專利名稱：直流電弧爐的下?tīng)t缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種帶有耐熱爐壁的直流電弧爐的爐缸，所述的耐熱爐壁在其位于熔化區(qū)以上的區(qū)域中部分地設(shè)置有冷卻裝置。
金屬熔爐一般是鋼結(jié)構(gòu)的。為了保護(hù)其免受高溫的損害，在爐缸內(nèi)和爐頂處裝備了由耐火材料構(gòu)成的爐襯。這些爐襯保護(hù)爐體鋼結(jié)構(gòu)免受熱負(fù)荷、化學(xué)負(fù)荷及機(jī)械負(fù)荷的損害。高的熱、化學(xué)和機(jī)械負(fù)荷導(dǎo)致耐火爐襯只具有十分有限的工作壽命。由于爐襯的壽命十分有限，生產(chǎn)過(guò)程不得不經(jīng)常被迫中斷，以砌筑新的爐襯。這種爐襯的更新導(dǎo)致產(chǎn)量降低，并大大增加生產(chǎn)成本。
為了保護(hù)承受負(fù)荷的部分免受熱沖擊的損害，人們采用了冷卻裝置，特別是冷卻管，這些冷卻管被嵌入磚砌體內(nèi)或建于磚砌體旁。但是，這種辦法不能防止耐火爐襯部分在經(jīng)過(guò)幾個(gè)生產(chǎn)周期后由于高的熱負(fù)荷等耐剝落或碎裂。鑒于這種情況，幾年以前人們就轉(zhuǎn)而開(kāi)始研制能夠在熔化區(qū)以外替代耐火爐襯的、水冷卻的爐壁內(nèi)襯和爐頂內(nèi)襯。
DE-2745622C2中公布了一種這樣的金屬熔爐爐缸，其中，爐缸壁上位于熔化區(qū)以上的部分是由冷卻砌塊構(gòu)成，冷卻砌塊中至少包含有一個(gè)兩側(cè)基本上露在外面的蛇形冷卻管，該冷卻砌塊固定在一個(gè)以鋼板外殼或骨架的形式而形成的承重墻上。這種技術(shù)方案的缺點(diǎn)是，爐子的損耗功率中有相當(dāng)大一部分是被蛇形管內(nèi)流通的冷卻水帶走的。以150噸的爐子為例，由于水冷卻的爐壁而造成的功率損耗可達(dá)幾兆瓦。
本發(fā)明的目的是，提供一種能承受所有工作負(fù)荷且熱損失比較少的直流電弧爐爐缸。
根據(jù)本發(fā)明，這一目的是通過(guò)下列措施而實(shí)現(xiàn)的，即在上部爐缸邊緣處設(shè)置第一冷卻裝置，在渣線的高度上設(shè)置第二冷卻裝置，在兩者之間、渣線以上的爐缸壁的面向爐缸內(nèi)的部分基本上是由耐火材料構(gòu)成。
本發(fā)明是建立在下述認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)之上交流電弧爐的電弧，由于在電極區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)的作用而向外偏移，這樣一來(lái)，在電極與爐缸壁之間的爐料(主要是廢鋼鐵)提早熔化掉，使?fàn)t壁承受電弧的全部功率。因此，在交流電弧爐的情況下，必須采取冷卻措施。例加DE-2745622 C2中所述的冷卻措施。與之相反，直流電弧爐可以產(chǎn)生分布在中央的、垂直燃燒的電弧，因而特定的熱負(fù)荷要小的多，只需要冷卻熔池以上范圍內(nèi)的特別承受負(fù)荷的區(qū)域-即爐缸上部邊緣和渣線區(qū)域—就可以了。在被冷卻的爐缸邊緣以下至渣線，爐缸壁砌襯陶瓷材料，厚度一般是300mm。這些爐襯可以由磚(例如鎂磚或鎂石墨磚)構(gòu)筑成，或者由耐火材料構(gòu)成的搗料和噴射料構(gòu)筑成。在這陶瓷爐壁部分的下面，在渣線的高度上的渣周邊位置處又有一個(gè)強(qiáng)制水冷卻區(qū)。
本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是，采用這種方法，爐壁損耗可以降低到5-10kW/m2，這相當(dāng)于功率損耗減少大約50％。
下面，參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)。
附圖中以圖解方式說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。


圖1是貫穿帶有部分地液體冷卻的爐缸壁的直流電弧爐的爐缸的簡(jiǎn)化的縱剖面的一部分。
圖2是圖1中第二個(gè)冷卻裝置的剖面圖，該冷卻裝置中包含有一些冷卻管，這些冷卻管安裝在一個(gè)u形支架內(nèi)。
圖3是第二冷卻裝置的另一種實(shí)施方案，其中，冷卻管一個(gè)緊靠著一個(gè)排列。
圖1示出貫穿一個(gè)直流電弧爐爐缸的部分剖面，如圖所示，爐缸是由上部1和底部2構(gòu)成。底部2是按常規(guī)方式構(gòu)筑的。在不銹鋼板制成的外殼3上設(shè)置了爐底砌體4。外殼終止于凸緣5處。在生產(chǎn)過(guò)程中形成的熔體液面用B表示。該液面明顯地處在凸緣5以下。爐子運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的渣層6延伸至渣線S。
爐缸上部1不僅在爐底砌體4上，而且也在凸緣5上，它從爐缸邊緣算起，自上而下大體上包括三段，即直接與爐缸邊緣7鄰接的第一冷卻裝置8、由陶瓷材料構(gòu)成的爐壁部分9、以及在渣線S高度上的第二冷卻裝置10。
第一冷卻裝置8由一個(gè)水冷卻的環(huán)形或弓形構(gòu)件組成，它是由一些彼此相鄰排列的冷卻管11形成的，冷卻管上覆蓋著托圈12。
陶瓷材料的爐壁部分9主要由鎂磚或鎂石墨磚13構(gòu)成，厚度一般在300mm。它也可以由耐火材料的噴射料或搗料構(gòu)成。其外側(cè)是承重墻14，它由帶有焊接的加強(qiáng)肋板的鋼板構(gòu)成。該承重墻14也可以是雙層壁的，中間流過(guò)冷卻水。
在陶瓷材料的爐壁部分9的下面，在爐渣的邊緣處還有一個(gè)配備有第二冷卻裝置10的強(qiáng)制水冷卻區(qū)。如圖2所示，該冷卻裝置基本上是由冷卻管15組成，冷卻管15熔焊(對(duì)于鋼管而言)或者釬焊(對(duì)于銅管而言)在一個(gè)U形的支架16內(nèi)。支承板17增強(qiáng)了支架16的機(jī)械穩(wěn)定性。
如圖3所示，另外還有一種方案是，不采用支架，將冷卻管15一個(gè)緊靠著另一個(gè)地排列，彼此熔焊或釬焊在一起。在這種情況下也用支承板17來(lái)增強(qiáng)。
除了冷卻作用之外，第二冷卻裝置10同時(shí)還構(gòu)成了陶瓷爐壁部分9和爐缸蓋(圖中未示出)的支承結(jié)構(gòu)。
爐缸上部1最好是分成幾段或幾個(gè)弓形部分，以使更換已損壞的爐壁部分的操作更為簡(jiǎn)便。每一個(gè)段或弓形部分由已知的外殼結(jié)構(gòu)支承，圖1中只能看到該外殼結(jié)構(gòu)中的一個(gè)垂直延伸的外殼構(gòu)件18。
附圖中的標(biāo)號(hào)1.爐缸上部2.爐缸底部3.鋼外殼4.爐底砌體5.外殼3上的凸緣6.渣7.爐缸邊緣8.第一冷卻裝置9.陶瓷材料爐壁部分10.第二冷卻裝置11、15.冷卻管12.托圈
13.鎂磚14.承重壁16.冷卻管15的u形支架17.支承板18.外殼構(gòu)件B金屬熔體液面S渣線
權(quán)利要求
1.具有耐熱爐壁的直流電弧爐的爐缸，在其位于熔化區(qū)以上的區(qū)域中部分地安裝了冷卻裝置，其特征在于，在上部爐缸邊緣(7)處設(shè)置第一冷卻裝置(8)，在渣線(S)的高度上設(shè)置第二冷卻裝置(10)，在渣線(S)以上，爐缸壁的處于上述兩者之間、面向爐缸內(nèi)部的區(qū)域(9)基本上是由耐火材料構(gòu)成的。
2.權(quán)利要求1所述的爐缸，其特征在于，第一冷卻裝置(8)是以冷卻管(11)的閉合環(huán)形式或者是以冷卻管(11)的劃分成扇形段的環(huán)的形式構(gòu)成的。
3.權(quán)利要求1或2所述的爐缸，其特征在于，第二冷卻裝置同樣也是以閉合的或劃分成扇形的環(huán)形的形式構(gòu)成，它包含有安裝在支架(16)上的冷卻管(15)，或者由一個(gè)緊靠另一個(gè)排列、彼此緊密連在一起的冷卻管(15)構(gòu)成。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的爐缸，其特征在于，第二冷卻裝置構(gòu)成了耐火材料(9)的支承結(jié)構(gòu)。
5.權(quán)利要求1所述的爐缸，其特征在于，所述耐火材料由支承在承重壁(14)上的磚(13)、搗料或噴射料構(gòu)成。
6.權(quán)利要求5所述的爐缸，其特征在于，所述承重壁(14)是雙層壁。
全文摘要
為了降低直流電弧爐的損耗功率，在位于熔化區(qū)以上的范圍，僅在部分區(qū)域內(nèi)對(duì)爐缸進(jìn)行冷卻。在上部爐缸邊緣(7)處設(shè)置第一冷卻裝置(8)，在渣線(S)的高度上設(shè)置第二冷卻裝置(10)，在渣線(S)以上、上述兩個(gè)冷卻裝置之間、爐缸壁的面向爐缸內(nèi)的部分(9)基本上是由耐火材料(13)構(gòu)成的。
文檔編號(hào)C21C5/52GK1126820SQ9511587
公開(kāi)日1996年7月17日 申請(qǐng)日期1995年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月2日
發(fā)明者E·A·拉桑達(dá), S-E·施滕維斯特 申請(qǐng)人:Abb管理有限公司