CN101419020A - 一种装有冷凝炉衬的富锰渣电炉 - Google Patents

Abstract

本发明属于富锰渣电炉，具体涉及一种装有冷凝炉衬的富锰渣电炉，解决了现有富锰渣电炉由于炉衬容易被严重侵蚀、使用寿命短，造成电炉维修次数频繁、严重影响生产的问题。装有冷凝炉衬的富锰渣电炉，冷凝炉衬包括炉底砌筑层和炉墙砌筑层，炉底砌筑层自下而上底一层保温材料、底二层保温材料、电炉熔融区用保温材料以及炉底保护层组成；炉墙砌筑层自外到内由紧贴炉墙钢板环外层耐火材料、环内层耐火材料以及炉墙保护层组成。本发明的有益效果：炉衬的使用周期达5年以上，降低了电炉的维修概率和维修成本。

Description

一种装有冷凝炉衬的富锰渣电炉

技术领域

本发明属于富锰渣电炉，具体涉及一种装有冷凝炉衬的富锰渣电炉。

背景技术

传统的富锰渣电炉炉衬使用保温绝热的理念，对炉衬使用的耐火材料要求有：具有较高的耐火度，高温时形状、体积不发生较大的变化；在高温时有较高的机械强度；抗渣性能好，在高温下有较好的化学稳定性；具有低的导热性(隔热，保温)；在高温下有较好的抗氧化性能等。

而现有富锰渣电炉炉衬的具体结构如图1(以18000KVA电炉为例)所示：炉底砌筑：炉底紧贴钢板铺一层石棉板10mm厚，其上砌约10层粘土砖(平砌)650mm厚，在粘土砖上砌筑3层炭砖1200mm厚。

炉墙砌筑：紧贴炉墙钢板铺一层石棉板10mm厚，用粘土粒填充100mm宽弹性层，内砌粘土砖230mm，砌炉墙立炭砖，400X400X800mm，在高800mm立炭砖内和炉底炭砖内砌粘土砖保护层。

保温绝热炉衬使用导热性差的粘土砖保温(或使用导热性差的高铝砖)，维持炭砖熔炼区的高温。

由于冶炼区的温度高达1500℃以上，现有炉衬耐火材料的抗渣性能，抗氧化性能和化学稳定性都满足不了冶炼的需要，炉衬被侵蚀严重，寿命很短。造成富锰渣电炉每年大修一次，每3个月中修出铁口一次，严重影响电炉生产。

发明内容

本发明为了解决现有富锰渣电炉由于炉衬容易被严重侵蚀、使用寿命短，造成电炉维修次数频繁、严重影响生产的问题，提供了一种装有冷凝炉衬的富锰渣电炉。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种装有冷凝炉衬的富锰渣电炉，其特征在于富锰渣电炉内装有冷凝炉衬，所述的冷凝炉衬包括炉底砌筑层和炉墙砌筑层，冷凝炉衬上设出铁口，

——炉底砌筑层自下而上由紧贴炉底钢板的导热系数小于2w/m℃的底一层保温材料、导热系数大于130w/m℃的底二层保温材料、导热系数为10w/m℃左右的电炉熔融区用保温材料以及炉底保护层组成；

——炉墙砌筑层自外到内由紧贴炉墙钢板的导热系数大于150w/m℃的环外层耐火材料、导热系数大于17w/m℃的环内层耐火材料以及炉墙保护层组成。

炉底砌筑层的底一层保温材料为高铝砖或粘土砖，底二层保温材料为石墨砖，电炉熔融区用耐火材料为炭砖，炉底保护层为粘土砖或高铝砖；炉墙砌筑层的环外层耐火材料为石墨瓦，环内层耐火材料为微孔炭砖或高导微孔炭砖，炉墙保护层为粘土砖或高铝砖。

所述的出铁口为石墨体，其外套一个整体大炭砖，内开出铁通道。炉底砌筑层的底一层保温材料上下方各设置一层热电偶，出铁口上下各设置一层热电偶。

炉壳喷淋水冷、炉底通风冷却。

本发明将富锰渣电炉熔炼区周边温度降低。使炉料和半熔融料成为假炉衬保护炉墙，炉底形成固态合金或流动性不好的半熔融态的合金(假炉底)保护炉底。

本发明设定了合适的电炉参数，使用导热性好的耐火材料砌炉，并在炉壳增加喷淋水冷，在炉底采用通风冷却，提出维护冷凝炉衬的措施，使用组合出铁口。

本发明的有益效果：炉衬的使用周期达5年以上，降低了电炉的维修概率和维修成本。

附图说明

图1为现有富锰渣电炉炉衬的示意图

图2为本发明冷凝炉衬的示意图

图中：1.1-炉墙粘土砖，1.2-粘土砖保护层，1.3-炉墙炭砖，1.4-出铁口炭砖，1.5-弹性层，1.6-石棉板，1.7-炉底石棉板，1.8-炉底粘土砖，1.9-炉底炭砖，1.10-炉墙石棉板；

2.1-炉底钢板，2.2-底一层保温材料，2.3-底二层保温材料，2.4-电炉熔融区用保温材料，2.5-炉底保护层，2.6-环外层耐火材料，2.7-环内层耐火材料，2.8-炉墙保护层，2.9-出铁口。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

富锰渣电炉在电极下端的熔炼区温度高达1500℃以上，温度由电炉中心的高温区向四周逐渐传递。为使炉料和半熔融料成为假炉衬保护炉墙，炉底形成高温固态合金或流动性不好的半熔融态的合金(假炉底)保护炉底，本发明设定了合适的电炉参数，使用导热性好的耐火材料，并在炉壳增加喷淋水冷，在炉底采用通风冷却。使炉衬的使用周期达5年以上。

实施例1：以18000KVA电炉为例，具体结构描述如下：

1、电炉参数：

本发明与同容量现有富锰渣电炉相比，炉壳直径增加+10％，炉膛直径增加+12％，炉膛深增加+20％，极心园直径增加+10％。

电极直径                         1100mm

炉壳直径                         12300mm

炉壳高度                         4900mm

炉膛直径                         11242mm(包括高铝砖保护层)

炉膛深度                         3200mm

极心园直径                       3400mm

2、电炉冷却：

在炉壳温度达到70℃之后，炉壳喷淋水冷，炉底通风冷却。钢板的导热系数为49w/m℃，它能很好的将炉内高温向外传递。为形成冷凝炉衬，炉壳钢板的冷却至关重要。冷却炉墙钢板的水量要大于0.5m³/h.m².如炉壳是直径10米，高4.3米，其每小时供水量要大于68吨。水温要控制在35～50℃之间。要维持炉底钢板温度小于200℃，炉底风机风量要大。

3、冷凝炉衬：

3.1、耐火材料的选择

耐火材料的导热率如下表：

 

名称	粘土砖	高铝砖	电极糊	炭砖	石墨砖	微孔炭砖	高导微孔炭砖
								导热系数w/m℃	0.84	1.51	1	>10	>140	>17,800℃	>60,600℃

选用耐火材料的原则：

1)、紧贴炉底钢板处的底一层耐火材料使用导热性不好的保温耐火材料(导热系数小于2w/m℃)，以保护炉底钢板使其不变形。一般使用高铝砖或粘土砖，厚度为75～300mm。

2)、在底一层耐火材料的上沿，选用导热性高的耐火材料(导热系数大于130w/m℃)作为底二层耐火材料，使炉底热量尽量向炉壳传热，以冷却炉底使其形成假炉底。一般使用石墨砖，厚度为400～500mm。

3)、电炉熔炼区用耐火材料通常为炭砖，导热系数通常为10w/m℃左右，维持正常的反应区温度。

4)、炉墙使用导热性能好的耐火材料，将炉内热量向炉壳传递，以帮助炉墙内形成炉料假炉衬。一般紧贴炉墙钢板的环外层耐火材料使用导热系数大于150w/m℃的石墨瓦，厚70mm，在环外层耐火材料内使用230mm厚微孔炭砖和高导微孔炭砖(其导热系数不小于17w/m℃和60w/m℃)作为环内层耐火材料。炉墙砌筑厚度为300mm。

5)、炉底、炉墙保护层一般使用粘土砖或高铝砖。

3.2、冷凝炉衬的维护：

1)、完善的温度检测系统：

在电炉的关键部位设置热电偶。在底一层耐火材料上下各设一层热电偶，其测温点设在三个电极正下方和极心园的圆心处。在炉墙出铁口上下方各设置一层热电偶，均匀分布12个点，每个点测试二个不同深度的温度。各点设置报警温度。

2)、电炉开炉生产初期的烘炉制度：

装有冷凝炉衬的富锰渣电炉的开炉工艺非常重要，不但要将自焙电极焙烧至可以使用，更重要的是要将炉内耐火材料的水分和挥发份逐渐均匀的排出，达到耐火材料在高温下使用的条件。

首先利用木材烘炉一昼夜，使炉衬干燥养生。前期用小火烘烤。逐渐加大火焰。然后用电烘炉3天。送电表要点：a.为避免电极壳打弧，变压器使用最低电压，要求小于100伏。B.为使炉温均匀升温，前二天电流从小到大，升至满负荷的一半，并要设间停时间。第三天电流逐渐升至满负荷。逐渐提升电压。

3.3 组合出铁口

现有保温绝热炉衬的出铁口是在炉墙立炭砖打眼形成出铁口，此出铁口每2周要修一次，工人劳动强度大。本发明为配合冷凝炉衬的使用周期，冷凝炉衬出铁口为组合式，由直径300mm，长550mm的石墨体内开直径75mm的孔为出铁通道，在石墨体外套一整体大炭砖形成组合式出铁口。组合出铁口可以长期使用，不用维修。

如图2所示：炉底砌筑：炉底使用高铝捣打料找平，约65mm。在其上面砌约300mm的高铝砖，以保护炉底钢板，使其温度小于200度。在高铝砖上下各放一层热电偶，测温点在电极正下方和炉心。在高铝砖上砌约400～500mm石墨砖，在其上面砌700～800mm炭砖。

炉墙砌筑：炉墙钢板内紧贴70mm厚的石墨板，内砌230mm的微孔炭砖和高导微孔炭砖。在砌筑炉墙的同时，在出铁口位置砌筑组合出铁口。在微孔炭砖内部和炉底炭砖上部砌粘土砖或高铝砖的保护层。

冷凝炉衬砌筑使用导热性好的石墨做热传导体。

实施例2：9000KVA富锰渣电炉

1、为了形成冷凝炉衬，选择的9000KVA电炉参数为：

电极直径                       900mm

炉壳直径                       10000mm

炉壳高度                       4300mm

炉膛直径                       9402mm

炉膛深度                       2757mm

极心园直径                     2900mm

2、炉壳喷淋水冷，炉底通风冷却：炉底风机风量50000m³/h。

3、开炉：利用木材烘炉一昼夜，使炉衬干燥养生，前期用小火烘烤。慢慢燃烧。逐渐加大火焰。电烘炉3天，使用63.5伏电压。利用1级电压送电。逐渐提升电压以增加负荷，直至第四天改为正常冶炼电压。

4、冷凝炉衬的维护：

从各点的测温数据看，炉墙温度小于100℃，炉底上层温度300-400℃，炉底下层温度约200℃。电炉运行1年9个月以来，一切正常。

Claims (5)

1、一种装有冷凝炉衬的富锰渣电炉，其特征在于富锰渣电炉内装有冷凝炉衬，所述的冷凝炉衬包括炉底砌筑层和炉墙砌筑层，冷凝炉衬上设出铁口(2.9)，

——炉底砌筑层自下而上由紧贴炉底钢板(2.1)的导热系数小于2w/m℃的底一层保温材料(2.2)、导热系数大于130w/m℃的底二层保温材料(2.3)、导热系数为10w/m℃左右的电炉熔融区用保温材料(2.4)以及炉底保护层(2.5)组成；

——炉墙砌筑层自外到内由紧贴炉墙钢板的导热系数大于150w/m℃的环外层耐火材料(2.6)、导热系数大于17w/m℃的环内层耐火材料(2.7)以及炉墙保护层(2.8)组成。

2、根据权利要求1所述的装有冷凝炉衬的富锰渣电炉，其特征在于炉底砌筑层的底一层保温材料(2.2)为高铝砖或粘土砖，底二层保温材料(2.3)为石墨砖，电炉熔融区用耐火材料(2.4)为炭砖，炉底保护层(2.5)为粘土砖或高铝砖；炉墙砌筑层的环外层耐火材料(2.6)为石墨瓦，环内层耐火材料(2.7)为微孔炭砖或高导微孔炭砖，炉墙保护层(2.8)为粘土砖或高铝砖。

3、根据权利要求1或2所述的装有冷凝炉衬的富锰渣电炉，其特征在于所述的出铁口(2.9)为石墨体，其外套一个整体大炭砖，内开出铁通道。

4、根据权利要求3所述的装有冷凝炉衬的富锰渣电炉，其特征在于炉底砌筑层的底一层保温材料(2.2)上下方各设置一层热电偶，出铁口(2.9)上下各设置一层热电偶。

5、根据权利要求4所述的装有冷凝炉衬的富锰渣电炉，其特征在于其炉壳喷淋水冷、炉底通风冷却。