CN101762157B - 冶金炉 - Google Patents

Abstract

一种冶金炉，包括：炉体，所述炉体的顶端开口；及炉罩，所述炉罩设置在炉体的顶端以封盖炉体的顶端开口，其中所述炉罩具有：罩体，所述罩体上分别形成有烟气入口、烟气出口、和加料口，其中所述罩体由膜式壁构成；和耐火材料层，所述耐火材料层设置在所述罩体的内壁上。根据本发明的冶金炉，炉罩的罩体由膜式壁构成，因此炉罩的重量轻、能够对炉罩进行充分的冷却，余热回收效率高，降低了罩体内的耐火材料层上的结灰，延长了耐火材料的使用寿命，维护简单。

Description

冶金炉

技术领域

本发明涉及一种冶金炉，尤其是，本发明涉及一种具有改进炉罩的冶金炉。

背景技术

冶金炉是常用的冶金工业设备，例如熔炼炉、烟气炉等。熔炼炉广泛地用于有色金属的熔炼，在熔炼的过程中，为了有效地回收熔炼炉的余热，在熔炼炉上方通常设置余热锅炉，余热锅炉通过炉罩与熔炼炉相连，从而高温烟气从熔炼炉进入余热锅炉内，从而通过热交换回收高温烟气中的热量。

传统冶金炉的炉罩的罩体通常有钢板制成，例如用钢板焊接而成，内侧设耐火材料，因此炉罩非常重。

此外，为了冷却炉罩，传统上在炉罩内设置冷却铜水套，但是由于铜水套非常昂贵，因此成本非常高。另外冷却效果和余热利用效果差，维护非常复杂、使用寿命短。另一方面，由于冷却效果差，耐火材料温度高，寿命降低、其上结灰严重。

为了弥补冷却效果差的缺陷，传统上，一是增大耐火材料的厚度，这不但增加了成本，而且炉罩重量也增加；二是去除炉罩内的铜水套，替代地在炉罩的内部砌上耐火砖。然而，这种炉罩的重量仍然非常重，而且由于耐火砖的温度非常高，结灰同样严重，结灰清理非常麻烦。另外，由于耐火砖的温度高，容易老化，降低了寿命，需要经常更换，成本和维护工作增加，降低了效率，而且无法回收余热，浪费了能源。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能够对炉罩重量轻、冷却效果好、余热回收效率高、炉罩结灰轻的冶金炉。

根据本发明的冶金炉包括：炉体，所述炉体的顶端开口；及炉罩，所述炉罩设置在炉体的顶端以封盖炉体的顶端开口，其中所述炉罩具有：罩体，所述罩体上分别形成有烟气入口、烟气出口、和加料口，其中所述罩体由膜式壁构成；和耐火材料层，耐火材料层设置在罩体的内壁上。

根据本发明的冶金炉，罩体由膜式壁构成，因此炉罩的重量轻、能够对炉罩进行充分的冷却，余热回收效率高，降低了罩体内的耐火材料层上的结灰(即灰渣)，延长了耐火材料的使用寿命，维护简单。

所述罩体的顶端包括平坦部和倾斜部。由此，能够减小罩体的重量。

所述烟气出口形成在所述平坦部上且所述加料口形成在所述倾斜部上。由此，烟气出口能够与余热锅炉方便地连接。

所述罩体上还形成有喷枪口和烧嘴口。通过设置喷枪口，可以插入喷枪(例如喷氧枪)到熔炼炉内，向熔炼炉内通氧进行熔炼。通过设置烧嘴口，可以通过它向熔炼炉内喷入初始熔炼所需的燃料，例如油、煤粉等。

所述罩体上还形成有备用烧嘴口和备用烟气出口。备用烧嘴口用于在不正常熔炼阶段添加保温所需的燃料等。通过设置备用烟气出口，在余热锅炉发生故障的情况下，可以关闭烟气出口，从而临时地通过备用烟气出口排出熔炼炉内的烟气。

所述罩体上还形成有取样口。由此能够方便地从熔炼炉内取样。

所述罩体还包括与构成膜式壁的金属管相连通的分配联箱和汇集联箱。通过设置分配联箱和汇集联箱，可以方便地向膜式壁的金属管供水和排出热交换后的水。

所述膜式壁由金属管与金属板相互焊接而成，或由金属管与金属棒或金属板相互间隔焊接而成，或由金属管与金属管直接相互焊接而成。

所述罩体的内壁上固定有从罩体延伸到耐火材料层内的销钉。

所述罩体的内壁上固定有从罩体延伸到耐火材料层内的钢板，其中在至少一部分钢板的自由端上固定有销钉。

通过设置销钉及固定销钉的钢板，例如，当将耐火浇注材料浇注到罩体的内壁上形成耐火材料层时，能够进一步增强耐火材料层与罩体内壁的连接强度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的冶金炉的结构示意图；

图2是图1所示冶金炉的平面示意图；

图3是图1所示冶金炉的右视示意图；

图4是冶金炉的炉罩的一部分的截面示意图；

图5是构成炉罩罩体的膜式壁的第一实施例的示意图；

图6是构成炉罩的罩体的膜式壁的第二实施例的示意图；

图7是构成炉罩罩体的膜式壁的第三实施例的示意图；和

图8是构成炉罩罩体的膜式壁的第四实施例的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“顶端、底端、侧壁、前、后”等位置关系为基于附图的位置关系，仅仅是为了方便本发明的描述，而不能解释为对本发明的限制。

如图1-4所示，根据本发明实施例的冶金炉包括炉体300(图中仅示出一部分)和炉罩200。炉体300的顶端开口并且限定了用于熔炼的腔体，炉体300可以是任何传统的冶金炉的炉体，而且，本领域的普通技术人员可以理解，炉体300内可以设有耐火材料，这里不再详细描述。

炉罩200设置在炉体300的顶端以便封盖炉体300的顶端开口。炉罩200包括罩体100和耐火材料层或耐火材料内衬19。罩体100限定一内腔，耐火材料层19设置在罩体100的内壁上，例如，耐火材料层19可以利用耐火浇注材料浇注到罩体100的内壁上形成。罩体100上分别形成有烟气入口1、烟气出口2、和加料口3。

如图1所示，烟气入口1形成在罩体100的底端，适于与炉体300的顶端开口相连。

烟气出口2和加料口3形成在罩体100的顶端，烟气出口2适于与余热锅炉(未示出)相连，从而炉体300内的高温烟气通过炉罩200进入余热锅炉，由此回收高温烟气中的热量并且收集高温烟气中含有的灰尘。加料口3用于向炉体300内添加熔炼原料，例如矿石等。

根据本发明的实施例，炉罩200的罩体100由膜式壁构成，所述膜式壁可以是膜式水冷壁。所谓膜式壁，就是由金属管(例如钢管)构成的壁。根据本发明的一些实施例，在图5示出的示例中，膜式壁由钢管14和金属板(例如钢板)15间隔焊接而成。相邻的钢管14通过钢板15连接起来，钢管14内可以通冷却水，从而构成膜式水冷壁。在图6示出的示例中，膜式壁由钢管14直接相互焊接而成。在图7所示的示例中，钢管14与金属棒20间隔焊接而成，相邻的钢管14通过金属棒20相互连接。在图8所示的示例中，膜式壁是钢管14与金属板21(例如钢板)相互焊接而成的，钢管14间隔开地焊接到钢板21上，与图5所示示例不同的是，多个钢管14分别焊接到钢板21的表面上。

构成膜式壁的钢管14相互连接在一起，形成循环管路，其内可以充有循环水，从而膜式壁形成为膜式水冷壁。在图5、7和8所示的示例中，钢板15，金属棒20和钢板21起到连接的作用，并增加强度，使膜式壁不易发生变形。当然，本发明实施例中的膜式壁也可以是其他的结构形式，只要它由其内能够通冷却液的管构成。

由于炉罩200的罩体100由膜式壁构成，因此炉罩200的重量轻、耐腐蚀，能够对炉罩200进行充分的冷却，余热回收效率高，降低了罩体100内的耐火材料层19上的结灰，延长了耐火材料层19和炉罩200的使用寿命，且维护简单。

如图1-3所示，根据本发明一些实施例，炉罩200的罩体100还包括分配联箱和汇集联箱，分配联箱和汇集联箱分别与构成膜式壁的钢管14相连，从而通过分配联箱和汇集联箱能够方便地集中向钢管14内供给冷却水并且将经过与高温烟气热交换后的汽水集中排出。分配联箱和汇集联箱可以分别为多个，如图1-3所示，例如分配联箱分别包括罩体100顶部的分配联箱10a，罩体100前部(图1和2中的右侧)的分配联箱11a和罩体100后部(图1和2中的左侧)的分配联箱12a。汇集联箱分别包括罩体100顶部的汇集联箱10b，罩体100前部(图1和2中的右侧)的汇集联箱11b和罩体100后部(图1和2中的左侧)的汇集联箱12b。当然，根据实际情况，可以设置任何合适数量的分配联箱和汇集联箱。

如图1所示，根据本发明一些实施例，炉罩200的罩体100的顶端包括平坦部(图1中的左侧部分)和倾斜部(图1中的右侧部分)，这样能够进一步减小炉罩200的重量。烟气出口2形成在平坦部上，烟气出口2的形状例如为矩形，但并不限于此，根据余热锅炉的截面形状，烟气出口2可以为任何合适的形状，通过将烟气出口2形成在平坦部上，可以方便地与余热锅炉相连。

如图1-3所示，根据本发明一些实施例，炉罩200的罩体100还可以形成有喷枪口4、烧嘴口7、备用烧嘴口5和备用烟气出口8。例如，当炉体300用于吹氧熔炼时，氧枪(图1中上部虚线示出)G通过喷枪开口4穿过炉罩插入炉体300内。烧嘴口7用于向炉体300内喷入初始熔炼所需的燃料，例如煤粉等，当然，如上所述，燃料也可以通过加料口3加入到炉体300内。备用烧嘴口5用于在正常熔炼阶段向炉体300内添加保持炉体300内熔炼所温度的燃料，例如煤粉。备用烟气出口8用于例如在余热锅炉发生故障需要关闭烟气出口2时辅助地排出炉体300内的烟气，避免烟气聚集在炉体300内。

如图1-3所示，喷枪口4和备用烧嘴口5形成在罩体100的倾斜部上并且邻近加料口3。烧嘴口7形成在罩体100的前侧壁上(图1中的右侧壁上)，如图3所示，在罩体100上形成有两个烧嘴口。备用烟气出口8形成在罩体100的侧壁上(图2中的上侧壁上)。

如图2所示，在罩体100顶端的倾斜部上还形成有取样口6，用于从炉体300内取样。

根据本发明一些实施例，在炉罩200的罩体100的顶端还设置有法兰9，用于与余热锅炉炉体相连。

为了方便将炉罩安装在炉体300上，在罩体100上还可以安装炉罩支架13，炉罩支架13能够将炉罩支撑在炉体300上。

根据本发明的一些实施例，如图4所示，为了增强耐火材料层19与罩体100内壁的连接强度，在罩体100的内壁上固定有从罩体100延伸到耐火材料层19内的销钉18，这里，销钉应作广义理解，例如可以是简单的金属条。销钉18可以焊接到钢管14之间的钢板15上。可选地，所述罩体100的内壁上固定有从罩体100延伸到耐火材料层19内的钢板17，其中在至少一部分钢板17的自由端上固定有销钉16。当然，上述两种方式可以结合，既在罩体100的内壁上直接焊接销钉18，又焊接钢板17并且在钢板17的自由端上焊接销钉16。

通过设置销钉和钢板，例如，当将耐火浇注材料浇注到罩体100的内壁上形成耐火材料层19时，能够增强耐火材料层19与罩体100的连接强度。当然，本领域的普通技术人员能够通过其他方式来增强耐火材料层19与罩体100的连接强度。

由此，根据本发明实施例的冶金炉，其炉罩重量轻，结灰轻，耐腐蚀、余热回收效率高，耐火材料寿命长，成本低、维护简单。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种冶金炉，其特征在于，包括：

炉体，所述炉体的顶端开口；及

炉罩，所述炉罩设置在炉体的顶端以封盖炉体的顶端开口，其中所述炉罩包括罩体和耐火材料层，所述罩体由膜式壁构成且形成有烟气入口、烟气出口、和加料口，所述耐火材料层设置在所述罩体的内壁上，所述罩体的顶端包括平坦部和倾斜部，所述烟气出口形成在所述平坦部上且所述加料口形成在所述倾斜部上。

2.根据权利要求1所述的冶金炉，其特征在于，所述罩体上还形成有喷枪口和烧嘴口。

3.根据权利要求2所述的冶金炉，其特征在于，所述罩体上还形成有备用烧嘴口和备用烟气出口。

4.根据权利要求1所述的冶金炉，其特征在于，所述罩体上还形成有取样口。

5.根据权利要求1所述的冶金炉，其特征在于，所述罩体还包括分别与构成膜式壁的金属管相连通的分配联箱和汇集联箱。

6.根据权利要求1所述的冶金炉，其特征在于，所述膜式壁由金属管与金属板相互焊接而成，或由金属管与金属棒相互间隔焊接而成，或由金属管与金属管直接相互焊接而成。

7.根据权利要求1所述的冶金炉，其特征在于，所述罩体的内壁上固定有从罩体延伸到耐火材料层内的销钉。

8.根据权利要求1所述的冶金炉，其特征在于，所述罩体的内壁上固定有从罩体延伸到耐火材料层内的钢板，其中在至少一部分钢板的自由端上固定有销钉。

Images