CN106091695A - 一种炼锌电炉炉顶结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种炼锌电炉炉顶结构，从内到外依次包括处于内环、中环以及外环，所述内环为极心圆区域，所述内环为整体浇注结构，所述中环以及外环为砖砌结构，所述内环、中环以及外环均设置有若干膨胀缝。本发明中，炉顶的极心圆区域采用整体浇注结构，其它区域采用砖砌机构，为避免炉顶在应力的作用下降低使用寿命，还预留一定数量的膨胀缝，通过实践证明，本发明具有成本低、砌筑简单、制作周期短、使用寿命长等特点，具有很大的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及电热还原法炼锌电炉领域，尤其涉及一种炼锌电炉炉顶结构。
背景技术
电热还原法炼锌电炉（简称电炉）属于矿热电炉，电炉炼锌所生产的锌粉粒度极细（大于80目），还原力极强，常作为置换剂用于硫酸锌溶液的净化，且电炉锌粉含有1%-4%的铅的合金锌粉，活性好、单位电锌消耗锌粉较少，可防止钴复溶，减少烧板，故采用电热法锌粉将是今后湿法炼锌的一个主流趋势。
在生产实际过程中，炼锌电炉炉顶通常采用球形拱顶，并由砖砌结构或整体浇注方式制作完成，上述两种结构都存在一定的缺陷，电炉炉盖本身是弧形结构，再加上若干电极孔和加料孔等，砌砖难度大，炉顶砌筑后质量均难以保证。经常会出现砖缝处遭到侵蚀损坏后造成砖松动，进而造成掉砖现象，加快炉顶损毁；同时在砖缝过小的部位，由于热应力的作用，砖互相挤压出现裂纹甚至断裂掉块，影响正常生产。耐火砖砌筑炉盖主要存在以下不足：(1)施工难度大、砌筑时间长；(2)砖的厚度大，烧不透，造成在生产过程中砖砌拱顶往下塌，变形严重；(3)热稳定性差、接触火焰部位剥落严重；(4)隔热性能有限，散热严重，设计的炉盖砖既要求能耐高温又要求能保温。在实际生产中炼锌电炉因炉喉粘接等问题，需快速降温升温，导致电炉顶受到强烈的热震现象，炉盖缺点越来越显著的暴露出来，使用寿命明显降低，已成为制约生产的“瓶颈”。而采用整体浇注方式，即先制作钢模或木模，然后采用高强度、耐热震、耐温的浇注料对炉顶进行整体浇注，该方法虽然解决了炉顶局部掉块、热稳定性差等问题，但其造价偏高，制造工艺也复杂，不利于大规模推广使用。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种炼锌电炉炉顶结构，旨在解决现有的炉顶结构造价高、寿命短、制作周期长等问题。
本发明的技术方案如下：
一种炼锌电炉炉顶结构，其中，从内到外依次包括处于内环、中环以及外环，所述内环为极心圆区域，所述内环为整体浇注结构，所述中环以及外环为砖砌结构，所述内环、中环以及外环均设置有若干膨胀缝。
所述的炼锌电炉炉顶结构，其中，所述内环均匀分布有三条膨胀缝。
所述的炼锌电炉炉顶结构，其中，所述中环以及外环均设置有六条膨胀缝，并且均匀分布。
所述的炼锌电炉炉顶结构，其中，所述中环以及外环上的六条膨胀缝错位设置。
所述的炼锌电炉炉顶结构，其中，所述外环外缘连接有拱角，所述拱角下方设置有炉墙。
所述的炼锌电炉炉顶结构，其中，所述内环与中环、所述中环与外环、所述外环与拱角之间均设置有硅酸铝纤维毯。
所述的炼锌电炉炉顶结构，其中，所述外环与拱角之间的硅酸铝纤维毯厚度为20mm，所述内环与中环、所述中环与外环之间的硅酸铝纤维毯厚度均为2~3mm。
所述的炼锌电炉炉顶结构，其中，所述膨胀缝的宽度为2-3mm。
所述的炼锌电炉炉顶结构，其中，所述极心圆区域均匀设置有三个电极孔，所述内环上的三条膨胀缝与所述三个电极孔错位设置。
有益效果：本发明中，炉顶的极心圆区域采用整体浇注结构，其它区域采用砖砌机构，为避免炉顶在应力的作用下降低使用寿命，还预留一定数量的膨胀缝，通过实践证明，本发明具有成本低、砌筑简单、制作周期短、使用寿命长等特点，具有很大的推广价值。
附图说明
图1为本发明一种炼锌电炉炉顶结构较佳实施例的结构示意图。
图2为本发明一种炼锌电炉炉顶结构较佳实施例的剖面示意图。
具体实施方式
本发明提供一种炼锌电炉炉顶结构，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供的一种炼锌电炉炉顶结构，其从内到外依次包括处于内环1、中环2以及外环3，所述内环1为极心圆区域，所述内环1为整体浇注结构，所述中环2以及外环3为砖砌结构，所述内环1、中环2以及外环3均设置有若干膨胀缝11，所述的炼锌电炉炉顶结构连接于炉喉10。
本发明中，由于电炉炉顶极心圆区域在热力作用下，位移与应变最大，故在该区域采用整体浇注方式，同时为消除应力，在其整体浇注时预留了若干膨胀缝11；而在其它区域由于热应力较小，与极心圆区域相比较，结构简单，所以采用砖砌方式；本发明将整体浇注方式与砌方式相结合，即能保证炉顶结构稳定性，又能防止炉顶局部掉块，确保炉顶的热稳定性。
所述内环1均匀分布有三条膨胀缝11。即在沿极心圆区域60°方向预留膨胀缝11，此处的膨胀缝11宽度为2-3mm，例如2.5mm。在所述极心圆区域均匀设置有三个电极孔12，所述内环1上的三条膨胀缝11与所述三个电极孔12错位设置，例如按照前述结构，这三条膨胀缝11与三个电极孔12错位60°夹角，从而提供足够的缓冲效果。
为了验证极心圆区域整体浇注后的效果，本发明以2500KVA60°球形拱顶为例，并采用COSMOS软件进行仿真，从试验结果得知，当极心圆区域预留膨胀缝11后，炉顶极心圆区域位移最大，最大约为3.69mm，且在相邻电极孔的中间位置处应力最大，约为3.724MPa。由此可见，增加膨胀缝11后大热应力大幅下降。
本发明中，内环1之外的其他区域采用砖砌结构，为防止浇注后在生产时因热应力过大，造成砖砌区域开裂现象，将电炉砖砌区域分成两环，即分为中环2以及中环2外的外环3，其中，中环2以及外环3为砖砌结构。
进一步，为防止热应力过大造成区域开裂或其他事故，中环2以及外环2均设置有六条膨胀缝11，并且均匀分布，这些膨胀缝11的宽度为2-3mm，例如2.5mm。所述中环2以及外环3上的六条膨胀缝11错位设置，例如中环2的膨胀缝11与外环3的膨胀缝11错位30°设置，这样，外环3的膨胀缝11的三条膨胀缝11将与内环1对应的三条膨胀缝11对齐。
在本发明中，如图2所示，所述外环3连接有拱角4，所述拱角4下方设置有炉墙5，通过炉墙5提供基本的底座功能，而所述的拱角4可以用来支撑炉顶，使炉顶结构更加稳定，所述的拱角4与外环5的接触面为斜面结构，可更好支撑炉顶。
所述内环1与中环2、所述中环2与外环3、所述外环3与拱角4之间均设置有硅酸铝纤维毯13。在所述内环1与中环2之间设置所述硅酸铝纤维毯13，可防止炉顶的整体浇注后整体水平方向的热应力变形。在所述中环2与外环3、所述外环3与拱角4之间均设置所述硅酸铝纤维毯13，可用来防止中环2以及外环3的水平方向的热应力变形。
所述外环3与拱角4之间的硅酸铝纤维毯13厚度较大，例如为20mm，所述内环1与中环2、所述中环2与外环3之间的硅酸铝纤维毯13厚度较小，例如均为2~3mm，如2.5mm。
在本发明中，各环都需要制作木模钢才能浇注或砖砌。
本发明的制作过程如下：按炉顶的中心线对称、均匀分布地安装3块锁砖后开始砌筑外环第一圈，每圈从某一点向两侧同时进行，每圈的起点不能处于同一位置，第一圈锁砖与第二圈错开3块砖以上，在砌砖过程中为防止热应力过大造成区域开裂或其他事故，预留6条膨胀缝，膨胀缝宽度为2-3mm，如2.5mm；完成外环后在外层加一层2-3mm（2.5mm）硅酸铝纤维毡后，开始中环的砌砖，中环的砌砖模式与外环相同；当完成中环砌砖后，在中环砖外增加一层2-3mm（如2.5mm）硅酸铝纤维毡，以防止炉顶整体浇注后整体水平方向的热应力变形，然后开始浇注极心圆区域。
综上所述，本发明中，炉顶的极心圆区域采用整体浇注结构，其它区域采用砖砌机构，为避免炉顶在应力的作用下降低使用寿命，还预留一定数量的膨胀缝，通过实践证明，本发明具有成本低、砌筑简单、制作周期短、使用寿命长等特点，具有很大的推广价值。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种炼锌电炉炉顶结构，其特征在于，从内到外依次包括处于内环、中环以及外环，所述内环为极心圆区域，所述内环为整体浇注结构，所述中环以及外环为砖砌结构，所述内环、中环以及外环均设置有若干膨胀缝。
2.根据权利要求1所述的炼锌电炉炉顶结构，其特征在于，所述内环均匀分布有三条膨胀缝。
3.根据权利要求1所述的炼锌电炉炉顶结构，其特征在于，所述中环以及外环均设置有六条膨胀缝，并且均匀分布。
4.根据权利要求3所述的炼锌电炉炉顶结构，其特征在于，所述中环以及外环上的六条膨胀缝错位设置。
5.根据权利要求1所述的炼锌电炉炉顶结构，其特征在于，所述外环外缘连接有拱角，所述拱角下方设置有炉墙。
6.根据权利要求5所述的炼锌电炉炉顶结构，其特征在于，所述内环与中环、所述中环与外环、所述外环与拱角之间均设置有硅酸铝纤维毯。
7.根据权利要求6所述的炼锌电炉炉顶结构，其特征在于，所述外环与拱角之间的硅酸铝纤维毯厚度为20mm，所述内环与中环、所述中环与外环之间的硅酸铝纤维毯厚度均为2~3mm。
8.根据权利要求1所述的炼锌电炉炉顶结构，其特征在于，所述膨胀缝的宽度为2-3mm。
9.根据权利要求2所述的炼锌电炉炉顶结构，其特征在于，所述极心圆区域均匀设置有三个电极孔，所述内环上的三条膨胀缝与所述三个电极孔错位设置。
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