CN102705847A

CN102705847A - 电炉烟道

Info

Publication number: CN102705847A
Application number: CN2012102060652A
Authority: CN
Inventors: 陈钢; 蒂斯贝斯特; 许领舜; 杨向东; 钟敏; 陈名炯
Original assignee: SHANTOU HUAXING METALLURGICAL EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: SHANTOU HUAXING METALLURGICAL EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2032-06-20
Also published as: ZA201303674B; CN102705847B

Abstract

一种电炉烟道，涉及一种电炉的收集烟气和燃烧产物的设备。它包括至少一个烟道组件，所述烟道组件采用至少两块铜板拼接而成，所述各铜板内分别开有至少一条水道。本发明对照现有技术的有益效果是，由于更换了材料、并且改进了原有的结构，因此能够大幅改善烟道的散热能力，并且烟道不容易损坏，烟道的使用寿命大幅增加，有效的保证电炉的生产效率。

Description

电炉烟道

技术领域

本发明涉及一种电炉的收集烟气和燃烧产物的设备，更具体地说涉及一种用于电炉烟气净化系统及余热回收系统的电炉烟道。

背景技术

电炉是一种利用电热效应实现预期工艺目的（如物料的冶炼、熔化、加热、热处理、烧结、烘干等）的工业炉，主要类型包括：电阻炉、感应炉、电弧炉、真空电弧炉、等离子炉、电子束炉、电热炉等，广泛应用于化工、冶金等多个领域。

电炉烟道的主要用于电炉的烟气净化系统及余热回收系统以收集烟气和燃烧产物。由于电炉产生的烟气温度高，并且含有大量的粉尘，因此烟道下部所处工作环境非常恶劣，烟道不断受到粉尘的冲刷和气体的高温腐蚀。

现有电炉烟道通常采用水冷夹套板式或密排管式。水冷夹套板式烟道的材质是钢板，由内壁、外壁和分水板组成并焊接而成，通过分水板在内壁与外壁之间隔开的多个空腔所形成的冷却水回路持续地输送冷却水，使内壁与冷却水进行热传递，避免因烟道过热而失效。

水冷夹套式烟道存在着如下缺点：

（1）烟道材料为钢材，热导率低。

（2）通过分水板与内外壁的焊接方式很难在夹套中形成一个完善的水路，致使水流分布不均。在焊缝缺陷大的地方容易产生水流死角，使局部过热甚至导致冷却水汽化。

（3）焊缝数量太多，热应力大而且不均匀，在长期使用过程中应力会急剧增加，易产生局部漏水及开裂，造成电炉停炉维修。

（4）由于钢板焊接结构所限，水路截面较大，则水流速度低、易结垢、不易排气。

密排管式烟道是由许多的水冷钢管密集组成冷却围壁，水冷钢管之间采用连续焊接而成。冷却水路由若干个子环路构成，共用一对总供水、回水管。

密排管式烟道存在着如下缺点：

（1）烟道材料为无缝钢管，热导率低。

（2）密排水冷钢管数量多，耗水量大。

（3）烟道内易积灰、易结垢影响导热。

（4）焊缝数量太多，另外加强筋板、法兰与钢管焊接限制了热胀量的释放，热应力大而且不均，容易导致钢管被撕裂漏水，大大降低了烟道的使用寿命。

综上所述，现有电炉烟道采用的材料都是钢质，通常采用数量众多的部件通过焊接等连接方式，将大量部件组装成一节烟道单元，然后再将这些烟道单元组装成一条烟道。而上述两种烟道的缺点，基本上都是由于采用过多的部件进行组装焊接，造成结构过于复杂，而且结构设计并不合理，从而严重影响了烟道的使用效果，其使用寿命难以得到保证。

随着电炉容量的大型化、超高功率供电技术应用以及环保节能政策推进，我国的现代电炉技术在消化吸收国外先进技术基础上得到快速发展。1993年以后，我国开始逐渐淘汰大量的小电炉, 取而代之的是60吨～150吨以及150吨以上的大容量电炉。以下是我国大中型钢铁企业电炉装备情况的统计：

容量	100t以上	50-100t	50t以下
				2004年	7.3%	17.1%	75.6%
2008年	16.9%	36.6%	46.5%

通过上表可以看出，在技术发展进步下，电炉容量的提高、超高功率的应用必然导致电炉冶炼强度的不断提高、温度变化更加频繁，对烟道材质和结构提出更高的要求，传统钢质结构的烟道已无法满足现代电炉的使用要求。原来能用1年以上的钢质烟道，现在大约只能用6个月，并且使用过程可能出现频繁漏水，需进行补焊作业，这样会经常造成停炉维修，造成生产效率大幅降低，严重影响电炉的正常生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术采用钢材料制成的烟道结构复杂、焊缝过多、导热性能差、容易损坏、寿命短等缺点，提供一种电炉烟道，这种烟道采用整体式铜板、结构简单、传热性能好、不容易损坏、使用寿命长。采用的技术方案如下：

一种电炉烟道，其特征在于：包括至少一个烟道组件，所述烟道组件采用至少两块铜板拼接而成，所述各铜板内分别设有至少一条水道。采用整体式铜板，并且在铜板内通过机械切削加工方式形成冷却水道，能够使焊缝数量大幅减少，从而减少漏水补焊的次数，并且结构变得简单，易于制造。

较优的方案，所述烟道组件的横截面呈密闭的环形或多边形。

较优的方案，所述水道在铜板外表面设有水道入口和水道出口。

较优的方案，所述同一个烟道组件的任意两个相邻的铜板内的水道均通过连接管依次连接，同一个烟道组件的所有铜板内的水道连成一个冷却水循环系统。

另一种方案，所述每块铜板内的水道的两端分别单独连接一个进水管和一个出水管，形成各自独立的冷却水循环系统。

较优的方案，所述铜板为加工态的铜板。加工态的铜板指的是经过锻压等加工工艺处理过的铜板。例如，铜板由整块无氧铜锭经过锻压而成，组织均匀致密，机械性能优良；并且无氧铜板的热导率大于380 W/（m·K），是不锈钢板的25倍，具有优越的导热性能。

一种方案，所述水道的横截面为圆形。

另一种较佳的方案，所述水道的横截面为复合孔，所述复合孔由至少两个圆孔部分重叠而成。各圆孔的直径可以相同也可以不同。复合孔型水道与圆孔型水道相比，具有两大优势：一是换热能力强，复合孔型冷却通道与圆孔型相比，换热能力提高14%以上，冷却效果更均匀；二是铜板的厚度可以减薄，有效地节约铜的用量，有效地降低制造成本。

本发明对照现有技术的有益效果是，由于更换了材料、并且改进了原有的结构，因此能够大幅改善烟道的导热能力，并且烟道不容易损坏，烟道的使用寿命大幅增加，有效的保证电炉的生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是图1所示实施例1第一烟道组件的结构示意图；

图4是图1所示实施例1第一烟道组件的铜板的结构示意图；

图5是图4的左视图；

图6是图4的A-A局部剖视图；

图7是本发明实施例2水道的横向剖视图；

图8是本发明实施例3水道的横向剖视图。

具体实施方式

实施例1

如图1-6所示，本实施例中的电炉烟道，所述烟道包括第一烟道组件1、第二烟道组件2、第三烟道组件3。第一烟道组件1、第二烟道组件2、第三烟道组件3分别采用铜板4制成，并且在各铜板4内分别开出水道5。这样能够使焊缝数量大幅减少，并且结构变得简单，易于制造。

所述第一烟道组件1包括四片铜板4，并且所有铜板4拼接成第一烟道组件1，所述第一烟道组件1的横截面呈密闭的四边形。所述铜板4内开有两条水道5，各水道5在铜板外表面均设有水道入口6和水道出口7。两条水道5依次通过连接管8连接，连成一条冷却水管道。

所述第二烟道组件2包括八片铜板4，并且所有铜板4拼接成第二烟道组件2，所述第二烟道组件2的横截面呈密闭的四边形。所述铜板4内也设有一条冷却水管道。

所述第三烟道组件3包括八片铜板4，并且所有铜板4拼接成第三烟道组件3，所述第三烟道组件3的横截面呈密闭的四边形。所述铜板4内也设有一条冷却水管道。

所述铜板4为加工态的无氧铜板。由于铜板4由整块无氧铜锭经过锻压而成，组织均匀致密，机械性能优良；并且无氧铜板的热导率大于380 W/（m·K），是不锈钢板的25倍，冷却能力很强。

所述水道5的横截面为圆形，圆形的半径为27.5毫米。

实施例2

如图7所示，本实施例中的电炉烟道与实施例1的区别在于：

同一个烟道组件的任意两个相邻的铜板内的水道均通过连接管依次连接，同一个烟道组件的所有铜板内的水道连成一个冷却水循环系统。

所述水道5＇的横截面为复合孔，所述复合孔由两个相同直径的圆孔（直径为40毫米）部分重叠而成，两个圆孔的圆心的间距为31.5毫米。

所述复合孔型水道与圆孔型水道相比，具有两大优势：一是换热能力强，复合孔型冷却通道与圆孔型相比，换热能力提高，冷却效果更均匀；二是铜板4的厚度可以减薄，有效的节约铜的用量，有效的降低制造成本。

实施例3

如图8所示，本实施例中的电炉烟道与实施例1的区别在于：

所述每块铜板4内的水道水道5＂的两端分别单独连接一个进水管（未画出）和一个出水管（未画出），形成各自独立的冷却水循环系统。

所述水道5＂的横截面为复合孔，所述复合孔由三个相同直径的圆孔（直径为35毫米）部分重叠而成，三个圆孔的圆心位于一条直线上，任意两个相邻圆孔的圆心的间距为21.5毫米，第一个圆孔的圆心到第三个圆孔的圆心的距离为43毫米。所述各圆孔的直径也可以都不相同；或有两个圆孔的直径相同，剩下一个圆孔的直径则与上述两个不同。

下面是上述3个实施例中水道横截面的对比表：

Figure 2012102060652100002DEST_PATH_IMAGE001

同等面积条件下，复合孔型相对于圆孔型的换热面积（周长*单位长度）增加，提高换热能力；而厚度减少，使铜板能够制造得更薄，大幅降低制造成本。

下面是传统烟道及本发明所提供烟道的实施实例的对比：（烟道长度均为4米）

Figure 2012102060652100002DEST_PATH_IMAGE002

可见，本实施中电炉烟道导热率是传统结构不锈钢材质的25倍，具有优越的导热性能；结构上减少了大部分的焊缝结构，寿命大大增强。

以上所述仅为本发明的3个较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明的权利要求范围所做的等同变换，均为本发明权利要求范围所覆盖。

Claims

1.一种电炉烟道，其特征在于：所述烟道包括至少一个烟道组件，所述烟道组件采用至少两块铜板拼接而成，所述各铜板内分别设有至少一条水道。

2.如权利要求1所述的电炉烟道，其特征在于：所述烟道组件的横截面呈密闭的环形或多边形。

3.如权利要求1或2所述的电炉烟道，其特征在于：所述水道在铜板外表面设有水道入口和水道出口。

4.如权利要求3所述的电炉烟道，其特征在于：所述同一个烟道组件的任意两个相邻的铜板内的水道均通过连接管依次连接，同一个烟道组件的所有铜板内的水道连成一个冷却水循环系统。

5.如权利要求3所述的电炉烟道，其特征在于：所述每块铜板内的水道的两端分别单独连接一个进水管和一个出水管，形成各自独立的冷却水循环系统。

6.如权利要求1所述的电炉烟道，其特征在于：所述铜板为加工态的铜板。

7.如权利要求1所述的电炉烟道，其特征在于：所述水道的横截面为圆形。

8.如权利要求1所述的电炉烟道，其特征在于：所述水道的横截面为复合孔，所述复合孔由至少两个圆孔部分重叠而成。

9.如权利要求8所述的电炉烟道，其特征在于：所述各圆孔的直径可以相同，也可以不同。