專利名稱：直流電弧爐的下爐缸的制作方法
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)過幾個生產(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)的磁場的作用而向外偏移，這樣一來，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)地說明本發(fā)明的一個實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)。
附圖中以圖解方式說明了本發(fā)明的一個實(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化的縱剖面的一部分。
圖2是圖1中第二個冷卻裝置的剖面圖，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，冷卻管一個緊靠著一個排列。
圖1示出貫穿一個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(對于鋼管而言)或者釬焊(對于銅管而言)在一個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15一個緊靠著另一個地排列，彼此熔焊或釬焊在一起。在這種情況下也用支承板17來增強(qiáng)。
除了冷卻作用之外，第二冷卻裝置10同時還構(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弓形部分，以使更換已損壞的爐壁部分的操作更為簡便。每一個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)中的一個垂直延伸的外殼構(gòu)件18。
附圖中的標(biāo)號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)，或者由一個緊靠另一個排列、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C21C5/52GK1126820SQ9511587
公開日1996年7月17日 申請日期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 申請人:Abb管理有限公司