壓和熱壓時(shí)必須將鋼板整體分別加熱到600℃～1000℃，才能實(shí)施卷壓，否則，會(huì)產(chǎn)生裂紋等缺陷，甚至于報(bào)廢。此外，更麻煩的是，鋼板越厚，材料強(qiáng)度越高，則加熱的溫度就必須越高，這樣既浪費(fèi)能源，又加重操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度和惡化操作環(huán)境。

此外，上述焊接結(jié)構(gòu)渣罐的使用缺點(diǎn)是：盡管使用壽命比原鑄造渣罐長(zhǎng)，但是，到了壽命末期也存在變形和開(kāi)裂等失效問(wèn)題。經(jīng)過(guò)跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，抗高溫變形仍然是一個(gè)技術(shù)瓶頸問(wèn)題。

總之，原發(fā)明的焊接結(jié)構(gòu)冶金渣罐專利產(chǎn)品，適用于新型小渣罐（5.6立方/20噸），即適于制造圓弧形焊接結(jié)構(gòu)小渣罐。但是，對(duì)于中型和大型渣罐，當(dāng)渣罐壁積大于18立方以上特別是33立方及以上，若再受圓弧形理念的限制，則新的問(wèn)題又出現(xiàn)了：大型焊接結(jié)構(gòu)冶金渣罐在制造環(huán)節(jié)中的“圓弧卷板壓型加工”和“高溫抗內(nèi)凹收縮變形”二方面仍須改進(jìn)。

綜上所述，上述改進(jìn)的渣罐仍存在問(wèn)題如下：

制造工序較繁瑣，制造工期較長(zhǎng)，制造成本較大，浪費(fèi)能源，加重操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度和惡化操作環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

為克服所述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，提供一種多棱角凸多邊形對(duì)稱結(jié)構(gòu)冶金渣罐。

本發(fā)明的目的又在于，提供一種多棱角凸多邊形對(duì)稱結(jié)構(gòu)冶金渣罐的制造方法。

本發(fā)明的多棱角凸多邊形結(jié)構(gòu)冶金渣罐的技術(shù)方案如下：