CN115682721A - 一种艾萨炉的阻溅板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种艾萨炉及其阻溅板。其中阻溅板包括：保护层；导热层，其设置在所述保护层上方；以及掩埋层，其设置在所述导热层上方；其中，所述掩埋层中包括多个水道，所述多个水道经配置以允许冷却水沿所述多个水道流动。本申请阻溅板通过多层复合，可以提高阻溅板的强度和耐磨性，可以大大的增加阻溅板的使用寿命，并且制作简单，制造成本低。

Description

一种艾萨炉的阻溅板

技术领域

本发明艾萨炉设备，特别地涉及一种艾萨炉的阻溅板。

背景技术

艾萨法熔炼是通过炉顶插入的喷枪将富氧空气和燃料喷入竖式熔池内，浸没喷射产生湍动熔池，使氧化反应或还原反应激烈地进行，进行造锍熔炼的方法，广泛的应用于有色金属的冶炼。而艾萨炉是艾萨法熔炼的重要设备，其是一种圆简形内衬耐火材料的炉子，炉子内衬使用进口耐火材料，炉体未安装水冷构件。混合物料直接投入炉内，炉内处于强烈的搅动状态，入炉的物料很快被熔化。由于炉内处强烈的搅动状态，由此炉内的炉渣可能会飞溅到烟道里形成粘结作用，影响艾萨炉的正常使用。

因此，各个厂商一直致力于研究如何防止炉渣喷溅到艾萨炉的烟道中，目前常见的是在艾萨炉中设置阻溅板来防止炉渣喷溅到艾萨炉的烟道中。然而阻溅板在炉内一直处于高温环境中，受烟气的冲刷磨损加剧，使用一段时间后出现变形漏水，从而导致炉墙耐火材料被加速侵蚀，从而缩短了艾萨炉的使用寿命，并且影响艾萨炉的稳定生产。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种艾萨炉的阻溅板，包括：保护层；导热层，其设置在所述保护层上方；以及掩埋层，其设置在所述导热层上方；其中，所述掩埋层中包括多个水道，所述多个水道经配置以允许冷却水沿所述多个水道流动。

如上所述的艾萨炉的阻溅板，所述保护层包括不锈钢，所述导热层包括铜，所述保护层与所述导热层通过机械连接、复合连接、激光熔覆、电镀中一者相结合。

如上所述的艾萨炉的阻溅板，所述保护层的厚度为3-10mm；所述导热层的厚度为所述阻溅板厚度的30％-60％。

如上所述的艾萨炉的阻溅板，所述掩埋层与所述导热层为相同或接近的材料。

如上所述的艾萨炉的阻溅板，所述掩埋层包括浇注料。

如上所述的艾萨炉的阻溅板，进一步包括支撑层，其设置在所述导热层上方，以支撑所述导热层。

如上所述的艾萨炉的阻溅板，所述支撑层与所述导热层通过机械连接、复合连接、激光熔覆、电镀中一者相结合。

如上所述的艾萨炉的阻溅板，所述掩埋层中分布多个抓钉，其经配置以增加浇注料的结合强度。

如上所述的艾萨炉的阻溅板，所述多个抓钉固定于所述支撑层上。

如上所述的艾萨炉的阻溅板，所述多个水道包括多个进水管道和多个出水管道，所述多个进水管道或所述多个出水管道沿所述掩埋层悬于炉内的边缘从外向内依次设置。

根据本申请另一个方面，提出了一种艾萨炉，包括如上所述的阻溅板。

本申请阻溅板通过多层复合，可以提高阻溅板的强度和耐磨性，可以大大的增加阻溅板的使用寿命，并且制作简单，制造成本低。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1为根据本申请一个实施例的阻溅板示意图；

图2A和图2B为根据本申请一个实施例的阻溅板水道示意图；

图3为根据本申请另一个实施例的阻溅板示意图；

图4A-图4C为根据本申请另一个实施例的阻溅板示意图；以及

图5为根据本申请一个实施例的部分水道的截面图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

目前常见的阻溅板是通过埋管铸造或钻孔制造。埋管铸造是通过将铜管弯制后，埋铸在浇铸件内，使铜管和铸体熔合在一起，完成阻溅板的制作。在阻溅板使用过程通过向铜管内通入冷却介质，可以为阻溅板进行换热冷却，使其正常运行；钻孔制造是利用深孔钻加工水道，然后利用封堵物进行封堵形成完整的水路，在使用中通过向水道中通入冷却介质，为阻溅板进行换热冷却，实现水路循环，使其正常运行。

然而，在埋管铸造中将铜管埋铸在铸件内，很难使铜管与铸体之间达到完全熔合，从而会导致铜管与铸体间存在气息热阻，从而影响阻溅板的换热性能，导致阻溅板易磨损、开裂，更有甚者有铸体脱落、变形、漏水等，而且铸造存在不同程度的的气孔、砂眼、裂纹等铸造缺陷也会对阻溅板结构产生影响，不利于阻溅板的使用，并且铸造人为因素多，不好控制结果。

而钻孔制造由于水道只能钻直孔，而阻溅板一般需要实现4条水路来进行换热，将封堵物对水道进行封堵时，水路较多有露水串水隐患。而且4条水路复杂，并且出现3水道交叉位置需要封堵，加工难度大，整体对铜基体焊接要求较高。

本申请提出一种新的阻溅板，其通过对目前钻孔制造阻溅板进行改进，可以在不影响阻溅板正常使用的前提下，优化水路结构，使得水路结构简单，从而容易设置封堵物，可以降低钻孔阻溅板的制作难度，提高阻溅板的良品率，并且还可以增加阻溅板的使用寿命。

下面通过具体的实施方式来进一步说明本申请技术方案。本领域技术人员应当理解，以下描述仅仅是为了方便对本申请技术方案的理解，并不应当用来限制本申请的保护范围。

图1为根据本申请一个实施例的阻溅板示意图。图2A和图2B为根据本申请一个实施例的阻溅板水道示意图。

如图所示，阻溅板100包括：金属本体110和多个封堵物120。其可以适用于艾萨炉中，可以阻挡艾萨炉中的炉渣喷溅进入烟道形成粘结。其中，金属本体110上钻孔形成多个通道；多个封堵物120可以将多条通道的部分位置封堵以形成分布于金属本体中的多个水道130，各个水道包括各自的进水口和出水口，可以用于容纳冷却介质(如冷却水)通过，可以对金属本体进行热交换，从而可以为金属本体进行冷却，从而可以提高阻溅板的使用寿命。在一些实施例中，多个水道130包括具有一个或多个水道的第一层水道131和具有一个或多个水道的第二层水道132；其中，第一层水道131位于第二层水道132的上方(参考图1中设置方向)，通过设置两层水道，可以使得水道在垂直方向上相互间隔，可以有效的避免多条水道重合封堵困难，从而提高阻溅板的制造难度，进而影响阻溅板的使用。

在一些实施例中，金属本体110的材料可以是铜或者铜合金，有利于阻溅板快速的散热，从而有利于阻溅板抵抗炉内环境侵蚀，提高阻溅板的使用寿命。在一些实施例中，金属本体110的形状可以为梯形，以便于在金属本体的不同方向上钻孔形成不同形状的水道，而且也便于阻溅板在炉内安装使用。在一些实施例中，金属本体还可以是其他形状，例如：矩形。

在一些实施例中，封堵物120的材料也可以是铜或铜合金，以便于与金属本体110之间相互连接，从而有利于对水道进行封闭，形成完整的水路。在一些实施例中，多个封堵物120包括通道内封堵物121和端封堵物122。在一些实施例中，至少部分封堵物(如通道内封堵物121和/或端封堵物122)可以位于炉内，处于炉内的封堵物安装到位后，还需要经过焊接和磨平，以保证水道无渗漏。在一些实施例中，位于炉内的封堵物可以包括封堵物保护层(图中未示出)，其可以完全覆盖封堵物以及部分金属本体，从而可以对封堵物进行遮挡保护，防止封堵物被炉内高温破坏，导致阻溅板渗漏或漏水。在一些实施例中，保护层可以是不锈钢或者陶瓷。

在一些实施例中，所有通道内封堵物121可以均位于炉外，换句话说，两层水道的通道封堵物均由阻溅板的一侧安装在阻溅板上，从而可以避免封堵物暴露在炉内，有利于保护封堵物与金属本体之间的连接，避免炉内高温对二者之间的连接产生破坏，从而可以保护阻溅板的水道结构的稳定，不漏水串水。在一些实施例中，通道内封堵物121也可以部分处于炉内，部分处于炉外。例如：第一层水道的通道内封堵物位于炉外，第二层水道的通道内封堵物位于炉内，也就是说，两层水道的通道内封堵物分别由阻溅板的两侧设置于阻溅板上。即便炉内高温对炉内通道内封堵物与金属本体之间的连接产生破坏，使得第二层水道失效，第一层水道任然可以继续使用，从而可以提高阻溅板的使用寿命。

在一些实施例中，部分端封堵物122可以位于炉内，部分端封堵物122可以处于相邻阻溅板的接触处，不暴露在炉内，有利于保护封堵连接处。在一些实施例中，端封堵物122也可以全部位于相邻阻溅板的接触处，不暴露在炉内，对封堵连接处进行保护。

参考图2A，在一些实施例中，第一层水道131包括两条横向通道1311和四条竖向通道1312以及设置于金属本体一端的两个端封堵物122和设置于金属本体上的通道内封堵物121，横向通道1311的两端分别竖向通道1312相连，通过两个端封堵物122可以将两条横向通道进行封堵，从而可以对水道进行密封，通过通道内封堵物121可以使得第一层水道形成两条独立的水道。

参考图2B，在一些实施例中，第二层水道包括两条横向通道1321、四条竖向通道1322和两条斜向通道1323以及设置于金属本体上的四个端封堵物122和通道内封堵物121。其中，一条横向通道的两端分别于两条竖向通道相连，一条横向通道的两端分别通过斜向通道与两条竖向通道相连，四个端封堵物可以将两条斜向通道和两条横向通道进行封堵，从而可以对水道进行密封，通过通道内封堵物121可以将第二层水道形成两条独立的水道。

在一些实施例中，第二层水道位于对应第一层水道的外侧，即第二层水道相对于第一层水道更靠近于阻溅板的外侧，参考图1，第一层水道的外侧水道相比于第二层水道的外侧水道更靠近于阻溅板的外侧，第一层水道的内侧水道相比于第二层水道的内侧水道更靠近于阻溅板的外侧，从而可以使得水道在阻溅板上间隔交错设置，可以完全覆盖阻溅板的区域，以便于为阻溅板散热，提高阻溅板的抗高温性能，提高阻溅板的使用寿命。

在一些实施例中，阻溅板100还可以包括穿孔101和102，其设置于金属本体上，靠近于金属本体的外侧，并贯穿整个金属本体，可以用于阻溅板运输过程中的吊装，以及使用过程中的安装。

本申请还对金属本体做了进一步的改进，可以进一步的提高阻溅板的耐磨损性能，提高阻溅板的使用寿命。

图3为根据本申请另一个实施例的阻溅板示意图。

如图所示，阻溅板300包括：金属本体310和多个封堵物320。其中，金属本体310上钻孔形成多个通道；多个封堵物320可以将多条通道的部分位置封堵以形成分布于金属本体中的多个水道330，各个水道包括各自的进水口和出水口，可以用于容纳冷却介质(如冷却水)通过，可以对金属本体进行热交换，从而可以为金属本体进行冷却，从而可以提高阻溅板的使用寿命。其中，金属本体310以及水道的布置于图1实施例类似，故在此不再赘述。

在一些实施例中，在金属本体310靠近炉内的一侧可以包括第一金属保护层340，其可以对金属本体进行保护，可以抵抗炉内的高温侵蚀，提高阻溅板抗高温/耐腐蚀的性能，有利于进一步增加阻溅板的使用寿命。在一些实施例中，在金属本体靠近炉外的一侧也可以包括第二金属保护层350，其可以对金属本体进行保护，从而可以提高阻溅板表面的抗磨损性能，提高阻溅板的强度以及结构的稳定性，有利于提高其使用寿命。

在一些实施例中，第一金属保护层340和/或第二金属保护层350的材料可以是钢或者不锈钢，从而可以增加金属本体的强度和耐磨性。在一些实施例中，第一金属保护层和/或第二金属保护层可以通过机械连接、复合连接、激光熔覆、电镀等方式与金属本体结合。在一些实施例中，机械连接包括但不限于：机械镶嵌、螺栓连接、焊接等。在一些实施例中，复合连接包括但不限于：固-固复合(例如：轧制复合、爆炸复合、挤压复合、拉拔复合、锻造复合、焊接复合、扩散复合、电脉冲复合等)和固-液复合(例如：包覆铸造复合、电渣包覆铸造、复合线材铸拉、反向凝固复合、双重凝固复合、喷射沉积复合、液-固铸扎复合、钎焊复合、镶铸复合等)。

在一些实施例中，金属本体310通过两侧的金属保护层可以得到有效的保护，更加有利于阻溅板抵抗炉内高温侵蚀，以及溶液飞溅和烟气的冲刷，从而可以提高阻溅板的使用寿命。在一些实施例中，金属本体310的四周也可以包括金属保护层，从而可以对金属本体进行完全覆盖保护。

在一些实施例中，金属保护层还可以对设置于金属本体中的封堵物进行保护，并且还可以对封堵物与金属本体之间的连接进行保护，可以防止炉内高温对其产生破坏，导致出现漏水或串水，可以提高阻溅板整体结构的稳定性，增加阻溅板的使用寿命。

在一些实施例中，金属保护层还可以预先设置于金属本体上，然后再对金属本体进行钻孔，至少部分封堵物包括两个部分，一部分设置于金属本体中，一部分设置于金属保护层中，并且设置于金属本体中部分与金属本体材料相同，设置与金属保护层中的部分于金属保护层材料相同，金属保护层与封堵物焊接部分稳定性也高于金属本体与封堵物焊接部分，由此也可以对封堵物与金属本体之间的连接进行保护，可以提高阻溅板的使用寿命。

针对上述钻孔水道虽然通过优化水道使得封堵物的使用大大的减少，大大的降低了制作的难度，但是由于人为焊接封堵物，不可控因素任然较多，制作良品率依然较低，而且设置封堵物封堵水道，还是存在一定的制作难度。本申请还提出了另一种新型的阻溅板，其是一种组合式的阻溅板，可以使得水道与阻溅板直接接触，有效的对阻溅板进行换热，而且便于制作，可以有效的提高阻溅板的良品率。

下面通过具体的实施方式来进一步说明本申请技术方案。

图4A-图4C为根据本申请另一个实施例的阻溅板示意图。图4A为阻溅板侧视图，图4B为阻溅板的A处的局部放大图。图4C为阻溅板去除部分结构示意图。

如图所示，阻溅板400可以应用于艾萨炉中，可以用于阻挡艾萨炉中炉渣飞溅到烟道中，可以对艾萨炉进行保护，其包括：导热层410和掩埋层420。其中，导热层410可以用于将热量进行传导，从而可以对阻溅板进行保护，掩埋层420设置于导热层冷面上，可以对增加导热层的强度，并且还可以对导热层进行保护，可以防止飞溅的溶液损坏导热层的冷面。在一些实施例中，燕麦层中包括多个水道401，其可以用于允许冷却水沿多个水道流动，从而可以将导热层的热量进行传导，可以对导热层进行散热，对阻溅板进行保护，延长阻溅板的使用寿命。在一些实施例中，导热层的冷面就是导热层的上方，远离炉内一侧的表面；导热层的热面就是导热层的下方，靠近炉内一侧的表面。

在一些实施例中，导热层可以相当于图1实施例中的金属本体。其可以包括铜层或者铜合金层，从而可以有利于导热层的热交换效率，有利于提高导热层的热量传导。在一些实施例中，导热层的厚度可以是阻溅板厚度的30％-60％。

在一些实施例中，掩埋层的材料可以与导热层相同或者接近，从而有利于阻溅板热量的传导，有利于阻溅板的散热。在一些实施例中，掩埋层也可以包括浇注料，其可以直接浇筑再导热层的冷面，从而可以与导热层结合相连，并且对导热层的冷面和/或水道完全覆盖，可以有效的对导热层和/或水道进行保护。在一些实施例中，浇注料可以是碳化硅、氧化铝和特制钢纤维等，其中，碳化硅至少为50％，氧化铝至少为15％，特制钢纤维至少为8％。在一些实施例中，掩埋层设置于导热层上，还有利于减少导热层材料的使用，从而可以降低阻溅板的制作成本。在一些实施例中，掩埋层的厚度可以是阻溅板厚度的30％-60％。根据本申请一个优选的实施例，掩埋层的厚度为阻溅板厚度的50％。

在一些实施例中，阻溅板400还可以包括支撑层430，其可以设置与导热层与掩埋层之间，并于导热层相连，可以支撑导热层，增加导热层的强度。在一些实施例中，支撑层可以通过机械连接、复合连接、激光熔覆、电镀等方式与导热层相结合，其与图3实施例中金属保护层于金属本体之间的连接方式类似，故在此不再赘述。根据本申请一个优选的实施例，支撑层与导热层之间可以通过爆炸复合相结合，从而可以增加二者之间的结合强度，提高阻溅板整体结构的稳定性，有利于抵抗炉内的高温，增加阻溅板的使用寿命。在一些实施例中，当掩埋层被破坏后，支撑层430也可以对导热层进行保护，从而可以增加阻溅板的使用寿命。在一些实施例中，支撑层可以包括钢层或者不锈钢层。在一些实施例中，支撑层的厚度可以是10-25mm。

在一些实施例中，支撑层430还可以便于水道的制作。在一些实施例中，水道401可以通过在支撑层上挖槽，然后再焊接盖板形成，掩埋层还可以对盖板和支撑层之间连接进行保护。在一些实施例中，盖板的材料与支撑层材料相同，从而便于二者之间的焊接。在一些实施例中，再支撑层上挖槽至少要挖到导热层表面，从而可以使得水道与导热层接触，以便于水道中的冷却水与导热层直接接触换热。提高阻溅板的换热效率。在一些实施例中，盖板可以向掩埋层中突出，从而可以增加水道的截面，提高散热效果。

在一些实施例中，也可以在水道对应的位置，对导热层和/或支撑层挖槽，然后将导热层和支撑层相连，从而可以形成水道，可以使得水道与导热层直接接触，有利于导热层的热交换，还可以使得支撑层为一个整体，提高阻溅板整体结构的稳定。

在一些实施例中，水道401可以沿阻溅板的形状设置，并且多个水道间隔布置，从而可以使得水道分布在整个阻溅板上，有利于阻溅板的均匀的散热，从而可以防止阻溅板局部热量过高导致阻溅板损坏。在一些实施例中，水道还可以包括进水管402和出水管403，其分别设置于水道的两端，并于水道相通，可以用于容纳冷却水进出水道。在一些实施例中，进水管道或出水管道沿掩埋层悬于炉内的边缘并从外向内依次设置，从而可以使得水道分布于整个阻溅板。在一些实施例中，进水管和出水管靠近于掩埋层顶面设置掩埋层中，并向掩埋层外伸出。

在一些实施例中，参考图5，图5为根据本申请一个实施例的部分水道的截面图。在一些实施例中，在至少部分水道401内表面的换热层上形成沿水道延伸的一条或多条凹槽404，可以使得换热层与水道401的接触面积增加，从而使得冷却水与换热层的接触面积增加，可以增加冷却水与换热层之间的热交换效率，有利于增加阻溅板的导热效率，有利于保证阻溅板整体结构的稳定，延长其使用寿命，并且有利于高炉的稳定运行和产量。在一些实施例中，凹槽404可以使得换热层与水道的接触面积至少增加10％。

在一些实施例中，凹槽404之间的间距可以为5-25mm，多条凹槽等间隔的设置在水道中，以引导冷却水均匀的流动，可以避免影响流体的流态，从而影响冷却水的流速。在一些实施例中，凹槽还可以有其他形式，例如：垂直于水道设置，或这螺旋设置于水道中等。

在一些实施例中，阻溅板还可以包括多个抓钉440，其可以设置于支撑层上，并向掩埋层中延伸，其可以增加浇注料的结合强度，从而可以提高掩埋层与导热层的连接强度。在一些实施例中，抓钉可以包括母杆441和多个子杆442。其中，母杆441的一端与支撑层相连，多个子杆442连接于母杆441的另一端，并向不同的方向向外延伸。在一些实施例中，子杆沿不同方向延伸之间包括夹角。在一些实施例中，抓钉可以一体成型，以增加抓钉整体的结构强度。

在一些实施例中，阻溅板400还可以包括保护层440，其设置于导热层的热面，可以对导热层的热面进行保护，其可以提高导热层的强度和耐磨性。在一些实施例中，保护层可以包括不锈钢层，其可以通过机械连接、复合连接、激光熔覆、电镀等方式与导热层相结合，其与图3实施例中金属保护层于金属本体之间的连接方式类似，故在此不再赘述。根据本申请一个优选的实施例，保护层与导热层之间可以通过爆炸复合相结合，从而可以增加二者之间的结合强度，提高阻溅板整体结构的稳定性，有利于抵抗炉内的高温，增加阻溅板的使用寿命。在一些实施例中，保护层的厚度可以是3-10mm。

本申请的阻溅板通过多层复合，可以有效的增加了阻溅板的强度，可以解决了阻溅板在高温环境变形的问题，并且通过多层不同材料的使用，可以有效的减少阻溅板贵金属的使用，至少可以减少60％的贵金属使用，降低阻溅板的制造成本，而且还提高了阻溅板的耐磨性能，提高了耐冲刷耐磨损能力，可优化使用性能，大大提升了阻溅板的使用寿命。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

Claims (11)

1.一种艾萨炉的阻溅板，包括：

保护层；

导热层，其设置在所述保护层上方；以及

掩埋层，其设置在所述导热层上方；

其中，所述掩埋层中包括多个水道，所述多个水道经配置以允许冷却水沿所述多个水道流动。

2.根据权利要求1所述的艾萨炉的阻溅板，所述保护层包括不锈钢，所述导热层包括铜，所述保护层与所述导热层通过机械连接、复合连接、激光熔覆、电镀中一者相结合。

3.根据权利要求1所述的艾萨炉的阻溅板，所述保护层的厚度为3-10mm；所述导热层的厚度为所述阻溅板厚度的30％-60％。

4.根据权利要求1所述的艾萨炉的阻溅板，所述掩埋层与所述导热层为相同或接近的材料。

5.根据权利要求1所述的艾萨炉的阻溅板，所述掩埋层包括浇注料。

6.根据权利要求1所述的艾萨炉的阻溅板，进一步包括支撑层，其设置在所述导热层上方，以支撑所述导热层。

7.根据权利要求6所述的艾萨炉的阻溅板，所述支撑层与所述导热层通过机械连接、复合连接、激光熔覆、电镀中一者相结合。

8.根据权利要求6所述的艾萨炉的阻溅板，所述掩埋层中分布多个抓钉，其经配置以增加浇注料的结合强度。

9.根据权利要求7所述的艾萨炉的阻溅板，所述多个抓钉固定于所述支撑层上。

10.根据权利要求1所述的艾萨炉的阻溅板，所述多个水道包括多个进水管道和多个出水管道，所述多个进水管道或所述多个出水管道沿所述掩埋层悬于炉内的边缘从外向内依次设置。

11.一种艾萨炉，包括如权利要求1-10任一所述的阻溅板。

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