CN102288029A - 炉窑、具有其的闪速熔炼炉、炼铁高炉和冶炼系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炉窑及其冷却方法，还公开了具有所述炉窑的炼铁高炉、闪速熔炼炉和冶炼系统。所述炉窑包括：炉窑壳体；淋水器，所述淋水器设置在所述炉窑壳体的外壁，所述淋水器向所述炉窑壳体的外壁喷射冷却水以冷却所述炉窑壳体；以及耐火内衬层，所述耐火内衬层设置在所述炉窑壳体的内壁上。根据本发明实施例的炉窑具有制造成本低且运行稳定的优点。

Description

炉窑、具有其的闪速熔炼炉、炼铁高炉和冶炼系统

技术领域

本发明涉及冶金、化工及耐火材料领域，具体而言，涉及一种新型的炉窑。此外，本发明还涉及一种具有该炉窑的闪速熔炼炉、炼铁高炉和冶炼系统。

背景技术

过程强化技术的发展对钢铁和有色金属冶金所使用的高温炉窑的内衬造成了严重的损伤。目前，高温炉窑的内壁都砌筑有价格昂贵的高级耐火砖，并且高温炉窑还必须镶嵌多层价格更加昂贵的纯铜水冷壁或纯铜水套，这大大地增加了高温炉窑的制造成本。

此外，纯铜的导热性能虽然良好，但是熔点仅为1083℃。而高温炉窑内的温度高达1000～1600℃。因此，如果冷却水的供应稍有不慎，纯铜水冷壁或纯铜水套必然迅速熔化，这是高温炉窑的纯铜水冷壁或纯铜水套发生漏水事故的重要原因。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种炉窑，所述炉窑成本低廉且运行安全。

本发明的另一个目的在于提出一种具有所述炉窑的闪速熔炼炉。

本发明的又一个目的在于提出一种具有所述炉窑的冶炼系统。

为了实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例提出一种炉窑，所述炉窑包括：炉窑壳体；淋水器，所述淋水器设置在所述炉窑壳体的外壁，所述淋水器向所述炉窑壳体的外壁喷射冷却水以冷却所述炉窑壳体；以及耐火内衬层，所述耐火内衬层设置在所述炉窑壳体的内壁上。

根据本发明实施例的炉窑通过在所述炉窑壳体的内壁设置所述耐火内衬层来对所述炉窑壳体进行保护、并通过在所述炉窑壳体的外侧设置所述淋水器来对所述炉窑壳体进行冷却，这样可以避免采用价格昂贵的高级耐火砖和纯铜水冷壁或纯铜水套，从而极大地降低了所述炉窑的制造成本。而且，由于是向所述炉窑壳体的外壁喷射冷却水，因此无需对所述冷却水进行净化处理，从而大大地降低了所述炉窑的运行成本。

另外，根据本发明实施例的炉窑可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述淋水器包括：至少一圈淋水管，所述淋水管围绕所述炉窑壳体设置以向所述炉窑壳体的外壁喷洒冷却水以冷却所述炉窑壳体。

其中可选地，所述淋水管至少设置在炉窑壳体的上部，且朝向所述炉窑壳体的外壁的上部均匀地喷射冷却水，以在所述炉窑壳体的外壁上形成均布且连续的冷却水膜。

或者，所述炉窑壳体的外周面上具有从上到下彼此间隔开的至少一个凹部，其中至少一圈淋水管分别围绕设置所述凹部处。

根据本发明的一个实施例，所述炉窑进一步包括：承水槽，所述承水槽设置在所述炉窑壳体的下部，用于排出所述冷却水。通过设置所述承水槽可以将喷射到所述炉窑壳体的外壁上的冷却水收集起来以重复利用所述冷却水，从而进一步降低所述炉窑的运行成本。

可选地，所述承水槽分别一一对应地设置在所述淋水管的下方。

根据本发明的一个实施例，所述炉窑壳体由钢板、铸钢或者铸铁形成。

根据本发明的一个实施例，所述耐火内衬层包括：多个耐火泥内衬件，所述耐火泥内衬件彼此相邻设置且分别通过多个钉爪而设置在所述炉窑壳体的内壁上，所述钉爪固定至所述炉窑壳体的内壁。

根据本发明的一个实施例，所述钉爪由导热材料形成。

根据本发明的一个实施例，所述耐火泥内衬件由镁铬质耐火材料制成。

根据本发明的一个实施例，所述耐火泥内衬件中设置有导热部件。

根据本发明的一个实施例，所述钉爪可拆卸地连接至或者一体形成至所述炉窑壳体的内壁，且所述钉爪平行于炉窑壳体的内壁的截面为方形截面、多边形截面、椭圆形截面或者圆形截面。

根据本发明的一个实施例，所述钉爪的外表面为形成有螺纹或者凹凸结构的表面。

根据本发明的一个实施例，所述钉爪的长度为30-150mm，且分布在所述炉窑壳体的内壁上的钉爪的间距为60-300mm。

根据本发明的一个实施例，所述淋水管和承水槽中分别设置有水温检测器和水压检测器，用于检测其中的水温和水压。

根据本发明的一个实施例，所述炉窑进一步包括：供水控制器，所述供水控制器根据所述淋水管和承水槽中设置的水温检测器和水压检测器的检测值控制所述淋水管喷射的冷却水的量以将所述淋水管的进水温度控制为3-30度，且将所述承水槽的排水温度控制为不高于65度。

根据本发明的一个实施例，所述炉窑还包括额外的供水源，用于可选择地向所述淋水管中供给冷却水。

根据本发明的一个实施例，所述炉窑壳体一体地形成或者分块连接而成。

根据本发明的一个实施例，所述炉窑壳体分层形成。

根据本发明的一个实施例，所述炉窑壳体的一部分上设置有冷却水套，且冷却水通入所述冷却水套以对所述炉窑壳体的一部分进行冷却。

根据本发明第二方面的实施例提出一种闪速熔炼炉，所述闪速熔炼炉包括：根据本发明第一方面实施例中所述的炉窑；沉淀池，所述沉淀池设置在所述炉窑的下部，用于容纳从所述炉窑中反应后落下的熔体；以及烟道，所述烟道与所述炉窑、沉淀池相连通，用于排出炉窑中所产生的烟气。

根据本发明实施例的闪速熔炼炉通过利用根据本发明第一方面实施例中所述的炉窑，从而可以极大地降低所述闪速熔炼炉的制造成本。

根据本发明第三方面的实施例提出一种冶炼系统，所述冶炼系统包括根据本发明第一方面实施例中所述的炉窑。

根据本发明实施例的冶炼系统通过利用根据本发明第一方面实施例中所述的炉窑，从而可以极大地降低所述冶炼系统的制造成本。

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

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的闪速熔炼炉的结构示意图；

图2是图1中圈示A部的剖视图，即炉窑的剖面示意图；

图3显示了根据本发明的一个实施例的供水控制回路示意图；以及

图4显示了图2中部分B的部分结构示意图。

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，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

炉窑

下面参照图1和图2描述根据本发明实施例的炉窑100。

根据本发明实施例的炉窑100包括炉窑壳体110、淋水器和耐火内衬层130。如图1和图2所示，淋水器设置在炉窑壳体110的外壁，所述淋水器向炉窑壳体110的外壁的上部喷射冷却水以冷却炉窑壳体110。所述耐火内衬层130设置在炉窑壳体110的内壁上。

根据本发明实施例的炉窑100，通过在炉窑壳体110的内壁设置所述耐火内衬层130来对炉窑壳体110进行保护、并通过在炉窑壳体110的外壁设置所述淋水器来对炉窑壳体110进行冷却，这样可以避免采用价格昂贵的高级耐火砖和纯铜水冷壁或纯铜水套，从而极大地降低了炉窑100的制造成本。而且，由于是向炉窑壳体110的外壁喷射冷却水，因此无需对所述冷却进行净化处理，从而大大地降低了炉窑100的运行成本。

淋水器可以包括至少一圈淋水管120，所述淋水管120可以围绕炉窑壳体110设置以向炉窑壳体110的外壁喷洒冷却水以冷却炉窑壳体。

在本发明的一些实施例中，淋水管120至少设置在炉窑壳体110的上部，且朝向炉窑壳体110的外壁的上部均匀地喷射冷却水以在炉窑壳体110的外壁上形成均布且连续的冷却水膜。在本发明的另外一些实施例中，如图2所示，在炉窑壳体110的外周面上具有从上到下彼此间隔开的至少一个凹部，其中至少一圈淋水管120分别围绕设置凹部处。也就是说，由于炉窑壳体110的外周面可能具有非规则性而存在多个凹部，其中凹部即炉窑壳体110的外周面上外周周长最小的部分。可选地，在每个凹部处，淋水管120可设置一圈或多于一圈。

关于淋水管120的安装，具体地，可以在炉窑壳体110的外壁上固定至少一个淋水管安装架(图未示出)，其中至少一圈淋水管120可以分别一一对应地安装在淋水管安装架上。可选地，在每圈淋水管120上间隔开地安装多个喷嘴，多个喷嘴可将冷却水喷射到炉窑壳体110的外壁上。进一步可选地，多个喷嘴可等间隔地安装在每圈淋水管120上，以便向炉窑壳体110的外壁更均匀地喷射冷却水。

在本发明的一些示例中，炉窑100还可以进一步包括至少一个承水槽140，承水槽140可以设置在炉窑壳体110上，用于承接淋水管120所喷射出的冷却水。通过设置承水槽140，可以将喷射到炉窑壳体110的外壁上的冷却水收集起来，并可以通过输送装置(例如泵)将承水槽140收集的冷却水输送回到淋水管120中以重复利用冷却水，从而进一步降低炉窑100的运行成本。具体地，承水槽140可围绕炉窑壳体110设置。可选地，承水槽140分别一一对应地设置在淋水管120的下方，即在每个凹部上设置的淋水管120的下方均设置有承水槽140，以便尽可能地循环更多的冷却水。

炉窑壳体110可由钢板、铸钢或者铸铁等材料形成。

如图2所示，在本发明的一些实施例中，耐火内衬层130可以包括多个耐火泥内衬件132，耐火泥内衬件132彼此相邻设置且分别通过多个钉爪131支撑并固定在炉窑壳体110的内壁上，其中钉爪131固定至炉窑壳体110的内壁上。通过在炉窑壳体110的内壁上形成多个钉爪131，从而不仅可以利用多个钉爪131将耐火泥内衬件132支撑并固定在炉窑壳体110的内壁上，而且可以利用多个钉爪131冷却耐火泥内衬件132。此外，通过在炉窑壳体110的内壁上形成多个钉爪131还可以在炉窑100运行后在耐火泥内衬件132的表面形成挂渣层，从而可以进一步地保护耐火泥内衬件132。

在本发明的一个具体示例中，耐火泥内衬件132中可以设置有导热部件1321，从而可以进一步增加耐火泥内衬件132的导热性能。具体地，导热部件1321可以是具有较好导热性能的高熔点金属丝或纤维材料，由此，通过导热部件1321可使热量充分地传递到钉爪131上，并通过钉爪131传递到炉窑壳体110然后被冷却，使得冷却速度更快。具体地，耐火泥内衬件132可由耐火材料制成，关于耐火材料，下面将进行详细描述。由于例如耐火砖的耐火泥内衬件132中含有导热纤维，该耐火泥内衬件132具有较好的导热性能，能快速的传递炉窑内衬层与冷却元件之间的热量，避免炉窑内衬层因过热而损伤。同时，还可以进一步的在炉窑内衬层炉内一侧的表面，形成稳定的挂渣层，达到双重保护炉窑内衬层目的，显著提高炉窑的使用寿命。

耐火材料

本发明是基于发明人的下列发现而完成的：高温炉窑的内衬通常需要水冷元件保护，由于普通的耐火材料导热性能差，致使炉窑内衬表面不能得到水冷元件的有效保护，因而挂渣不稳固，加快了炉窑内衬的损伤。为此，为了提高炉窑的安全性能，需要提高耐火材料的导热性能。

根据本发明的实施例，提供了一种耐火材料，该耐火材料中可以含有导热纤维。根据本发明实施例的耐火材料能够中含有导热纤维，因而导热纤维可以提高耐火材料的到导热性能，耐急冷急热性能和机械强度。从而，当将该耐火材料应用于炉窑时，在炉窑内衬的表面容易形成稳固的挂渣层，从而使炉窑内衬得到可靠的保护，延长炉窑的使用寿命，生产作业率提高，维修费用降低。

在本发明中使用的术语“耐火材料”是指在工业中能够抵抗高温、有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的非金属材料，例如根据本发明的实施例，耐火材料的耐火度不低于1580摄氏度。这里所使用的术语“耐火度”是指耐火材料在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化的摄氏温度。根据本发明的实施例，耐火材料的成分不受特别限制。根据本发明的具体示例，耐火材料可以为选自镁质耐火材料、镁铬质耐火材料、高铝质耐火材料的至少一种。由此，可以进一步提高耐火材料的耐火性能，并且这些耐火材料的成本低，利用这些耐火材料可以降低炉窑的生产成本。根据本发明进一步的一些示例，耐火材料可以为耐火砖或非定形耐火材料，可以容易地利用耐火砖制备炉窑的内衬层，例如可以通过常规手段将耐火砖进行堆砌而制备炉窑的耐火内衬层。在本发明中所使用的术语，“非定形耐火材料”是一种没有经过煅烧的耐火材料，其由耐火骨料和粉料、结合剂或另掺外加剂一定比例组成的混合料，可以直接使用或加适当的液体调配后使用。因而，可以通过常规方法，将非定形耐火材料涂抹在炉窑壳体上后，直接形成耐火内衬层。

在本发明中所使用的术语“导热纤维”应作广义理解，是指任何能够提高耐火材料的热传导性能的材料。所述导热纤维由选自铁、铜、锰、镍、铬、铝、钛、锆等金属及其合金，或碳纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维的至少一种制成。所述导热纤维呈直线形、弧形、弓形、螺旋形或者其组合。所述导热纤维的表面为光滑面或非光滑面。所述导热纤维均匀地分布在所述耐火材料中，不会发生导热纤维的相互缠绕或结球。根据本发明的一些实施例，导热纤维的熔点可以高于耐火材料的耐火度，例如高于1600摄氏度。由此，根据本发明的实施例的耐火材料能够经受高温，导热纤维不会先于耐火材料在高温下熔化，因而导热纤维不会影响耐火材料的耐火性能，因而可以用于制造冶金、化工行业的炉窑的内衬层。根据本发明的示例，导热纤维可以为金属丝，例如长度为1-30mm。发明人发现，利用长度为5-15mm的金属丝，容易混合均匀，能够进一步提高耐火材料的导热性能，并且能够提高耐火材料的强度和耐急冷急热性能。根据本发明的实施例，金属丝的长径比不受特别限制。根据本发明的实施例，金属丝的材料并不受特别限制。根据本发明的一个实施例，金属丝由选自铁、铜、锰、镍、铬、铝及其合金的至少一种制成。由此，可以获得高导热性能，另外，这些金属均具有高熔点，因而可以实现金属丝的高熔点。根据本发明的实施例，金属丝可以由一种金属制成，也可以有至少两种金属制成。

根据本发明的实施例，导热纤维在耐火材料中的设置并不受到特别限制。根据本发明的一些示例，导热纤维均匀度的分布在耐火材料中，发明人发现，这样能够进一步提高耐火材料的导热性能。另外，导热纤维的形状也不受特别限制，可以将导热纤维制成任意形状。根据本发明的实施例，导热纤维呈直角形，由此，可以提高导热纤维与耐火材料的结合强度，即使导热纤维具有光滑的表面，从而进一步提高耐火材料的导热性能。另外，还可以将导热纤维制成直线形，为了提高导热纤维与耐火材料的结合强度，可以在导热纤维的表面形成螺纹。

根据本发明的实施例，可以通过传统的方式制备上述耐火材料，只需要在制备过程中添加导热纤维即可，从而降低了耐火材料的生产成本。例如，对于耐火砖，可以通过将常规的耐火材料的原料例如氧化镁、粘土混合并加入水调成糊状，然后加入导热纤维例如金属丝，在模具中成型，经过自然干燥，将成型的耐火砖经过在高温下例如在1300-1600摄氏度下烧结，得到耐火砖。对于非定形耐火材料，可以通过将常规的耐火材料的原料例如氧化锆、固化剂例如轻烧氧化镁充分混合，然后加入结合剂例如酚醛树脂，搅拌，混合均匀，并向其中加入导热纤维即可。

根据本发明的实施例的耐热材料的应用广泛，适用各种炉窑，包括但不限于炼铁高炉、各种有色冶金工艺中所使用的炉窑。根据本发明的实施例，可以将耐火材料应用于闪速熔炼炉，并且可以进一步将耐火材料应用于冶炼系统。需要说明的是，本发明描述的炉窑、闪速熔炼炉以及冶炼系统仅是作为耐火材料的应用实例提供的，而不应理解为对本发明耐火材料应用范围的限制。

在本发明中，耐火泥内衬件132可以由上述耐火材料形成，且该耐火泥内衬件132的形状可以根据炉窑100的内壁形状来构造，例如方形、菱形等。

在本发明的一个实施例中，钉爪131可拆卸地连接至炉窑壳体110的内壁。在本发明的另一个实施例中，钉爪131可以一体形成至炉窑壳体110的内壁，钉爪131的平行于炉窑壳体110的内壁的截面可以是方形截面、多边形截面、椭圆形截面或者圆形截面。在本发明的一个具体示例中，钉爪131外表面可以是形成有螺纹或者凹凸结构的表面，这样可以增加钉爪131的导热面积。可选地，钉爪131的长度可以是30-150mm，以方便固定耐火泥内衬件132。

在本发明的一些示例中，多个钉爪131可以均匀地分布在炉窑壳体110的内壁上，即炉窑壳体110的横向上的相邻的两个钉爪131的间距可以相同，炉窑壳体110的竖向上的相邻的两个钉爪131的间距可以相同，且炉窑壳体110的横向上的相邻的两个钉爪131的间距可以等于炉窑壳体110的竖向上的相邻的两个钉爪131的间距。具体地，当炉窑壳体110为圆柱形时，炉窑壳体110的横向为炉窑壳体110的周向，炉窑壳体110的竖向为炉窑壳体110的轴向。例如，分布在炉窑壳体110的内壁上的钉爪131的间距可以是60-300mm，即炉窑壳体110的横向上的相邻的两个钉爪131的间距可以是60-300mm，炉窑壳体110的竖向上的相邻的两个钉爪131的间距可以是60-300mm。

在本发明的一个实施例中，炉窑壳体110可以由钢板、铸钢或者铸铁形成，钉爪131可以由导热材料形成，耐火泥内衬件132可以由镁铬质耐火材料制成。具体地，炉窑壳体110可以一体地形成，也可以分块连接而成，还可以分层形成。

在本发明的一些实施例中，淋水管120和承水槽140中可以分别设置有水温检测器和水压检测器，用于检测其中的水温和水压。也就是说，每圈淋水管120中可以设置有水温检测器和水压检测器以检测每圈淋水管120中的冷却水的温度和压力，承水槽140中可以设置有水温检测器和水压检测器以检测承水槽140中的冷却水的温度和压力。

图3显示了根据本发明的一个实施例的供水控制回路示意图。如图3中所示，炉窑100可以进一步包括供水控制器200，供水控制器可以根据淋水管120和承水槽140中设置的水温检测器201、202和水压检测器203、204的检测值控制淋水管120喷射的冷却水的量，以将淋水管120的进水温度控制为3-30度，且将承水槽140的排水温度控制为不高于65度。也就是说，供水控制器200可以根据水温检测器201、202和水压检测器203、204检测到的淋水管120和承水槽140中的冷却水的温度和压力来改变淋水管120喷射的冷却水的量，从而可以将进入淋水管120中的冷却水的温度控制为3-30度，且将承水槽140中的冷却水的温度控制为不高于65度。由此，在整个冷却循环中，不会产生水蒸气，从而不会造成水源的浪费和对环境的污染。通过设置供水控制器200、水温检测器201、202和水压检测器203、204，不仅可以防止进入淋水管120中的冷却水的温度过低或过高(冷却水的温度过低会因结冰而堵塞淋水管120的开孔，冷却水的温度过高不能对炉窑壳体110进行有效地冷却)，而且可以防止承水槽140收集的冷却水的温度过高(承水槽140中的冷却水的温度过高不仅降低冷却效果，而且可以导致输送冷却水的管路和炉窑壳体110的外侧结垢，并可能产生过多的水蒸汽，影响环境)。

在本发明的一些示例中，炉窑100还可以包括额外的供水源205，额外的供水源205用于可选择地向淋水器中供给冷却水。当原有的供水源因故障(例如停电)不能向淋水管120提供冷却水时，额外的供水源205可以在供水控制器200的控制下向淋水管120提供冷却水，以确保淋水管120可以不间断地向炉窑壳体110的外壁喷射冷却水。具体地，可以设置至少一个高位水箱作为该供水源205，高位水箱205内容纳有冷却水且与淋水管120相连，从而可以利用高位水箱205内的冷却水的自身重力将冷却水输送到淋水管120中。

在本发明的一个示例中，如图4中所示，炉窑壳体110的一部分上可以设置有冷却水套301，且冷却水通过冷却水进出口302通入和流出冷却水套301以对炉窑壳体110的一部分进行冷却。冷却水套301设置在所述耐火泥内衬件132中，以冷却与所述冷却水套301相邻的所述耐火泥内衬件132。由于在耐火泥内衬件132的上下两个平面都受到冷却水套301的冷却，因此能够比较迅速的传递炉窑内衬层与冷却水套301之间的热量，使炉窑的内衬层得到冷却。同时，会进一步的在炉窑表面形成稳定的挂渣层，使炉窑的内衬层得到双重的保护，从而显著延长炉窑寿命。

具体地，冷却水套301可以设在炉窑壳体110的与炉窑100内温度最高的区域相对应的部分上。

熔炼炉

下面将以利用该炉窑的闪速熔炼炉来描述该炉窑的应用，但是需要说明的是，本发明不限于此，例如高铁熔炼炉、有色金属熔炼炉等中均可以应用本发明的炉窑，由此下述对闪速熔炼炉的说明只是出于示例的目的，而不是为了限制本发明的保护范围。

图1描述根据本发明实施例的闪速熔炼炉500。如图1所示，根据本发明实施例的闪速熔炼炉500包括上述的炉窑100、沉淀池300和烟道400。沉淀池300设置在炉窑100的下部，用于容纳从炉窑100中反应后落下的熔体。烟道400与炉窑100、沉淀池300相连通，用于排出炉窑100中所产生的烟气。

根据本发明实施例的闪速熔炼炉500通过利用上述的炉窑100，从而可以极大地降低闪速熔炼炉500的制造成本，且整个冶炼过程运行非常稳定。

冶炼系统

本发明还提供了一种冶炼系统，冶炼系统包括上述的炉窑100。根据本发明实施例的冶炼系统通过利用上述的炉窑100，从而可以极大地降低冶炼系统的制造成本，且整个系统可以非常稳定地运行。

用于炉窑的冷却方法

下面将描述根据本发明的一个实施例的用于炉窑的冷却方法。该方法可以包括：

A)在炉窑100的炉窑壳体110的内壁上设置耐火内衬层130以保护炉窑壳体110的内壁；以及

B)向炉窑壳体110的外壁喷射冷却水以在炉窑壳体110的外壁上形成有冷却水膜，其中冷却水的喷射速度控制成将炉窑壳体110的内壁的温度冷却至预定的温度之下。

可选地，步骤B)进一步包括：通过设置在炉窑壳体的外周上的淋水管向所述炉窑壳体的外壁喷射冷却水，以在所述炉窑壳体的外壁上形成均布且连续的水膜。

根据本发明实施例的炉窑100的冷却方法通过在炉窑壳体110的内壁设置耐火内衬层130来对炉窑壳体110进行保护、并通过向炉窑壳体110的外壁喷射冷却水来对炉窑壳体110进行冷却，这样可以避免利用价格昂贵的高级耐火砖和纯铜水冷壁或纯铜水套，从而极大地降低了炉窑100的制造成本。而且，由于是向炉窑壳体110的外壁喷射冷却水，因此无需对冷却水进行净化处理，即该冷却水可以采用普通的水质，而无需进行任何水处理，从而大大地降低了炉窑100的运行成本。

在根据本发明的一个实施例的冷却方法中，耐火内衬层130可以包括多个耐火泥内衬件132，耐火泥内衬件132彼此相邻设置且分别通过多个钉爪131支撑并固定在炉窑壳体110的内壁上，其中钉爪131固定至炉窑壳体110的内壁上。通过在炉窑壳体110的内壁上形成多个钉爪131，从而不仅可以利用多个钉爪131将耐火泥内衬件132支撑并固定在炉窑壳体110的内壁上，而且可以利用多个钉爪131冷却耐火泥内衬件132。此外，通过在炉窑壳体110的内壁上形成多个钉爪131还可以在炉窑100运行后在耐火泥内衬件132的表面形成挂渣层，从而可以进一步地保护耐火泥内衬件132。

在本发明的一个实施例中，钉爪131可以由导热材料形成，且耐火泥内衬件132中可以设置有导热部件1321，从而可以进一步增加耐火泥内衬件132的导热性能，且可以通过将炉窑内的热通过该导热部件1321传递至钉爪131，由于钉爪131与炉窑壳体110具有良好的导热接触，从而可以通过形成在炉窑壳体110的外表面上的水膜迅速地将热量带走，从而进一步地提高冷却效率。具体地，导热部件1321可以是具有较好导热性能的高熔点金属丝或纤维材料。

在本发明的一些示例中，在步骤B)中，淋水器可以设置成至少环绕炉窑壳体110的上部的至少一圈淋水管120，该淋水管120将冷却水喷射到炉窑壳体110上，且沿着炉窑壳体110的外壁向下流动的冷却水通过围绕炉窑壳体110设置在相应的淋水管120下方的承水槽140排出。通过设置承水槽140可以将喷射到炉窑壳体110的外壁上的冷却水收集起来，并可以通过输送装置(例如泵)将承水槽140收集的冷却水输送回到淋水管120以重复利用冷却水，从而进一步降低炉窑100的运行成本。

在本发明的一个示例中，淋水管120的进水温度可以控制为3-30度，且承水槽140的排水温度可以控制为不高于65度。这样，不仅可以防止进入淋水管120中的冷却水的温度过低或过高(冷却水的温度过低会因结冰而堵塞淋水管120的开孔，冷却水的温度过高不能对炉窑壳体110进行有效地冷却)，而且可以防止承水槽140收集的冷却水的温度过高(承水槽140中的冷却水的温度过高不仅降低冷却效果，而且可以导致输送冷却水的管路和炉窑壳体110的外侧结垢，并可能产生过多的水蒸汽，影响环境)。对于耐火泥内衬件的构造和形成材料，可以参见上述的说明，此处为简洁起见不再进行赘述。

根据本发明实施例的炉窑100的冷却方法中，具有操作简单、且成本低廉且运行安全的优点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (23)

1.一种炉窑，其特征在于，包括：

炉窑壳体；

淋水器，所述淋水器设置在所述炉窑壳体的外壁，所述淋水器向所述炉窑壳体的外壁喷射冷却水以冷却所述炉窑壳体；以及

耐火内衬层，所述耐火内衬层设置在所述炉窑壳体的内壁上。

2.根据权利要求1所述的炉窑，其特征在于，所述淋水器包括：

至少一圈淋水管，所述淋水管围绕所述炉窑壳体设置以向所述炉窑壳体的外壁喷洒冷却水，从而冷却所述炉窑壳体。

3.根据权利要求2所述的炉窑，其特征在于，所述淋水管至少设置在炉窑壳体的上部，且朝向所述炉窑壳体的外壁的上部均匀地喷射冷却水，以在所述炉窑壳体的外壁上形成均布且连续的冷却水膜。

4.根据权利要求2所述的炉窑，其特征在于，所述炉窑壳体的外周面上具有从上到下彼此间隔开的至少一个凹部，其中至少一圈淋水管分别围绕设置所述凹部处。

5.根据权利要求3或4所述的炉窑，其特征在于，进一步包括：

至少一个承水槽，所述承水槽设置在所述炉窑壳体上，并承接所述淋水管喷射出的冷却水。

6.根据权利要求5所述的炉窑，其特征在于，所述承水槽分别对应地设置在所述淋水管的下方。

7.根据权利要求1所述的炉窑，其特征在于，所述炉窑壳体由钢板、铸钢或者铸铁形成。

8.根据权利要求1所述的炉窑，其特征在于，所述耐火内衬层包括：

多个耐火泥内衬件，所述耐火泥内衬件由耐火材料形成，且彼此相邻设置且分别通过多个钉爪而设置在所述炉窑壳体的内壁上，所述钉爪固定至所述炉窑壳体的内壁。

9.根据权利要求8所述的炉窑，其特征在于，所述钉爪由导热材料形成。

10.根据权利要求8所述的炉窑，其特征在于，所述耐火泥内衬件由镁质耐火材料、镁铬质耐火材料、高铝质耐火材料制成。

11.根据权利要求8所述的炉窑，其特征在于，所述耐火泥内衬件中设置有导热部件，所述导热部件为导热纤维，所述导热纤维由选自铁、铜、锰、镍、铬、铝、钛、锆等金属及其合金，或碳纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维的至少一种制成。

12.根据权利要求8所述的炉窑，其特征在于，所述导热纤维呈直线形、弧形、弓形、螺旋形或者其组合，且均匀地分布在所述耐火泥内衬件。

13.根据权利要求8所述的炉窑，其特征在于，所述钉爪可拆卸地连接至或者一体形成至所述炉窑壳体的内壁，且所述钉爪平行于炉窑壳体的内壁的截面为方形截面、多边形截面、椭圆形截面或者圆形截面。

14.根据权利要求8所述的炉窑，其特征在于，所述钉爪的外表面为形成有螺纹或者凹凸结构的表面，所述钉爪的长度为30-150mm，且分布在所述炉窑壳体的内壁上的钉爪的间距为60-300mm。

15.根据权利要求5所述的炉窑，其特征在于，所述淋水管和承水槽中分别设置有分别检测其中的水温和水压的水温检测器和水压检测器。

16.根据权利要求15所述的炉窑，其特征在于，进一步包括：

供水控制器，所述供水控制器根据所述淋水管和承水槽中设置的水温检测器和水压检测器的检测值控制所述淋水管喷射的冷却水的量，以将所述淋水管的进水温度控制为3-30度，且将所述承水槽的排水温度控制为不高于65度。

17.根据权利要求1所述的炉窑，其特征在于，还包括：

额外的供水源，所述额外的供水源可选择地向所述淋水管中供给冷却水。

18.根据权利要求1所述的炉窑，其特征在于，所述炉窑壳体一体地形成或者分块连接而成。

19.根据权利要求1所述的炉窑，其特征在于，所述炉窑壳体分层形成。

20.根据权利要求8所述的炉窑，其特征在于，所述炉窑壳体的一部分上设置有冷却水套，且冷却水通入所述冷却水套以对所述炉窑壳体的一部分进行冷却，其中所述冷却水套设置在所述耐火泥内衬件中，以冷却所述耐火泥内衬件。

21.一种闪速熔炼炉，其特征在于，包括：

如权利要求1-20中任一项所述的炉窑；

沉淀池，所述沉淀池设置在所述炉窑的下部，用于容纳从所述炉窑中反应后落下的熔体；以及

烟道，所述烟道与所述炉窑、沉淀池相连通，用于排出炉窑中所产生的烟气。

22.一种冶炼系统，包括如权利要求1-20中任一项所述的炉窑。

23.一种炼铁高炉，其特征在于，包括如权利要求1-20中任一项所述的炉窑。

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