專利名稱：電爐小爐蓋及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是對電爐小爐蓋的改進，尤其涉及一種使用安全性好，壽命長，
特別在鐵水比大于40%時仍能保持長壽命的電爐小爐蓋及制備方法。
背景技術(shù)：
冶金電爐爐蓋有大爐蓋與中間三角區(qū)部位(俗稱小爐蓋)組成，在冶煉過 程中，由于電爐爐頂長期處于高溫狀態(tài)，并且經(jīng)常受到溫度驟變的影響， 以及爐內(nèi)c p、 co2、 so2等和造渣劑的化學(xué)侵蝕、電極弧光的輻射及煙塵
的沖刷，加上爐頂在升降旋轉(zhuǎn)時還受到機械振動等作用，特別容易損壞。
尤其是小爐蓋除上述以外還插放有電極，溫度相對于其他部位高得多； 而且電極孔的存在，還易受煙氣沖刷；此外，當鋼廠生產(chǎn)工藝有所調(diào)整， 鐵7j^):提高到40%以上時，鐵水中硅、硫和碳會大幅度提高，從而造成浮 渣3^^，難以在爐蓋底面形成粘附保護渣層，而且脫碳一般都是在高溫熔 融狀燕下進行氧化熔煉，在氧化氣氛下形成的SK)2和少量的S02等酸性物
質(zhì)，k加劇對小爐蓋的損毀，以及熔池發(fā)生碳一氧反應(yīng)時會產(chǎn)生沸騰、攪 動，，起到去除鋼水中的氣體和雜質(zhì)、加速鋼渣反應(yīng)、均勻成分、均勻 溫度、作用，但鋼水沸騰比純廢鋼冶煉激烈得多，鋼液噴濺也激烈得多， 對小爐蓋的侵蝕也就更為嚴重，因而小爐蓋較大爐蓋更容易損壞。特別是 鐵水兌入比例越高，對小爐蓋使用壽命降低越多，此可使小爐蓋使用壽命 降低50%以上。例如國內(nèi)某鋼廠30t電爐冶煉純廢鋼時，小爐蓋的使用壽 —命為150次以上，兌入40%鐵水后，同樣材質(zhì)的小爐蓋使用壽命只有80次 左右。所以電爐頂尤其是小爐蓋成為整個電爐系統(tǒng)中最薄弱的部位，并成 為制約電爐爐役的主要因素之一。
人們通過對爐蓋采取降溫措施，以延長爐蓋的使用壽命例如 中國專利CN2160872、 CN2514003公開的煉鋼電爐排管水冷爐蓋，其 大爐蓋采用水冷排管結(jié)構(gòu)。水冷排管雖然對爐蓋有降溫作用，但主要是對 大爐蓋，而小爐蓋中心部位基本無降溫作用；并且小爐蓋由于使用條件更 為惡劣，不能采用水冷排管結(jié)構(gòu)(漏水進入電爐會引發(fā)爆炸，對煉鋼生產(chǎn)
安全造成極大的隱患)，因此水冷排管只能用于大爐蓋，而不能用于小爐
蘭 皿。
3中國專利CN2416468公開的新型電爐蓋，通過在小爐蓋電極孔內(nèi)固定 耐高溫絕熱管件，以減小電極對小爐蓋的升溫。但實際此隔熱效果有限。
特別是采用上述方法，對于鐵水比高的煉鋼工藝，例如鐵水比高于40% 時，難以在爐蓋內(nèi)面形成保護層，由此造成對爐蓋的加劇損壞缺陷沒有得 到克服，實際對小爐蓋延長使用壽命作用不大。因此仍有值得改進的地方。 糊贈
本發(fā)明目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種使用安全性好， 壽命長，特別在鐵水比大于40%時仍能保持長壽命的電爐小爐蓋。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述電爐小爐蓋的制備方法。 — 本發(fā)明第一目的實現(xiàn)，主要改進是在預(yù)制爐蓋三角區(qū)(小爐蓋)電極孔周 圍預(yù)置有風(fēng)冷通道，并與外界冷卻風(fēng)連通，在使用時通過向風(fēng)冷通道內(nèi)連 續(xù)通入冷空、，將蘊積在電爐小爐蓋(特別是3個電極孔周圍)的熱量吸收帶 出，起到對爐蓋的冷卻降溫，達到有效降低爐蓋熱負荷；同時爐蓋內(nèi)表面 溫度降低，還有利于增大爐蓋下方爐渣的黏度，有利于在爐蓋內(nèi)工作面形 成一i連續(xù)高黏滯性附渣層，以抑制爐渣與小爐蓋發(fā)生反應(yīng)，減少爐渣對 爐蓋耐火材料的侵蝕，實現(xiàn)本發(fā)明目的。具體說，本發(fā)明電爐小爐蓋，包 括爐蓋本體和開設(shè)的電極孔洞，其特征在于爐蓋厚度面、電極孔洞周圍有 預(yù)留的上下分成若干層、且徑向尺寸不同的環(huán)形通道，所說各環(huán)形通道有 伸出爐蓋的外連接管。
本發(fā)明所說電極孔周圍、上下分層設(shè)置的若干環(huán)形通道，主要是在爐 蓋內(nèi)形成冷.卻降溫通道，通過通入連續(xù)冷卻氣體，使爐蓋降溫。環(huán)形通道 形狀不限，可以是圓形，也可以是其他幾何形狀的環(huán)形通道，通道截面形 狀也不限，可以是圓形，也可以是其他幾何形狀。環(huán)形通道，較好是呈慣 通結(jié)構(gòu)；但由于有外連接管，也可以不連通結(jié)構(gòu)。上下各層環(huán)形通道，徑 向尺寸不同，主要是從有利于確保爐蓋強度角度考慮，各冷卻環(huán)形通道在 豎向投影面上不為同尺寸環(huán)形結(jié)構(gòu)，更有利于確保爐蓋強度(當然各層相 同尺寸也不是不可以用)。各環(huán)形通道徑向尺寸， 一種較好為徑向尺寸按 爐蓋面向下呈上大下小變化，此結(jié)構(gòu)更有利于隨著使用電極孔擴大后仍然 保持較好的冷卻。根據(jù)爐蓋大小及電極孔布置，環(huán)形通道可以是環(huán)繞所有 電極，也可以是每個電極孔周圍均分別設(shè)置，本發(fā)明優(yōu)先采用后者，可以 有更好的降溫效果。冷卻環(huán)形通道，直徑較好為10-30mm，過細對冷卻效 果有影響，過大則對強度有影響，需加大爐蓋厚度。連接各環(huán)形通道的外連接管，主要使冷卻氣體連續(xù)進出，根據(jù)冷卻速 度要求，各環(huán)形通道上外連接管，可以是一對，也可以是若千對，多對外 連接管換氣量大更有利于降溫速度的提高。外連管在爐蓋中可以橫向伸出， 也可以斜向伸出， 一種更好為豎向伸出爐蓋。為避免灰塵等雜質(zhì)進入外連 接管，進而堵塞風(fēng)冷通道，其中一種更好為外連接管露出爐蓋外部分的至 少管口呈彎曲(非豎直)。外連接管，可以同向設(shè)于爐蓋上方；也可以是進風(fēng) 管在爐蓋上方，出風(fēng)管在爐蓋下方(進出風(fēng)管分設(shè)于爐蓋兩面)，使冷卻 出風(fēng)向爐內(nèi)排出，相當于向爐內(nèi)供氧，其中較好為冷卻風(fēng)向爐內(nèi)排出，有 利于抵消煙氣對爐蓋的沖刷破壞。
本發(fā)明電爐小爐蓋的制備方法，包括耐火澆注料澆注或壓力成型，其 特征在于成型時或成型前，在厚度面不同高度放置有不同直徑的環(huán)形燒失 體及連通的外連接管，然后澆注或壓制成型，加溫烘烤或第一次使用烘烤， 燒失物燒矢留下通道。
,發(fā)明方法中預(yù)留通道，預(yù)制爐蓋內(nèi)通道采用燒失體成型占位，燒失 后形^通道；與爐蓋外連通例如外連接管通道，可以采用燒失體占位，燒 失后彩成通道，也可以采用輥棒形式實體占位，成型后拔出得到通道。
:*發(fā)明電爐小爐蓋，由于在爐蓋預(yù)制件電極孔周圍預(yù)制有按厚度分層 布置的多層風(fēng)冷通道，使用時向通道連續(xù)通入冷卻空氣，將爐蓋內(nèi)高熱量 帶出/從而達到降低爐蓋溫度，而且由于通風(fēng)冷卻，隨著使用即使冷卻通 道毀損，也不會造成水冷對煉鋼的安全隱患和危險。其次，爐蓋溫度的降 低，也有利于增大爐蓋下方爐渣的黏度，有利于在爐蓋內(nèi)工作面形成一層 連續(xù)高黏滯性附渣層，抑制爐渣與小爐蓋發(fā)生反應(yīng)，降低爐渣對爐蓋耐火 材料的侵蝕；同樣可以延長爐蓋使用壽命。特別是在鐵水比大于40%時， 因爐蓋降溫作用，雖然鐵水中硅、硫和碳的大幅度提高會降低浮渣黏度， 但爐蓋內(nèi)面較低的溫度仍然能形成保護附渣層。此外，爐蓋得到冷卻，使 得中斷冶煉期間爐蓋移出與外界溫差縮小，也減輕小爐蓋移出因溫差大造 成熱剝落與結(jié)構(gòu)剝落造成的爐蓋損壞。再就是，良好的附渣層還可以起到 隔熱保溫的作用，對延長爐蓋的使用壽命也是有利的。各層通道直徑不同 變化，投影面通風(fēng)道不為同直徑，使得設(shè)置通道對爐蓋強度影響降到最小， 完全能滿足小爐蓋對強度要求。本發(fā)明電爐小爐蓋，同材質(zhì)爐蓋使用壽命 至少可以較不設(shè)通風(fēng)冷卻通道的提高30%以上。
以下結(jié)合二個具體實施例，示例性說明及幫助進一步理解本發(fā)明，但實施例具體細節(jié)僅是為了說明本發(fā)明，并不代表本發(fā)明構(gòu)思下全部技術(shù)方 案，因此不應(yīng)理解為對本發(fā)明總的技術(shù)方案限定， 一些在技術(shù)人員看來， 不偏離本發(fā)明構(gòu)思的非實質(zhì)性改動，例如以具有相同或相似技術(shù)效果的技 術(shù)特征簡單改變或替換，均屬本發(fā)明保護范圍。


圖1為本發(fā)明電爐小爐蓋第一實施例電極一孔縱剖結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明電爐小爐蓋第二實施例電極一孔縱剖結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
實施例l:參見圖l，本發(fā)明電爐小爐蓋，在澆注成型模具內(nèi)，最后形 成電極孔3的外周，放置有若干層(三層)不同高度和不同外徑(自頂面向下
外徑減小)直徑為25mm環(huán)形塑料管(燒失后形成上下三層、不同外徑的通 風(fēng)道l)，以及各通向外部的豎向向外連接管(塑料管，同向一對或幾對)，用 澆注料澆注成型預(yù)制整體小爐蓋2，成型后加溫烘烤硬化，同時塑料管受熱 熔化燒失，使原先占位形成中空冷卻風(fēng)通道1和各自供風(fēng)通道，通道伸出 爐蓋部分為插入的不銹鋼連接管1.1、 1.2和1.3，三個外連接管管口向下彎 曲，可以減少灰塵進入。使用時，分別由成對的外連接通風(fēng)導(dǎo)管1.1、 1.2 和1.3:向各環(huán)形風(fēng)道1連續(xù)通以冷卻風(fēng)，對爐蓋進行降溫。隨著爐蓋的使用， 爐蓋g表面逐漸損壞，冷卻風(fēng)道也逐層損壞，由于冷卻風(fēng)道在厚度面上分 層設(shè)i，因此爐蓋仍然能夠得到有效冷卻，從而大大延長了小爐蓋的使用 壽命。
實施例2:參見圖2，如實施例l，其中連通各通風(fēng)道的外連接管，分 別設(shè)置于爐蓋內(nèi)外兩側(cè)，其中向內(nèi)排風(fēng)管為多點排出(均勻出風(fēng))，由爐 蓋外向通風(fēng)道連續(xù)供風(fēng)，冷卻風(fēng)由爐蓋內(nèi)側(cè)面向爐內(nèi)排出。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在本專利構(gòu)思及具體實施例啟示下，能夠 從本專利公開內(nèi)容及常識直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員將意識到也可采用其他方法，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公知技術(shù)的替代，以 及特征間的相互不同組合，例如爐蓋中通風(fēng)道層數(shù)、形狀等的變化，引出 連接管走向變化，小爐蓋形狀變化，第一次烘烤燒失形成通道方式不同， 等等的非實質(zhì)性改動，同樣可以被應(yīng)用，都能實現(xiàn)與上述實施例基本相同 功能和效果，不再一一舉例展開細說，均屬于本專利保護范圍。
權(quán)利要求
1、電爐小爐蓋，包括爐蓋本體和開設(shè)的電極孔洞，其特征在于爐蓋厚度面、電極孔洞周圍有預(yù)留的上下分成若干層、且徑向尺寸不同的環(huán)形通道，所說各環(huán)形通道有伸出爐蓋的外連接管。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述電爐小爐蓋，其特征在于每個電極孔外周分別設(shè) 置環(huán)形通道。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電爐小爐蓋，其特征在于上下各層環(huán)形通道 徑向尺寸自爐蓋頂面向下呈上大下小變化。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電爐小爐蓋，其特征在于外連接管露出爐蓋外部分管口呈彎曲。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電爐小爐蓋，其特征在于外連接管豎向伸出 爐蓋。 '
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電爐小爐蓋，其特征在于環(huán)形通道外連接管 分蟫于爐蓋兩面，冷卻風(fēng)向爐內(nèi)排出。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述電爐小爐蓋，其特征在于向爐內(nèi)排風(fēng)為多點排出。
8、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電爐小爐蓋，其特征在于冷卻環(huán)形通道直徑為10-30mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述帶內(nèi)通風(fēng)冷卻通道電爐小爐蓋制備方法，包括耐火澆注料澆注或壓力 成型，其特征在于成型時或成型前，在厚度面不同高度放置有不同直徑的環(huán) 形燒失體及連通的外連接管，然后澆注或壓制成型，加溫烘烤或第一次使用 烘烤，燒失鉤燒失留下通道。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述帶內(nèi)通風(fēng)冷卻通道電爐小爐蓋制備方法，其特 征在于燒失體為塑料管。
全文摘要
本發(fā)明是對電爐小爐蓋及成型方法的改進，其特征是爐蓋厚度面、電極孔洞周圍有預(yù)留的上下分成若干層、且徑向尺寸不同的環(huán)形通道，所說各環(huán)形通道有伸出爐蓋的外連接管。使用時向通道連續(xù)通入冷卻空氣，降低爐蓋溫度，同時也有利于在爐蓋內(nèi)工作面形成一層連續(xù)高黏滯性附渣保護層，爐蓋降溫也減輕小爐蓋移出因溫差大造成熱剝落與結(jié)構(gòu)剝落造成的爐蓋損壞，同材質(zhì)爐蓋使用壽命至少可以較不設(shè)通風(fēng)冷卻通道的提高30％以上。
文檔編號F27D1/18GK101539367SQ20091003158
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者吳永來, 張興華, 楊政宏, 湯致魁, 峰 黃 申請人:宜興市振球爐料有限公司