CN101526308B - 一种密闭电石炉炉盖及制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种密闭电石炉炉盖及制造工艺。炉盖的构成为：三根电极密封环装置连接于电极水冷密封套上，每根电极水冷密封套与四个加料嘴安装座板及水冷圈焊接，水冷圈与其四个加料嘴的外围水冷加强圈焊接，水冷加强圈通过加强筋与炉盖盖顶外圈焊接，弧管焊接于水冷加强圈外侧和加强筋之间，多个炉盖脚焊接于炉盖盖项外圈上，在炉盖骨架联结空块处焊接两层不锈钢筛网及其间的螺纹圆钢加强骨架，在炉盖脚下方垫有绝热板，在炉盖上有炉门框及炉门和两个烟囱座，在炉墙外焊接炉盖密封及绝热保温防护板，在防护板与墙体之间的密封材料形成完整的炉盖墙体，在骨架联结不锈钢筛网及其间的加强骨架上浇筑混泥土构成整体式炉盖。本发明提高料层质量结构，大大改善工艺操作方式及劳动强度和提高了使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼设备技术领域，具体地说是一种密闭电石炉炉盖及制造工艺。
背景技术
目前，在国内、国外通用的密闭电石炉炉盖是采用由六块夹层水冷式夹套及分半组合式电极保护大套所组合装配而成的组合式炉盖，这种炉盖由于一方面受热不均产生了较大的热应力而变形，由于电石炉循环冷却水硬度较高，其在炉盖夹套中产生大量的Ca2+、Mg2+、Fe2+离子等水垢不均衡的粘附于夹套表面，由于电石炉循环冷却水属于开放式循环冷却水，带进设备污垢会与水垢相互作用附着在夹套内壁，导致夹套水路流径截面积不断缩小，以至于部分水路被堵死，炉盖及水冷大套局部烧损、烧蚀严重；另一方面该种炉盖采用锥形结构，其大大缩小了炉膛内部炉气的缓冲空间。其容易造成炉压大幅度波动及严重喷料，工艺操作及出炉比较困难，重则会导致炉内爆炸，从而发生意外安全事故。
发明内容
本发明的目的是解决上述组合式炉盖存在的问题，提供一种能提高料层质量结构，大幅度改善工艺操作方式及劳动强度，提高使用寿命的密闭电石炉炉盖及制造工艺。
本发明的技术方安案为：炉盖构成为：三根电极密封环装置(1)，电极密封环装置(1)连接于电极水冷密封套(2)上，每根电极水冷密封套(2)与四个加料嘴安装座板(3)及水冷圈(4)焊接，水冷密封套(2)与水冷加强圈(5)之间采用8条加强筋(11)支撑加强焊接，水冷圈(4)与其四个加料嘴的外围水冷加强圈(5)焊接，水冷加强圈(5)通过加强筋(12)与炉盖盖顶外圈(6)焊接，弧管(13)焊接于水冷加强圈(5)外侧和加强筋(12)之间，多个炉盖脚(7)焊接于炉盖盖顶外圈(6)上，在炉盖骨架联结空块处焊接两层耐热不锈钢筛网及其间的耐热螺纹圆钢加强骨架(10)，并分别在炉盖脚(7)下方垫有绝热板(9)，在炉盖盖顶外圈(6)上均匀分布有炉门框及炉门(8)，并砌制两个烟囱座(15)，在炉盖脚(7)之间砌筑炉盖墙(17)，在炉墙外焊接炉盖密封及绝热保温防护板(16)，在密封及绝热保温防护板与耐火砖墙体之间填充密封材料(18)形成完整的炉盖墙体，在骨架联结空块处两层耐热不锈钢筛网及其间的耐热螺纹圆钢加强骨架(10)上浇筑耐火混泥土构成整体式炉盖。
炉盖上设有六根加强筋(12)，加强筋之间连接有弧管(13)及加强直管(14)以支撑三个水冷加强圈(5)。
在烟囱座(15)安制清灰门(14)。
耐火混泥土采用高铝粉、446型不锈钢钢纤维增强耐热混凝土、耐高温骨料、磷酸三纳制作，前三种按1∶1.5～2.5∶2.5～3.5的重量比例搅拌均匀后，加其重量15％的磷酸三钠，加适量的水搅拌均匀后倒入模板内，采用震动泵对其进行震动以使其填充实在。
本发明的炉盖与现有技术比较具有以下优点：
1、制作一套25.5MVA密闭电石炉组合炉盖比现有的组合式炉盖节约资金约66.15万元。
2、本发明的炉盖炉内炉气缓冲空间大幅增加，从而为炉压的恒定性波动起到了较好的缓冲作用，利于进一步加强对炉子的操作控制及为炉子的高负荷运行提供有利的条件，同时也为炉子的稳定、优质、高产、低耗提供了较好的保障。通过实际生产效果来看，改造后的炉子其平均生产吨标准电石的电消耗已从未改造前的3361.2度降低到3106度，节约电能约230.7度，若按每度电0.45元计的话，则可节约103.8元人民币，按该类型炉子的设计年产量4.5万吨计，则每年可节约用电成本467.1675万元人民币。
3、本发明的炉盖冷却水用量能够节约三分之二的用量，其废热锅炉抽取炉气燃烧而产生的蒸汽量较现有组合式炉盖所产生的蒸汽量多15％左右，同时，炉气排出烟囱口外移后，避免了炉气粉尘落入炉内，从而有效地改善了料面结构，大幅的提升了路子负荷及质量、产量。
本发明的全新的密闭式电石炉炉盖不仅避免了现有的组合式炉盖所存在的缺陷问题，能够避免灰尘堆积于炉膛内，能够有效的提高料层质量结构，大幅度改善工艺操作方式及劳动强度。通过ANSYS有限元模拟分析，大大的提高了使用寿命。
附图说明
图1是本发明炉盖的主视图；
图2是本发明炉盖的俯视图。
图中，1-电极密封环装置，2-电极水冷密封套，3-加料嘴安装座板，4-水冷圈，5-外围水冷加强圈，6-盖顶外圈，7-炉盖脚，8-炉门框及炉门，9-耐火有机硅云母绝热板，10-加强骨架，11-加强筋，12-加强筋，13-弧管，14-清灰门，15-烟囱座，16-防护板，17-炉盖墙，18-密封材料。
具体实施方式
实施例：
如图1、2所示，本发明的炉盖构成为：有三根电极密封环装置1，电极密封环装置用于密封炉气，防止炉气延其电极柱上蹿与空气接触燃烧，电极密封环装置1通过法兰螺栓连接的方式连接于用无磁钢厚壁无缝钢管卷制而成的电极水冷密封套2上，每根电极水冷密封套2通过焊接的方式与四个加料嘴安装座板及用无磁钢厚壁无缝钢管卷制而成的水冷圈4焊接，水冷圈4用于冷却加料嘴安装座板，水冷圈4通过焊接的方式与其四个加料嘴外围用无磁钢厚壁无缝钢管卷制而成的水冷加强圈5焊接，水冷加强圈5通过用无缝厚壁碳钢钢管制成的加强筋12与炉盖盖顶外圈6焊接连结，采用无缝厚壁碳钢直钢管及其弯制弧管13焊接于水冷加强圈5外侧和加强筋12之间，六只炉盖脚7采用焊接的方式焊接于与六根加强筋12对应的下方炉盖盖顶外圈6上，在炉盖骨架联结空块处焊接两层耐热不锈钢筛网及其间的耐热螺纹圆钢加强骨架10，骨架焊接完毕后将其移至炉膛正上方，并分别在六只脚7下方垫有耐火有机硅云母绝热板9，在炉盖盖顶外圈6上安60度位置分布有六个炉门框及炉门8，并分别砌制两个烟囱座15，在烟囱座15安制清灰门14，在六只脚7之间砌筑炉盖墙17，在炉墙外焊接采用钢板卷制而成的弧板形成炉盖密封及绝热保温防护板16，在密封及绝热保温防护板与耐火砖墙体之间填充密封材料18而形成完整的炉盖墙体，在骨架联结空块处两层耐热不锈钢筛网及其间的耐热螺纹圆钢加强骨架10上浇筑耐火混泥土，由此构成整体式炉盖。
在不影响电极柱安全的前提下提高炉盖至1580mm，缩短水冷密封套高度，其炉盖盖顶采用碳钢及不锈钢钢管焊接制作水冷式骨架，考虑为防止产生电磁场，形成“满流”及“涡流”电流等而造成热能损失，电极水冷密封套材质选用无磁钢(奥氏体不锈钢)φ219×12mm的厚壁无缝钢管卷制而成，料嘴外围固定侧加强圈采用φ159×12mm的厚壁无缝钢管卷制而成，在水冷密封套与该加强圈之间采用δ＝12mm的无磁钢板制作的加料嘴座子联接，用δ＝25mm的8块无磁钢板在加料嘴座板下面做加强筋筋板加强联接，加料嘴外围固定侧加强圈外侧采用φ159×12mm的无缝碳钢钢管与其焊接加强，炉盖盖顶外圈采用φ219×12mm的厚壁无缝钢管卷制而成，加料嘴外围固定侧加强圈外侧加强弧段无缝钢管与炉盖盖顶外圈之间采用φ159×12mm的无缝碳钢钢管焊接以形成联通水路，在骨架间采用孔径50×50mm，丝径φ6mm的不锈钢筛网作骨架，两层筛网间采用φ20mm的螺纹耐热钢筋做加强筋，采用焊接联接，钢网骨架制作完毕后采用高铝粉、446型不锈钢钢纤维增强耐热混凝土、耐高温骨料、磷酸三纳，前三种(高铝粉、446型不锈钢钢纤维增强耐热混凝土、耐高温骨料)按1∶2∶3比例(重量比)搅拌均匀后，加入其重量15％的磷酸三钠，其余加适量的水搅拌均匀后，直接倒入模板内，采用震动泵对其进行震动使其填充实在，待全部成型后36小时即投入使用。这种耐热混凝土成型后，其表面挤压强度高达270kg/cm2，耐高温可达1600℃，其耐温度已远远大于电石炉内料面温度(约800℃)，为减小停电检修电极柱零部件时炉盖顶部产生高温，浇筑完毕后在混泥土层顶部铺上绝热耐火轻质保温材料以达到绝热效果；整个炉盖盖体采用六支水冷角支撑，每只水冷脚采用两根并排的厚壁钢管焊接制作而成，每只脚下面垫上δ＝20mm的耐火有机硅云母绝热板以作炉盖与炉体间的绝缘，从炉体上砌筑两层耐火保温绝热绝缘砖后在每两对角之间焊接卷制成弧形的12#槽钢卷，在安装炉门框时在炉门框与炉门框安装板之间加装δ＝10mm的耐火有机硅云母绝热板以作炉门与炉盖体间的绝缘用，炉盖墙体在炉门框及炉门安装完毕后采用耐火保温绝热砖层及普通砖层砌筑而成，砌筑过程中分别对准三根电极位置安装好三个电极测量孔座子，砌筑完毕后在槽钢圈与炉盖外圈之间焊接δ＝6mm的钢板，炉墙与所焊接的钢板之间填入绝热砂用于密封，及可正式开炉生产，从而完成制作和安装。
实施例2：
与实施例1相同，区别点是：耐热混凝土采用高铝粉、446型不锈钢钢纤维增强耐热混凝土、耐高温骨料、磷酸三纳，前三种(高铝粉、446型不锈钢钢纤维增强耐热混凝土、耐高温骨料)按1∶1.5∶2.5比例(重量比)搅拌均匀后，加入其重量15％的磷酸三钠，其余加适量的水搅拌均匀后，直接倒入模板内，采用震动泵对其进行震动使其填充实在，待全部成型后36小时即投入使用。
实施例3：
与实施例1相同，区别点是：耐热混凝土采用高铝粉、446型不锈钢钢纤维增强耐热混凝土、耐高温骨料、磷酸三纳，前三种(高铝粉、446型不锈钢钢纤维增强耐热混凝土、耐高温骨料)按1∶2.5∶3.5比例(重量比)搅拌均匀后，加入其重量15％的磷酸三钠，其余加适量的水搅拌均匀后，直接倒入模板内，采用震动泵对其进行震动使其填充实在，待全部成型后36小时即投入使用。
Claims (9)
1.一种密闭电石炉炉盖，其特征在于炉盖的构成为：三根电极密封环装置(1)，电极密封环装置(1)连接于电极水冷密封套(2)上，每根电极水冷密封套(2)与四个加料嘴安装座板(3)及水冷圈(4)焊接，水冷圈(4)与其四个加料嘴的外围水冷加强圈(5)焊接，水冷加强圈(5)通过加强筋(12)与炉盖盖顶外圈(6)焊接，弧管(13)焊接于水冷加强圈(5)外侧和加强筋(12)之间，多个炉盖脚(7)焊接于炉盖盖顶外圈(6)上，在炉盖骨架联结空块处焊接两层耐热不锈钢筛网及两层耐热不锈钢筛网间的耐热螺纹圆钢加强骨架(10)，并分别在炉盖脚(7)下方垫有绝热板(9)，在炉盖盖顶外圈(6)上均匀分布有炉门框及炉门(8)，并砌制两个烟囱座(15)，在炉盖脚(7)之间砌筑炉盖墙(17)，在炉盖墙外焊接炉盖密封及绝热保温防护板(16)，在密封及绝热保温防护板与耐火砖墙体之间填充密封材料(18)形成完整的炉盖墙体，在骨架联结空块处两层耐热不锈钢筛网及两层耐热不锈钢筛网间的耐热螺纹圆钢加强骨架(10)上浇筑耐火混泥土构成整体式炉盖。
2.根据权利要求1所述密闭电石炉炉盖，其特征在于炉盖上设有六根加强筋(12)，加强筋之间连接有弧管(13)。
3.根据权利要求1所述密闭电石炉炉盖，其特征在于在烟囱座(15)安制清灰门(14)。
4.根据权利要求1所述密闭电石炉炉盖，其特征在于所述的耐火混泥土采用高铝粉、446型不锈钢钢纤维增强耐热混凝土、耐高温骨料、磷酸三钠制作，前三种按1∶1.5～2.5∶2.5～3.5的重量比例搅拌均匀后，加入其重量15％的磷酸三钠，加适量的水搅拌均匀后倒入模板内。
5.根据权利要求1所述密闭电石炉炉盖，其特征在于炉盖盖顶采用碳钢及不锈钢钢管焊接制作水冷式骨架。
6.根据权利要求1所述密闭电石炉炉盖，其特征在于电极水冷密封套材质选用奥氏体不锈钢φ219×12mm的厚壁无缝钢管卷制而成。
7.根据权利要求1所述密闭电石炉炉盖，其特征在于料嘴外围水冷加强圈采用φ159×12mm的厚壁无缝钢管卷制而成。
8.根据权利要求1所述密闭电石炉炉盖，其特征在于在水冷密封套与该加强圈之间采用δ＝12mm的无磁钢板制作的加料嘴安装座板联接，用δ＝25mm的8块无磁钢板在加料嘴安装座板下面做加强筋筋板加强联接。
9.根据权利要求1所述密闭电石炉炉盖，其特征在于炉盖骨架采用无缝钢管及不锈钢筛网、耐热螺纹钢焊接制作。
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