水冷爐蓋廣泛應(yīng)用于電弧爐中,如今已經(jīng)有很多集設(shè)計(jì)、制造為一體的生產(chǎn)廠家。由于礦熱爐一般都為埋弧操作,爐蓋處溫度沒(méi)有電弧爐爐蓋處的溫度高,因此人們對(duì)水冷爐蓋的冷卻不重視。礦熱爐中使用的水冷爐蓋結(jié)構(gòu)形式還是比較原始的,冷卻方式很不合理,冷卻效果較差。但在礦熱爐的精煉爐型中,最后熔清階段為明弧操作,熱輻射量很大,原有水冷爐蓋結(jié)構(gòu)不能滿足工藝要求。為了改善礦熱爐水冷爐蓋的冷卻效果,提高爐蓋的使用壽命。本論文提出對(duì)礦熱爐水冷爐蓋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),本論文中的礦熱爐可拆卸式水冷爐蓋的結(jié)構(gòu)和吊掛方式于2008年已經(jīng)申請(qǐng)專利。
1 現(xiàn)今礦熱爐爐蓋
現(xiàn)在的礦熱爐爐蓋通常采用的冷卻方式為僅冷卻骨架，其他地方不采取水冷，其結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。環(huán)形水冷骨架，一般有2~3道 ，輻射骨架數(shù)量根據(jù)爐蓋大小而定，骨架通水截面為矩形，骨架通水冷卻，鋼板不冷卻。
圖1 當(dāng)前普通應(yīng)用的礦熱爐爐蓋結(jié)構(gòu)
由于電極起弧的熱輻射溫度很高,并且爐蓋大部分地方都沒(méi)有采取水冷,使得靠近爐膛燃燒區(qū)的爐蓋溫度過(guò)高,沒(méi)有水冷的部分很快就被燒蝕,大大縮短了爐蓋的使用壽命。
2管式水冷爐蓋
為了解決以上問(wèn)題,本文采用管式水冷塊的結(jié)構(gòu)形式,結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2管式水冷爐蓋結(jié)構(gòu)圖
圖2中,環(huán)形水冷圈和由中心向四周輻射的鋼管組成爐蓋骨架,骨架的作用為支撐整個(gè)爐蓋上水冷塊的重量。因此在設(shè)計(jì)時(shí)一定要對(duì)骨架的強(qiáng)度進(jìn)行校核。水冷骨架的截面形狀可以為圓形,也可以為矩形,考慮到圓形截面受力比較好,采用圓形截面的鋼管作為水冷骨架。
這種結(jié)構(gòu)形式中,水冷骨架還有一個(gè)功能是作為水分配器使用,即將從總進(jìn)水管道過(guò)來(lái)的水直接接人水冷骨架,水冷骨架充當(dāng)水分配器向爐蓋上的水冷塊、煙道、把持器系統(tǒng)的水冷錐環(huán)、保護(hù)罩及爐蓋密封裝置供水。這樣做的好處是節(jié)約了水分配器,尤其是因?yàn)樗鋲K遍布爐蓋四周,如果單獨(dú)設(shè)立水分配器,則水分配器的布置存在困難,并且在爐蓋上設(shè)立的水分配器影響爐蓋上面的檢修操作。
3水冷塊
為了便于拆卸,水冷塊采用分塊式,即同一區(qū)間的一路或者兩路水組成一個(gè)水冷塊,如圖3所示。
圖3水冷塊結(jié)構(gòu)
水冷塊的分塊是根據(jù)水冷骨架的分區(qū)來(lái)確定的,一個(gè)區(qū)至少有一個(gè)水冷塊。而且同一水冷塊一般不跨區(qū),比如水冷骨架分為6個(gè)區(qū),則水冷塊就分為6大塊,或者是6的整數(shù)倍。
每一個(gè)水冷塊的進(jìn)水都是從水冷骨架引進(jìn),如圖4所示。
圖4 水冷塊供水示意圖
水冷塊的回水可以單獨(dú)回到回水箱,也可以匯集到一塊之后再回到回水箱。單獨(dú)回水的好處是能夠很直觀的知道每一路水的情況,如果某一路水堵塞,操作者可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。如果為了減少回水管道的數(shù)量,也可以將回水匯集到一塊之后再回到回水箱,這時(shí)需要注意的是在每一路回水處都需要設(shè)流量監(jiān)測(cè),以便知道每一路水的情況。如果這時(shí)不設(shè)流量監(jiān)測(cè),當(dāng)某一路水突然不通時(shí),操作者就沒(méi)有辦法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。
4水冷塊固定方法
水冷塊由吊掛固定在水冷骨架上,固定方式如圖5所示。其中一個(gè)吊掛板與水冷塊焊在一起,另一個(gè)吊掛板與水冷骨架焊在一起,兩吊掛板之間通過(guò)銷軸固定,每個(gè)水冷塊設(shè)立的吊掛數(shù)量根據(jù)水冷塊的大小來(lái)定。一般每個(gè)水冷塊的數(shù)量不少于10個(gè)。
圖5 水冷塊吊掛
當(dāng)水冷塊燒壞時(shí),只要將銷軸退出,水冷塊可以從骨架下面取出,更換新的水冷塊。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)水冷塊燒壞時(shí),不用將整個(gè)水冷爐蓋的水冷塊更換,只需要更換局部小水冷塊,既大大節(jié)約了成本又減少了因更換水冷塊耽誤的時(shí)間,極大提高了生產(chǎn)效率。
5結(jié)論
通過(guò)對(duì)礦熱爐水冷結(jié)構(gòu)的改進(jìn),使礦熱爐的爐蓋冷卻效果更好,減少爐蓋燒蝕的速度,提高設(shè)備正常運(yùn)行的時(shí)間,從而為企業(yè)提高效率。
