CN103822497B - 一种适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩 - Google Patents
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Abstract
一种适用于多回路直流矿热炉烟罩，包括用绝缘螺栓连接的12个烟罩瓣，各烟罩瓣为管式水冷结构，12个烟罩瓣形成四个角为圆角的矩形烟罩，矩形烟罩的管式水冷顶面和矩形烟罩的四周管式水冷外侧面的炉内侧为耐火材料打结层；矩形烟罩顶面布置有料管通过孔、烟气通过孔和电极通过孔，推料门和检修门布置在矩形烟罩侧面，检修门由液压升降装置控制开启和闭合。烟罩底部坐落在楼板上，烟罩顶部通过绝缘吊挂装置悬挂在上层楼板上。有益效果是：烟罩重量轻，液压操作安全可靠，启闭轻松占用空间小，推料门抬高，方便观察炉内情况，推料操作更方便，烟罩整体强度好，不易变形。
Description
技术领域
本发明属于冶炼机械设备领域，特别涉及多回路直流矿热炉烟罩。
背景技术
矿热炉按供电方式分为交流矿热炉和直流矿热炉。
通常交流矿热炉用的烟罩为圆形，三个电极孔呈120°沿圆周均匀分布。特大容量的交流矿热炉中也有采用矩形烟罩的，其电极孔数量为六个，六个电极孔一字等距排开。直流矿热炉目前均为小容量电炉，单电极结构形式，其烟罩为圆形，中心设置一个电极孔。交流矿热炉和直流矿热炉烟罩，现有技术中有两种烟罩结构形式：
一为板壳式焊接水冷结构，烟罩由数瓣连接构成，瓣与瓣之间用绝缘螺栓连接。根据冶炼工艺的需要，在水冷盖板上和水冷侧壁上布置有料管通过孔、烟气通过孔、电极通过孔、检修门、操作门等。烟罩各瓣为水冷结构，水腔截面为矩形，由面向炉膛的底板和焊接在底板上面的多组隔板以及封闭腔体用的顶板组成。这种结构的不足是：焊缝随水路延伸，焊缝很长，工作时常发生焊口开裂，烟罩漏水现象；在烟罩瓣局部区域水腔形状不规则，容易形成死水区，造成局部烟罩过热，进而加速局部结构破损而漏水，一旦烟罩漏水，如果处理不及时，水流入高温炉膛内，有发生爆炸事故的危险，具有安全隐患。
二为水冷骨架盖板式结构，烟罩有一个和它直径同样大小的水冷骨架，安装在水冷立柱的上方，支撑起整个烟罩的顶部。在水冷骨架的上面，安装有管式水冷盖板，在水冷立柱的外侧，安装有管式水冷侧壁。这种结构的不足是：1、水冷骨架为整体结构，不宜做大，做大后既不方便运输也不方便更换；2、水冷骨架容易出现裂纹或穿孔导致的漏水，从而导致热停炉。水冷骨架漏水的主要原因有：（1）烟罩顶部自身的重量较重，同时烟罩顶部安装有许多较重的部件(如烟囱、料管)，使水冷骨架的内部产生较大的机械应力；（2）冷却水中的杂质或钙镁离子逐渐在水冷骨架内部的水道上沉积或结垢， 影响了对水冷骨架的冷却效果；（3）矿热炉炉面的温度随着操作的变化而大幅的波动，造成水冷骨架的温度也随之波动，使水冷骨架内部产生较大的热应力；（4）水冷骨架通常由多种材料焊接而成，在异种材料对接的焊缝上，更容易出现裂纹。
另外，现有技术的烟罩除了易高温漏水的缺陷外，还存在检修门打开困难、推料门位置偏低等问题。传统检修门为手动双开门，检修门为内部水冷，外挂打结形式，重量较重，打开时需要费很大的人力，且打开后占用检修空间。推料门布置在烟罩底部，推料时不利于操作，也不利于观察，不符合人体工程学的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种装备多回路直流矿热炉的矩形烟罩，克服传统烟罩高温漏水，检修门启闭费力，推料门位置设置不合理等问题，满足多回路直流矿热炉电极导向密封、大烟气量收集抽出、改善冶炼环境等一般性工艺要求。
本发明的技术方案如下：一种适用于多回路直流矿热炉烟罩，包括用绝缘螺栓连接的数个烟罩瓣构成，相连烟罩瓣之间由陶瓷纤维复合板绝缘，各烟罩瓣为水冷结构，烟罩上布置有料管通过孔、烟气通过孔、电极通过孔、检修门和推料门，其特征在于：所述烟罩瓣的水冷结构为管式水冷结构，烟罩瓣为12个，包括边缘烟罩瓣一2件，边缘烟罩瓣二6件，边缘烟罩瓣三2件，中心烟罩瓣2件，其中边缘烟罩瓣一、边缘烟罩瓣二和边缘烟罩瓣三由管式水冷顶面和管式水冷外侧面构成，中心烟罩瓣由管式水冷顶面构成，管式水冷顶面和管式水冷外侧面均由并排排列的水管排构成，水管排的相邻两水管间焊接固定，水管排面向炉内的面上均匀的焊有羊角钉，每一个烟罩瓣的水管为一路循环水，每一个烟罩瓣与相邻烟罩瓣连接的两侧设有骨架结构，骨架结构由连接板、筋板和顶板组成，连接板为设有螺栓孔的竖立的平板，筋板是与连接板垂直连接的竖板，顶板是固定在筋板和连接板顶部的平板，连接板的下部与水管固定连接，筋板下边置于管式水冷顶面的水管排上，所述边缘烟罩瓣一和边缘烟罩瓣三的管式水冷顶面水管排形状为由圆弧连接两直角边构成的圆弧状，边缘烟罩瓣一和边缘烟罩瓣三为对称结构，所述边缘 烟罩瓣二的管式水冷顶面水管排形状为矩形，所述中心烟罩瓣的管式水冷顶面水管排形状为方形，两件边缘烟罩瓣一之间连接一件边缘烟罩瓣二，边缘烟罩瓣一和边缘烟罩瓣三之间连接两件边缘烟罩瓣二，两件中心烟罩瓣连接在六件边缘烟罩瓣二围成的矩形空间处，形成四个角为圆角的矩形烟罩，矩形烟罩的管式水冷顶面和矩形烟罩的四周管式水冷外侧面的炉内侧为耐火材料打结层；所述料管通过孔、烟气通过孔和电极通过孔布置在矩形烟罩顶面，烟气通过孔布置在边缘烟罩瓣一和边缘烟罩瓣三上，电极通过孔和料管通过孔布置在边缘烟罩瓣一、边缘烟罩瓣二、边缘烟罩瓣三和中心烟罩瓣上，所述料管通过孔、烟气通过孔和电极通过孔为贯通烟罩的通孔；所述推料门布置在矩形烟罩侧面的中下部位；所述检修门布置在矩形烟罩的侧面，检修门为管式水冷结构，检修门由液压升降装置控制开启和闭合。
本发明所述一种适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩，其特征在于：所述检修门为6个，分别设置在6个边缘烟罩瓣二的管式水冷外侧面上，6个边缘烟罩瓣二在检修门对应位置设有与炉内连通的通道；所述推料门为6～12个，分别设在边缘烟罩瓣一、边缘烟罩瓣三的管式水冷外侧面和检修门上。
本发明所述一种适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩，其特征在于：所述检修门的液压升降装置包括两个立式滑轮、两个卧式滑轮、一台液压缸和两根钢丝绳，立式滑轮、卧式滑轮和液压缸固定在矩形烟罩上层楼板上，两根钢丝绳穿过楼板缠绕在两个立式滑轮和两个卧式滑轮之间，两根钢丝绳的一端连接在检修门上，另一端连接在液压缸的活塞杆上，边缘烟罩瓣二在位于检修门两侧处设有检修门升降导向轨道，检修门在升降导向轨道内运动。
本发明所述一种适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩，其特征在于：所述烟气通过孔为2个或4个，在矩形烟罩四圆角部位均布；所述料管通过孔为4～12个，在矩形烟罩顶面均布；所述电极通过孔为4～8个，在矩形烟罩中间部位分两排布置。
本发明所述一种适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩，其特征在于：所述矩形烟罩的顶部设有绝缘吊挂装置，绝缘吊挂装置位于矩形烟罩顶部的两相连烟罩瓣骨架结构连接板连接处的顶板上，绝缘吊挂装置悬挂在上层的楼板上。
本发明所述一种适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩，其特征在于：所述绝缘吊挂装置为多组碟簧弹性预紧形式。
本发明所述一种适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩，其特征在于：所述边缘烟罩瓣一与边缘烟罩瓣三上表面的烟气通过孔的圆周外设一钢圈，钢圈内沿烟气通过孔设有一圈耐高温砖环，耐高温砖环内径与烟气通过孔等径，炉气烟道下部坐在耐高温砖环上，炉气烟道与耐高温砖环之间通过砂封密封。
本发明的有益效果是：
1、圆角矩形结构适用于四电极、六电极和八电极布置的多回路直流矿热炉，电极与烟罩边缘距离各处相等，结构合理；
2、电极孔为两排布置，区别于其他矩形炉一字排开式布置方式，电极热量更加集中，提高冶炼效率；
3、管式水冷烟罩瓣，焊口少，耐压高，且水路全程等径，无死水区，避免局部过热现象，冷却效果好，避免烟罩瓣烧蚀漏水等；
4、烟气通过孔布置美观紧凑，有利于炉压均衡，适合半密闭炉大烟气量抽出；
5、液压升降检修门为单扇门，可合理利用厂房空间，比双开门节省操作空间；可自动化操作，减小人工工作量；且人员远离高温区，更安全；
6、烟罩应用于直流矿热炉，无交变磁场，无涡流现象，因此烟罩不需采用不锈钢隔磁材料，材料成本较低。
7、管式水冷结构相比传统板壳式水冷结构重量减轻30%以上，更具市场竞争力。
8、检修门的设置，满足了炉子在任何一方检修炉膛和电极的工艺要求。
9、推料门高位布置，方便操作工近距离观察和推铺炉料，使炉料分布更均匀，避免电极周围缺料现象。
10、烟罩瓣连接处均做了密封绝缘处理，使得烟罩工作更安全，避免电极漏电伤人事故。
11、碟簧预紧式绝缘吊挂装置均匀分布在烟罩瓣主受力点，有效防止烟罩变形；且绝缘吊挂装置与烟罩瓣和上层楼板之间相互绝缘，多重安全保障使得操作更安心。
12、应用范围广，可广泛应用于矿热炉市场，能减轻设备重量，改善冶炼操作环境和安全性，烟罩瓣重量可降低30%以上，可以在电石炉、铁合金电炉上推广应用。
附图说明
图1是本发明的适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩主视图
图2是图1的A-A向视图(多回路直流矿热炉的矩形烟罩俯视图)
图3是图2的B-B向视图（烟罩瓣连接部位局部示意图）
图4是图1的X局部放大图
图5是检修门液压升降装置示意图
图6是图1的Y局部放大图
图中，1.边缘烟罩瓣一，2.边缘烟罩瓣二，3.中心烟罩瓣，4.边缘烟罩瓣三，5.炉气烟道，6.检修门，7.推料门，8.电极密封导向套，9.电极柱，10.料管，11.耐火材料打结层，12.检修门液压升降装置，13.绝缘吊挂装置，14.陶瓷纤维复合板，15.绝缘螺栓装置一，16.碟簧，17.立式滑轮，18.液压缸，19.钢丝绳，20.卧式滑轮，21.云母板，22绝缘螺栓装置二。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例是六个电极孔的30MW多回路直流矿热炉烟罩，包括用绝缘螺栓连接的12个烟罩瓣构成，相连烟罩瓣之间由陶瓷纤维复合板14绝缘，各烟罩瓣为水冷结构，烟罩上布置有料管通过孔、烟气通过孔、电极通过孔、检修门6和推料门7，烟罩瓣为管式水冷结构，12个烟罩瓣包括边缘烟罩瓣一1二件，边缘烟罩瓣二2六件，边缘烟罩瓣三4二件，中心烟罩瓣3二件，其中边缘烟罩瓣一1、边缘烟罩瓣二2和边缘烟罩瓣三4由管式水冷顶面和管式水冷外侧面构成，中心烟罩瓣3由管式水冷顶面构成，管式水冷顶面和管式水冷外侧面均由并排排列的水管排构成，水管排的相邻两水管间焊接固定，水管排向炉内的面上均匀的焊有羊角钉，每一个烟罩瓣的水管为一路循环水，每一个烟罩瓣与相邻烟罩瓣连接的两侧设有骨架结构，骨架结构由连接板、筋板和顶板组成，连接板为设有螺栓孔的竖立的平板，筋板是与连接板垂直连接的竖板，顶板是固定在筋板和连接板顶部的平板，连接板的下部与水管 固定连接，筋板下边置于管式水冷顶面的水管排上，边缘烟罩瓣一1和边缘烟罩瓣三4的管式水冷顶面水管排形状为由圆弧连接两直角边构成的圆弧状，边缘烟罩瓣一1和边缘烟罩瓣三4为对称结构，边缘烟罩瓣二2的管式水冷顶面水管排形状为矩形，中心烟罩瓣3的管式水冷顶面水管排形状为方形，两件边缘烟罩瓣一1之间连接一件边缘烟罩瓣二2，边缘烟罩瓣一1和边缘烟罩瓣三4之间连接两件边缘烟罩瓣二2，两件中心烟罩瓣3连接在六件边缘烟罩瓣二2围成的矩形空间处，形成四个角为圆角的矩形烟罩，矩形烟罩的管式水冷顶面和矩形烟罩的四周管式水冷外侧面的炉内侧为耐火材料打结层11，矩形烟罩的顶部设有绝缘吊挂装置13，绝缘吊挂装置13位于矩形烟罩顶部的两相连烟罩瓣骨架结构连接板连接处的顶板上，绝缘吊挂装置13悬挂在上层的楼板上，绝缘吊挂装置13为多组碟簧弹性预紧形式；12个料管通过孔、4个烟气通过孔和6个电极通过孔布置在矩形烟罩顶面，料管通过孔、烟气通过孔和电极通过孔为贯通烟罩的通孔，12个料管通过孔布置在边缘烟罩瓣一1、边缘烟罩瓣二2、边缘烟罩瓣三4和中心烟罩瓣3上，料管10插入料管通过孔内，为冶炼原料入炉的通道，料管通过孔与料管10之间塞入陶瓷纤维棉并用绝缘板压实进行密封；4个烟气通过孔布置在边缘烟罩瓣一1和边缘烟罩瓣三4上，烟气通过孔的圆周外设一钢圈，钢圈内沿烟气通过孔设有一圈耐高温砖环，耐高温砖环内径与烟气通过孔等径，炉气烟道5下部坐在耐高温砖环上，炉气烟道5与耐高温砖环之间通过砂封密封，6个电极通过孔布置在边缘烟罩瓣一1、边缘烟罩瓣二2、边缘烟罩瓣三4和中心烟罩瓣3上，6个电极通过孔在矩形烟罩中间部位分两排三列布置，电极通过孔处设电极密封导向套8，电极密封导向套8内的双层铸铜密封环在后部弹簧的压力下紧贴电极柱9上，密封环上部设置陶瓷纤维板柔性密封，软硬双重密封保证密封性，以及电极柱9工作时的稳定性。电极密封导向套8与各烟罩瓣之间夹有云母板21并通过绝缘螺栓装置二22连接，确保电极柱漏电时，烟罩瓣本身的绝缘性；10个推料门7布置在矩形烟罩侧面的中下部位，分别设在边缘烟罩瓣一1、边缘烟罩瓣三4的管式水冷外侧面和检修门上，推料门为带合页双开门，只打结不水冷，重量轻，开关轻松，门槛高度距烟罩下平面400mm，方便人员观察和俯身推料；6个检修门6分别设置在 6个边缘烟罩瓣二2的管式水冷外侧面上，6个边缘烟罩瓣二2在与检修门对应位置设有与炉内连通的通道，检修门6为管式水冷结构，检修门由液压升降装置12控制开启和闭合，液压升降装置12包括两个立式滑轮17、两个卧式滑轮20、一台液压缸18和两根钢丝绳19，立式滑轮17、卧式滑轮20和液压缸18固定在烟罩上层楼板上，两根钢丝绳19穿过楼板缠绕在两个立式滑轮17和两个卧式滑轮20之间，两根钢丝绳19的一端连接在检修门6上，另一端连接在液压缸18的活塞杆上，边缘烟罩瓣二2在检修门6两侧处设有检修门升降导向轨道，检修门6在升降导向轨道内运动。
Claims (7)
1.一种适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩，包括用绝缘螺栓连接的数个烟罩瓣构成，相连烟罩瓣之间由陶瓷纤维复合板(14)绝缘，各烟罩瓣为水冷结构，烟罩上布置有料管通过孔、烟气通过孔、电极通过孔、检修门(6)和推料门(7)，其特征在于：所述烟罩瓣的水冷结构为管式水冷结构，烟罩瓣为12个，包括边缘烟罩瓣一(1)2件，边缘烟罩瓣二(2)6件，边缘烟罩瓣三(4)2件，中心烟罩瓣(3)2件，其中边缘烟罩瓣一(1)、边缘烟罩瓣二(2)和边缘烟罩瓣三(4)由管式水冷顶面和管式水冷外侧面构成，中心烟罩瓣(3)由管式水冷顶面构成，管式水冷顶面和管式水冷外侧面均由并排排列的水管排构成，水管排的相邻两水管间焊接固定，水管排向炉内的面上均匀的焊有羊角钉，每一个烟罩瓣的水管为一路循环水，每一个烟罩瓣与相邻烟罩瓣连接的两侧设有骨架结构，骨架结构由连接板、筋板和顶板组成，连接板为设有螺栓孔的竖立的平板，筋板是与连接板垂直连接的竖板，顶板是固定在筋板和连接板顶部的平板，连接板的下部与水管固定连接，筋板下边置于管式水冷顶面的水管排上，所述边缘烟罩瓣一(1)和边缘烟罩瓣三(4)的管式水冷顶面水管排形状为由圆弧连接两直角边构成的圆弧状，边缘烟罩瓣一(1)和边缘烟罩瓣三(4)为对称结构，所述边缘烟罩瓣二(2)的管式水冷顶面水管排形状为矩形，所述中心烟罩瓣(3)的管式水冷顶面水管排形状为方形，两件边缘烟罩瓣一(1)之间连接一件边缘烟罩瓣二(2)，边缘烟罩瓣一(1)和边缘烟罩瓣三(4)之间连接两件边缘烟罩瓣二(2)，两件中心烟罩瓣(3)连接在六件边缘烟罩瓣二(2)围成的矩形空间处，形成四个角为圆角的矩形烟罩，矩形烟罩的管式水冷顶面和矩形烟罩的四周管式水冷外侧面的炉内侧为耐火材料打结层(11)；所述料管通过孔、烟气通过孔和电极通过孔布置在矩形烟罩顶面，烟气通过孔布置在边缘烟罩瓣一(1)和边缘烟罩瓣三(4)上，电极通过孔和料管通过孔布置在边缘烟罩瓣一(1)、边缘烟罩瓣二(2)、边缘烟罩瓣三(4)和中心烟罩瓣(3)上，所述料管通过孔、烟气通过孔和电极通过孔为贯通烟罩的通孔；所述推料门(7)布置在矩形烟罩侧面的中下部位；所述检修门(6)布置在矩形烟罩的侧面，检修门(6)为管式水冷结构，检修门由液压升降装置(12)控制开启和闭合。
2.根据权利要求1所述一种适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩，其特征在于：所述检修门(6)为6个，分别设置在6个边缘烟罩瓣二(2)的管式水冷外侧面上，6个边缘烟罩瓣二(2)在与检修门对应位置设有与炉内连通的通道；所述推料门(7)为6～12个，分别设在边缘烟罩瓣一(1)、边缘烟罩瓣三(4)的管式水冷外侧面和6个检修门(6)上。
3.根据权利要求2所述一种适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩，其特征在于：所述检修门(6)的液压升降装置(12)包括两个立式滑轮(17)、两个卧式滑轮(20)、一台液压缸(18)和两根钢丝绳(19)，立式滑轮(17)、卧式滑轮(20)和液压缸(18)固定在矩形烟罩的上层楼板上，两根钢丝绳(19)穿过楼板缠绕在两个立式滑轮(17)和两个卧式滑轮(20)之间，两根钢丝绳(19)的一端连接在检修门(6)上，另一端连接在液压缸(18)的活塞杆上，边缘烟罩瓣二(2)在位于检修门(6)两侧处设有检修门升降导向轨道，检修门(6)在升降导向轨道内运动。
4.根据权利要求1所述一种适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩，其特征在于：所述烟气通过孔为2个或4个，在矩形烟罩四圆角部位均布；所述料管通过孔为4～12个，在矩形烟罩顶面均布；所述电极通过孔为4～8个，在矩形烟罩中间部位分两排布置。
5.根据权利要求1所述一种适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩，其特征在于：所述矩形烟罩的顶部设有绝缘吊挂装置(13)，绝缘吊挂装置(13)位于矩形烟罩顶部的两相连烟罩瓣骨架结构连接板连接处的顶板上，绝缘吊挂装置(13)悬挂在上层的楼板上。
6.根据权利要求5所述一种适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩，其特征在于：所述绝缘吊挂装置(13)为多组碟簧弹性预紧形式。
7.根据权利要求1所述一种适用于多回路直流矿热炉的矩形烟罩，其特征在于：所述边缘烟罩瓣一(1)与边缘烟罩瓣三(4)上表面的烟气通过孔的圆周外设一钢圈，钢圈内沿烟气通过孔设有一圈耐高温砖环，耐高温砖环内径与烟气通过孔等径，炉气烟道(5)下部坐在耐高温砖环上，炉气烟道(5)与耐高温砖环之间通过砂封密封。
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