CN1299460A - 用于电弧炉炉壁和炉顶的水冷式板 - Google Patents

Abstract

一种用于电弧炉壁和顶部的水冷式板,其能降低热量损失和冷却水供给所需的能量,而且无需由于耐火砖磨损而替换主要的水冷式板元件,且该炉的使用寿命等于或大于一种在炉内侧没有耐火砖的具有钢板焊接结构、钢管件结构、铜铸件或者钢板焊接结构的水冷式板的寿命。一种用于电弧炉壁部和顶部的水冷式板由耐火砖和冷却水管一体制成,所述耐火砖成规律间隔的多行布置以使其端部表面暴露,所述冷却水管安装在耐火砖(2)和耐火砖(2)的行之间。耐火砖(2)具有一个被制成锥形的锥部(8),以使其在炉内侧的端面的宽度小于在炉内侧的相对侧的端面宽度,一种缓冲材料(7)可以设置在所述耐火砖(2)和所述铸件的接触表面之间,而且/或使炉内表面部分形成凸起形状。

Description

用于电弧炉炉壁和炉顶的水冷式板

技术领域

本发明涉及一种用于安装在电弧炉中的水冷式壁部和顶部板，其中电弧炉用于熔融金属材料并精炼熔融的金属。

背景技术

在直到70年代中期，用于熔融金属材料和精炼熔融金属的电弧炉中，炉体在壳体内部衬有耐火材料，而且顶部在称为炉顶框架的一个金属框架内部使用弧状的耐火材料。但是，从70年代的后期，提高产量的需要导致电弧炉尺寸的迅速增长。由于电弧炉的能耗按比例增长，因而导致用在炉体和顶部中的耐火材料上的磨损和破损也显著增加。结果导致需要更高的与耐火材料相关的成本和更长的用于耐火材料维修的停工时间。

为了克服这些问题所作的一种努力是在通过利用一个炉体冷却器来使电弧炉的热损失减至最小的同时延长耐火材料的使用寿命，其中炉体冷却器是由一个或多个冷却水管和嵌入铸铁或一个铜铸件中的砖块构成的(日本未审查的已公开实用新型申请49-118635)。但是，在使用铸铁的冷却结构中，冷却器本身的铁铸件在炉内侧处达到温度1000℃。因此，在成百上千次的装料使用过程中，铸件遭受热应力引起的破裂并由于结构的改变而变得易碎。随着破裂和脆裂化的进行，铸件产生磨损且铸件内的砖块脱落。当出现在铸件表面的裂缝扩散至冷却水管时，会出现水泄漏。在使用铸铜的冷却结构中，由于铜铸件比铁铸件的韧性高，而且不遭受结构变化，所以磨损和裂缝不会很快出现。而且，由于砖块嵌在炉内侧的板中，管道位于砖块后面，所以位于炉内侧的砖块的端部达到一个使砖块迅速磨损的高温。板本身由于其具有较大厚度，因此也具有较大重量。因此材料的成本比使用铸铁时高，特别是在使用一个非常大的铜铸件时。

另一方面，日本未审查的公开实用新型申请56-29798披露了一种克服前述问题的方法，即在一个冷却水管周围浇注一种例如铜或铝的低熔点金属，以便于径向扩张(branch)，因此增强了冷却能力并防止了出现在铸件表面的裂缝扩散。计算表明这种方法必须维持炉内侧上的冷却器本身的铸件的温度达到500℃左右。但是，实际上，当冷却器安装在一具有较高热负载的且炉渣不会粘附或几乎不会粘附到铸件的表面的这样位置时，表面温度达到1000℃或更高。因此，不能克服结构改变和铸件裂缝的问题。由于为了在冷却水管周围浇注与冷却器本身特性不同的低熔点金属而需要复杂的制造工艺，因此该方法还增加了成本。

由于存在结构改变和铸件裂缝以及其它问题，这种结构的铸造冷却器没有得到普遍的应用。目前最常用的结构是使用这样一种水冷式板，其用于一个内表面没有耐火材料的炉中而构成一种焊接刚板结构，钢管件结构，铜铸件结构或焊接铜板结构的冷却器。这种水冷式板也有助于在大尺寸、高功率电弧炉中减小耐火材料磨损。(例如，参见日本未审查的已公开专利申请51-97506,56-66680及56-45800)。

已经提出了多种方法来提高电弧炉顶的使用期限。一个传统电弧炉的垂直截面图如图13所示。电弧炉外壳21的顶部由一个由耐火材料制成的可开式顶部23封闭并设有使电极22穿过的电极插孔16。在操作期间，耐火材料顶部23在高温加热作用下会产生熔化损害而不得不被替换。这增加了成本。对应这一问题，日本未审查的已公开专利申请53-107729给出了图14所示的炉顶的垂直截面图。除了形成使电极22穿过的电极插孔16的倒锥形部分之外，所有的炉顶均由钢板制成，而该部分内部形成有螺旋通道24以构成一个水套顶盖25。水套顶盖25的内表面由具有高热传导性的一金属薄板26形成并能反射辐射热。这种结构延长了炉顶的使用寿命。

另外，由于电弧炉的连续操作而产生裂缝，因此，由钢板制成的这种水套型炉顶经常会从水套漏水。而且，在一种壁部和顶部均由钢板制成的水套形成的电弧炉中，水冷的热损失量约占电弧炉所需总能量的10％。大约一半的热损失被顶部的冷却水带走。因此，还是在电弧炉顶中，需要在不增大耐火材料磨损的情况下，降低冷却水的热损失量。

日本未审查的已公开专利申请50-142709披露了一种用于电弧炉的顶部，该炉使用了适当数量的冷却器，这些冷却器由一个或多个冷却水管和嵌在铸铁、铸铜或其它这种铸件中的砖块组成的。这种炉顶降低了冷却水的热损失量。但是，这种结构的炉顶具有和前述炉体冷却器相同的问题。具体地说，冷却器本身的铸件在炉内侧处温度达到温度1000℃。因此，在成百上千次的装料使用过程中，铸件受到热应力产生分裂并由于结构的改变而变得易碎。随着破裂和脆裂化的进行，铸件受到磨损而且铸件中的砖块会磨损并脱落。当出现在铸件表面的裂缝扩散到冷却水管时，会出现水泄漏。

因此，与炉体冷却器相同，炉顶冷却器也易在钢板和钢管件部分处产生裂缝，以至于引起水泄漏。尽管有这些缺点，称为水冷式板的焊接板结构和钢管件结构的冷却器都还是得到了普遍应用。

前面描述的技术在炉内侧没有使用耐火材料，其试图通过对电弧炉内部配备具有焊接钢板结构，钢管件结构，铜铸件结构或焊接铜板结构的水冷式板来降低电弧炉耐火材料的磨损，降低成本并减少修补耐火材料的停工时间。但是，由于在炉内侧没有耐火材料，所以必须对水冷式板供给大量的冷却水以保护板本身。因此问题集中在冷却水的热损失和必须采用供给冷却水的高功率泵。在要求更经济利用能量的强烈要求下，为了降低二氧化碳一促进全球变暖的一种温室气体一的排放，因此需要这样一种水冷式板，其在不增大耐火材料磨损的情况下，能降低到冷却水的热损失量，并能降低用以供给冷却水的泵所消耗的能量。

由一个或多个冷却水管和整体嵌入一个铁铸件中的砖块组成的传统炉体冷却器(日本未审查的已公开专利申请49-118635)会产生由热应力引起的破裂并由于结构的改变而变得易碎。随着破裂和脆裂化的进行，铸件受到磨损而且铸件中的砖块脱落。在使用铸铜的冷却结构中，尽管没有出现由热应力引起的破裂和由铸件结构变化而引起的脆裂，炉内侧上的砖块端部由于未被冷却而迅速磨损。

虽然通过使铸件维持在正常状态可完全防止耐火砖脱落，但是即使在提高冷却能力后，耐火砖的表面温度仍会升高到1000℃以上。而且，不可能避免在高温气氛下耐火砖表面逐渐、渐进地氧化磨损且/或在进入电弧炉中的碎片撞击作用下对耐火砖的机械损坏。因此，当砖块的磨损进行到一定程度，即不能再实现降低冷却水的热量损失的效果时，必须拆除并替换水冷式板本身。不能再用新耐火砖更新的旧水冷式板必须被废弃。这是另一个缺点。

当所述板用于一个电弧炉的壁和顶部时，炉渣和其它炉垢会牢固地滞留在炉壁上。因此冷却水的热损失比水套式板的情况低。但是，就炉顶而言，炉渣和其它炉垢趋向于落在炉中而难于牢固停留。其原因在于耐火砖内端的宽度比其外端的宽度小，以及用于牢固保持炉渣和其它炉垢的突起的矩形形状。炉渣和其它炉垢提供了显著的绝热效果。因此，与将板用于炉壁上时相比，将板用于炉顶上时，冷却水的热损失减少的可靠性更低。而且，嵌入板中的砖块更频繁地暴露在炉内部，这加速了砖块的磨损。

本发明的概述

本发明的目的在于克服前述问题并提供了一种用于电弧炉的壁和顶部的水冷式板，其减少了热损失，降低了冷却水供给所需的能量，并且其使用寿命等于或大于在炉内壁没有耐火材料的焊接钢板结构、钢管件结构、铜铸件结构或焊接铜板结构的水冷式板的寿命。

本发明的用于电弧炉的壁和顶部的水冷式板是一种铸铁、铸钢或铜铸件型水冷式板，该板以具有规律间隔的多行布置在炉内壁上以使端面暴露的耐火砖一体制成，而且至少一个冷却水管安装在耐火砖的行之间。

在前述结构中，通过使在炉内侧的耐火砖端部从铸件表面突出而嵌入耐火砖，耐火砖可以被制成锥形以使其在炉内侧的端部宽度小于在炉内侧的相对侧的端部宽度，耐火砖可以在与炉内侧相对侧的端部形成圆角，缓冲材料可以设置在耐火砖和铸件的接触表面之间，而且炉内侧上的铸件表面可以局部形成有脊。

根据本发明的另一个特点，用于电弧炉的壁和顶部的水冷式板是这样一种水冷式板，其中用于从炉内侧的相对侧插入耐火砖的槽成多个有规律间隔的行设置，而且至少一个冷却水管安装在这些槽的行中，可以采用下述结构中的一种：

1)用于插入耐火砖的槽直线状形成，以使炉内侧端部处的宽度和炉内侧的相对侧处的端部宽度相同；

2)将槽制成锥形，以使炉内侧端部处的宽度比炉内侧的相对侧处的端部的宽度小；

3)使与炉内侧的相对侧处的耐火砖的端部从铸件表面突出，并用设置在与炉内侧相对的水冷式板侧的金属紧固件将其固定；

4)耐火砖由形成在炉内侧的相对侧处的耐火砖突出部分中的多个槽和形成在耐火砖金属紧固件中的多个突起固定；

5)固定炉内侧的耐火砖的端部以从铸件表面突出；

6)缓冲材料设置在耐火砖之间及耐火砖和铸件的接触面之间；

7)炉内侧的铸件表面局部形成有脊。

本发明的用于电弧炉顶部的一种水冷式板是一个由多块耐火砖和一个或多个嵌在铸铁、铸钢或铜铸件中、供冷却水通过的冷却管组成的板，其中耐火砖从炉内侧的铸铁突出，在炉内侧突出的耐火砖的端部和其嵌在铸铁中的部分形成一种比中间部分宽度大的形状，炉内侧的铸铁表面设有炉渣收集器，以保存粘附到炉顶的炉渣，用于这种结构的电弧炉顶部的水冷式板被相邻设置在一个环形框架上以在中部形成一个电极插孔。

附图的简短描述

图1是本发明的一种炉壁水冷式板的主视图。

图2是本发明的一种炉壁水冷式板的剖视图。

图3是表示设置在炉壁中的本发明的一个炉壁水冷式板的剖视图。

图4是表示使用中的一种传统炉壁水冷式板中的温度分布的一个剖视图。

图5是表示使用中一种本发明的炉壁水冷式板中的温度分布的一个剖视图。

图6是一个图表，表示用安装在一个D.C.电炉中的两个本发明的炉壁水冷式板代替两个原始安装的水冷式板时，每次填料时冷却水的热损失量，以及在其附近的两个原始安装的水冷式板的相应热损失量。

图7是一组图，表示在耐火砖插入槽之前的本发明炉壁水冷式板的剖视图，图7(a)表示一种形成有直线状槽的水冷式板，图7(b)表示一种形成有锥形槽的水冷式板。

图8是一组图，表示本发明的炉壁水冷式板的剖视图，图8(a)表示固定在直槽中的耐火砖，图8(b)表示固定在锥形槽中的耐火砖。

图9是一个剖视图，表示设置在电弧炉中的本发明的一个炉壁水冷式板。

图10是本发明的用于电弧炉顶的一个水冷式板的垂直剖面图。

图11是一个平面图，表示本发明的由板形成的一个炉顶的一部分。

图12是本发明的由板形成的一个炉顶的垂直剖面图。

图13是一传统电弧炉的垂直剖面图。

图14是一传统水套型炉顶的垂直截面图。

实施发明的最佳方式

现在将参照附图对用于电弧炉的壁部和顶部的本发明的水冷式板进行说明。

图1-3表示用在一电弧炉的壁部和顶部中的一个水冷式板1，其为本发明的一个实施例。水进/出管4、多行耐火砖2及安装在多行耐火砖2之间的一个整体式冷却水管3嵌在一个铸件中。冷却水管3和炉内侧的水冷式板本身1的铸件表面之间的距离较短。因此，能有效地冷却炉内侧的铸件表面。

在炉内侧，嵌入水冷式板1中的耐火砖2从铸件表面向炉内部突出。因此，炉内侧的水冷式板表面是不规则的。其允许炉渣和其它炉熔融物6牢固地粘附在水冷式板1的表面。粘附的炉渣和其它炉熔融物6通常具有和嵌在水冷式板1中的耐火砖2同等的绝热性，因此能保护水冷式板1并有助于减少热量损失。

嵌入水冷式板1中的耐火砖2形成有锥形部分8，以使其炉内侧的端部宽度小于炉内侧的相对侧处的端部宽度，从而水冷式板1咬入耐火砖2并防止它们脱落。由于炉中的热负载，耐火砖2会达到高温而且由于其外端(在炉内侧的相对侧)被水冷式板1的铸件约束而使热应力增加。因此，将应力特别集中的耐火砖外端拐角修圆以消除热应力。

陶瓷纤维、玻璃棉或其它缓冲材料7被包在耐火砖2嵌入水冷式板1中的部分周围以吸收铸件和水冷式板1的耐火砖2的热膨胀，并减轻作用在铸件和耐火砖2上的压缩应力。

炉内侧的水冷式板1的表面局部形成有脊5。脊5和从水冷式板1的表面向炉内部突出的耐火砖2的部分的作用相同。当突出在炉内侧的耐火砖2的端部受进入电弧炉中的碎片的撞击作用而被撞掉时，脊5代替炉内侧上的耐火砖2的突出端工作以稳固地保持炉渣和其它炉熔融物6。参考标号9代表一个监控炉内表面温度的热电偶。

本发明中用于电弧炉壁的铸铁水冷式板安装在实际工厂中的一个电弧炉中。该电弧炉最初装有在炉内壁没有耐火材料的多块钢管件结构水冷式板。其中两块板被本发明的电弧炉壁水冷式板代替，并且比较冷却水的热损失量。安装热电偶是为了测量在炉内侧处的水冷式板的铸铁表面温度。在两种类型的水冷式板工作期间，每次装料由冷却水带走的热量如图6所示。通过本发明的电弧炉壁水冷式板所产生的冷却水热损失量约为通过原始安装的水冷式板造成的损失的一半。在炉内侧的本发明中水冷式板的表面温度不会达到700℃，该温度为水冷式板的铸铁结构中的变化开始的温度。即使在经过了1000次的装料后，水冷式板1的铸件不会产生结构变化，而且嵌在水冷式板中的耐火砖也未受到磨损、脱落或类似情况。

传统结构的水冷式板的铸铁或铸钢在炉内侧的表面处达到1000℃左右(见图4)，而本发明板的铸铁在炉内侧的表面温度为700℃或更低(见图5)。就铸铁或铸钢而言，临界点在700℃附近。在温度超过临界点时会发生结构变化和强度的降低。由于本发明的水冷式板使炉内侧的铸件的表面温度保持在700℃或更低，因此可以防止结构变化和伴随的磨损。而且，由于其增强的冷却能力，通过降低炉内侧的耐火砖端部处的温度可以延长耐火砖的使用寿命。

本发明的其它实施例如图7所示。在这些用于电弧炉的壁和顶部的水冷式板1的实施例中，与水进/出管4一体形成的冷却水管3嵌在用于插入耐火砖2的多行槽10之间。冷却水管3和水冷式板1的铸件内表面间的距离较短。因此，能有效冷却炉内侧的铸件表面。

形成在水冷式板1中用于插入耐火砖2的槽10可以形成直线状，也就是使得槽10在炉内侧端部处的宽度a与炉内侧相对侧处的端部宽度b相同(a=b)，如图7(a)所示，或者将其制成锥形，也就是槽10在炉内侧端部处的宽度a比炉内侧相对侧处的端部宽度b小(a＜b)，如图7(b)所示。因此，能方便地替换遭受氧化磨损或碎片撞击所造成的机械损伤的耐火砖2。

如图8(a)和图8(b)所示，插入水冷式板1的槽10中的耐火砖2从炉内侧相对侧的端部处的铸件表面突出，而且突出部分被金属紧固件11支承并固定，紧固件11通过螺栓14固定在与炉内侧相对的水冷式板侧。因此防止了耐火砖在炉内侧的相对侧由于电弧炉的振动等原因而脱落。

当将槽10制成锥形时，插入水冷式板1的槽10中的耐火砖2被槽10咬合并防止掉到炉内侧。当槽10是直线状时，炉内侧的相对侧的耐火砖的突出部分形成有多个槽12，而且金属紧固件11形成有多个突起13，这些突起装配在槽12中以固定耐火砖2并防止它们掉到炉内侧。

另外，当槽10是直线状时，槽12可以在耐火砖2突出方向上以多行形式形成在耐火砖2中。然后，通过根据它们的磨损情况适当地向炉内侧压耐火砖2，而后将金属紧固件11的突起13装配到槽12中，不用替换耐火砖2就可以在开始使用时，将水冷式板1迅速恢复到初始状态。

插入水冷式板1的槽10中的耐火砖2被插入，以便它们在炉内侧的端部从水冷式板1的铸件表面向炉内部突出。因此炉内侧的水冷式板1的表面是不规则的，因此如图9所示，炉渣和其它炉熔融物6能牢固地粘附。粘附的炉渣和其它炉熔融物6通常具有和耐火砖2等同的绝热性，并因此保护水冷式板1并有助于减少热损失。

陶瓷纤维、玻璃棉或其它这样的缓冲材料7被包在耐火砖2插入水冷式板1的槽10中的部分周围，以吸收铸件和水冷式板1的耐火砖2的热膨胀，并减轻作用在铸件和耐火砖2上的压缩应力。

炉内侧的水冷式板1表面局部形成有脊5。脊5和被插入的耐火砖2的作用相似。因此它们在炉内侧的端部从水冷式板1的铸件表面向炉内部突出。当突出在炉内侧的耐火砖2端部被磨掉时，耐火砖2被向内压缩。换句话说，炉渣和其它炉熔融物6被脊5而不是耐火砖2的突出部分牢固固定，直到耐火砖2被替换。

现在将解释炉顶水冷式板。

图10是本发明中用于电弧炉顶的一种水冷式板的垂直剖面图。铸铁用作所示实施例中铸件的基体。水冷式板1具有嵌在铸铁15中的耐火砖2。每个耐火砖2从炉内侧的铸铁15突出，而且其在炉内侧的端部形成一个火焰形状，该形状比铸铁炉内侧表面处的中间部分宽度大，以便于在炉渣收集器16的协助下可靠地使炉渣和其它炉熔融物6粘附到炉顶的炉内侧。另一方面，耐火砖2嵌在铸铁15中的部分形成与炉内侧端部大约相同的尺寸，以便防止其从铸铁15中脱落并促进耐火砖2和铸铁15之间的热传导。因此耐火砖2最好具有和滑轮相同的截面形状。例如，用具有高抗裂度的镁氧碳(magnesia carbon)为耐火砖2的材料。

用于使冷却水通过的一个冷却水管3被嵌在铸铁15中。具有一种能收集炉渣的形状的金属炉渣收集器16例如通过埋置被安装在铸铁15的炉内侧，以使炉渣和其它炉熔融物6粘附到炉顶的炉内侧。使炉渣牢固地粘附到炉顶降低了炉内侧上炉顶表面的温度。

图11是一个平面图，图12是一个垂直剖面图，表示由本发明的板形成的炉顶的一部分。水冷式板1是扁平的并形成截顶扇形形状，因此在炉中央处的边比在炉周边处的边短。板1连续设置在一个环中，从而使一个电极插孔17形成在中部。水冷式板1由一个框架20支承。一个炉顶可以通过设置平板而制造。因此，制造和安装均易于传统式圆锥炉顶的制造和安装。

每个水冷式板1可以具有嵌在其中的一个连续蛇形冷却水管3。换句话说，如图11和图12所示，可以采用这样一种结构，其中独立的冷却水管3被埋置在水冷式板1中，每个冷却水管3的冷却水进口18和冷却水出口19直接连接到不同的母管20，而且母管20相互连接。与需要大量弯曲工序的蛇形冷却水管3的情况相比，用较少的生产工序就能实现冷却水管3和母管20的这种连接。因此，可获得不昂贵的水冷式板1。

具有前述结构的本发明的电弧炉壁部和顶部水冷式板提供了下述作用：

(1)由于用于一个电弧炉壁或顶部的水冷式板暴露在电弧辐射的热量和高温气体下，传统的作法是埋置耐火砖，使砖的一个端部暴露在炉内侧，并将冷却水管埋入在耐火砖的暴露部，即与炉内侧相对的耐火砖侧。相反，在本发明中，冷却水管安装并埋置在多行耐火砖之间。因此，冷却水管和水冷式板的铸件及砖块表面(炉内侧的表面)之间的距离较短，而且炉内侧的铸件和砖块表面能被有效地冷却。

(2)由于本发明的水冷式板使其冷却水管设置在耐火砖之间，因此，与传统具有埋置的耐火砖和冷却水管的水冷式板相比，能将其制成更薄和更轻。由于水冷式板具有减小的厚度，所以可增大一具有规定尺寸的电弧炉的体积或者减小一具有规定体积的电弧炉的尺寸。由于重量减少的缘故，可以降低水冷式板的成本。由于对于材料成本来说，铜铸件比铁铸件贵的多，因此当使用一个铜铸件时，重量减少会导致非常显著的成本降低。

(3)本发明的水冷式板能使炉渣和其它炉熔融物稳固地粘附在其表面，这是因为其在炉内侧的表面是不规则的，不规则是由于炉内侧上嵌入的耐火砖端部从板本身的铸件表面向炉内侧突出。粘附的炉渣和其它炉熔融物通常具有和嵌入在水冷式板中的耐火砖同等的绝热性，因此能保护水冷式板并有助于降低热量损失。

(4)在本发明中，将嵌入水冷式板中的耐火砖制成锥形，以使其炉内侧的端部宽度比炉内侧的相对侧处的端部宽度小，从而构成板本身的铸件能咬合耐火砖并防止它们脱落。

(5)在本发明中，耐火砖在炉内部的相对侧的端部的拐角被倒圆以消除热应力，而且将缓冲材料包在耐火砖周围。因此，能吸收水冷式板的铸件和耐火砖的热膨胀，而且减轻作用于铸件和耐火砖上的压缩应力。

(6)在本发明中，炉内侧的水冷式板的表面局部形成有突出的脊。脊和耐火砖的作用相同，耐火砖在炉内侧的端部从水冷式板的铸件表面向炉内部突出。特别是，当在炉内侧突出的耐火砖的端部被填充到电弧炉中的碎片的撞击作用而被撞掉时，脊代替炉内侧上的耐火砖的突出端工作以牢固地保持炉渣和其它炉熔融物。

(7)在本发明中，用于将耐火砖插入水冷式板中的的槽形成直线状，以使炉内侧端部处的宽度和炉内侧的相对侧处的端部的宽度相同，或者槽被制成锥形，以使炉内侧端部处的宽度比炉内侧的相对侧处的端部宽度小。端面受到氧化磨损或碎片撞击而产生的机械磨损的耐火砖能被容易地替换，因此，能延长水冷式板的使用寿命。而且，当槽为直线状时，沿耐火砖突出方向以多行形式设置在炉内侧的相对侧的耐火砖中形成多个槽。因此，通过根据它们的磨损情况适当地向炉内侧压耐火砖，然后将金属紧固件的突起装配入这些新的槽中，不用替换耐火砖就可以在开始使用时将水冷式板迅速恢复到初始状态。当将用于插入耐火砖的槽被制成锥形时，由于耐火砖被槽咬合而防止耐火砖掉到炉内侧，而当用于插入耐火砖的槽被制成直线状时，也防止了耐火砖掉到炉内侧，这是由于设置在金属紧固件中的多个突起装配入设置在炉内侧的相对侧的耐火砖的突出部分中的多个槽中，从而固定了耐火砖。

(8)在本发明中，耐火砖被插入水冷式板的槽中，以便它们在炉内侧的端部从水冷式板的铸件表面向炉内部突出。因此炉内侧上的水冷式板表面是不规则的，所以炉渣和其它炉熔融物能牢固地粘附到水冷式板的表面。粘附的炉渣和其它炉熔融物通常具有和耐火砖等同的绝热性，并因此能保护水冷式板并有助于减少热损失。

(9)在本发明中，缓冲材料被包在耐火砖插入水冷式板中的部分周围，以吸收铸件和水冷式板的耐火砖的热膨胀，从而减轻作用在铸件和耐火砖上的压缩应力。

(10)在本发明中，炉内侧的水冷式板的表面局部形成有脊。脊和被插入的耐火砖的作用相同，因此它们在炉内侧的端部从水冷式板的表面向炉内部突出。特别是，当突出在炉内侧的耐火砖的端部已经被氧化或受碎片撞击而磨损时，耐火砖被向内压缩。换句话说，炉渣和其它炉熔融物被脊而不是被耐火砖的突出部分牢固地固定，直到耐火砖被替换为止。

(11)在本发明中，水冷式炉顶的表面温度通过炉渣到耐火砖和碎屑收集器的稳固粘附而被降低。因此，与传统的水冷式板相比，能可靠降低被冷却水带走的热量，并延长水冷式炉顶的使用寿命。另外，水冷式炉顶由平板制成，而且母管相互连接。由于这使得水冷式顶部更易于制造和安装，所以能得到一种不昂贵的水冷式炉顶。

工业实用性

可以提供这样一种用于电弧炉壁和项部的水冷式板，其能降低热量损失，降低冷却水供给所需的能量，并使该炉的使用寿命等于或大于在炉内侧没有耐火砖的焊接钢板结构，钢管件结构，铜铸件结构或焊接铜板结构的水冷式板寿命。

Claims (16)

1．一种用于安装在一个电弧炉壁部和顶部的铸铁、铸钢或铜铸件型水冷式板，所述用于电弧炉的壁部和顶部的水冷式板包括：在被嵌在铸件中时，以规则间隔的多行布置以使其端部暴露于炉内侧的耐火砖，至少一个安装在所述耐火砖的行之间的冷却水管。

2．根据权利要求1所述的用于电弧炉壁部和顶部的水冷式板，其特征在于：所述耐火砖被埋置，其在炉内侧的端部从所述铸件表面突出。

3．根据权利要求1或2所述的用于电弧炉壁部和顶部的水冷式板，其特征在于：所述耐火砖被制成锥形，以使其在炉内侧的端部宽度小于在炉内侧的相对侧的端部宽度。

4．根据权利要求1至3中任一权利要求所述的用于电弧炉壁部和顶部的水冷式板，其特征在于：所述耐火砖可以在与炉内侧相对侧的端部形成有圆角。

5．根据权利要求1至4中任一权利要求所述的用于电弧炉壁部和顶部的水冷式板，其特征在于：缓冲材料设置在所述耐火砖和所述铸件的接触表面之间。

6．根据权利要求1至5中任一权利要求所述的用于电弧炉壁部和顶部的水冷式板，其特征在于：所述炉内侧上的铸件表面局部形成有脊。

7．一种用于安装在一个电弧炉的壁部和顶部的铸铁、铸钢或铜铸件型水冷式板，所述用于电弧炉的壁部和顶部的水冷式板包括：多个以规则间隔的行设置、用于从炉内侧的相对侧插入耐火砖的槽，和至少一个安装在所述槽的行之间的冷却水管。

8．根据权利要求7所述的用于电弧炉壁部和顶部的水冷式板，其特征在于：用于插入耐火砖的所述槽成直线状，以使炉内侧端部处的宽度和炉内侧的相对侧处的端部宽度相同。

9．根据权利要求7所述的用于电弧炉壁部和顶部的水冷式板，其特征在于：用于插入耐火砖的所述槽被制成锥形，以使炉内侧端部处的宽度小于炉内侧的相对侧处的端部宽度。

10．根据权利要求7至9中任一权利要求所述的用于电弧炉壁部和顶部的水冷式板，其特征在于：插入所述槽中的耐火砖在炉内侧的相对侧的端部处从铸件表面突出，并被设置在与炉内侧相对的水冷式板侧的金属紧固件固定。

11．根据权利要求7、8、9、10中任一权利要求所述的用于电弧炉壁部和顶部的水冷式板，其特征在于：插入所述槽中的耐火砖在炉内侧的相对侧的突出部分设有多个凹槽，设置在与炉内侧相对的水冷式板侧的所述耐火砖的金属紧固件设有多个突起，而且通过将金属紧固件中的突起装入耐火砖突出部分中的槽中，以将耐火砖固定。

12．根据权利要求7至11中任一权利要求所述的用于电弧炉壁部和顶部的水冷式板，其特征在于：插入所述槽中的耐火砖被固定，其在炉内侧的端部从所述铸件表面突出。

13．根据权利要求7至12中任一权利要求所述的用于电弧炉壁部和顶部的水冷式板，其特征在于：所述缓冲材料设置在所述耐火砖之间及所述耐火砖和所述铸件的接触面之间。

14．根据权利要求7至13中任一权利要求所述的用于电弧炉壁部和顶部的水冷式板，其特征在于：所述炉内侧的铸件表面局部形成有脊。

15．一种构成为铸件型板的用于电弧炉顶的水冷式板，其具有多块耐火砖和一个或多个嵌在铸铁、铸钢或铜铸件中的供冷却水通过的冷却管，所述板包括从炉内侧的铸件突出的耐火砖及设置在炉内侧的铸铁表面的炉渣收集器，突出在炉内侧的每块耐火砖的端部和其嵌在铸铁、铸钢或铜铸件中的部分具有一种比中间部分的宽度大的形状，所述炉渣收集器用以保存粘附到炉顶的炉渣。

16．根据权利要求15所述的用于电弧炉的水冷式顶部，其特征在于：所述用于电弧炉顶部的水冷式板连续设置在一个环形框架上，以在中部形成一个电极插孔。

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