CN203216288U

CN203216288U - 一种大型镍铁电炉长寿用埋双层管铸铜水套

Info

Publication number: CN203216288U
Application number: CN 201320162856
Authority: CN
Inventors: 阮俊达
Original assignee: SHAOXING SHUGUANG MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2023-04-03

Abstract

本实用新型涉及一种大型镍铁电炉长寿用埋双层管铸铜水套，属于铜水套结构改进的技术领域，包括弧形铜材壁体，弧形铜材壁体内预埋有上冷却管道、下冷却管道，且上冷却管道与下冷却管道相互上下平行设置，弧形铜材壁体的两端口上均安装有拱脚，且拱脚向弧形铜材壁体的外圆弧面外延伸出去，上冷却管道的进水导管、出水导管分别由弧形铜材壁体两端的拱脚端面上延伸出，下冷却管道的进水导管、出水导管分别由弧形铜材壁体两端的拱脚端面上延伸出。本实用新型能有效延长大型镍铁电炉的使用寿命。

Description

一种大型镍铁电炉长寿用埋双层管铸铜水套

技术领域

本实用新型涉及一种大型镍铁电炉长寿用埋双层管铸铜水套，属于铜水套结构改进的技术领域。

背景技术

我们国家现代化红土镍矿冶炼镍铁技术处于快速发展阶段，由于红土镍矿含镍量在1.5-2%左右，采用高炉冶炼焦比过高，渣量大，硫、磷等有害杂质含量偏高，生产成本较高，产品附价值低。采用鼓风炉冶炼需烧结成块状，矿石适用性差，对镁的含量要求很高，不能处理粉矿，对环境不友好且能耗大，该两种冶炼工艺在激烈的市场竞争下正逐渐退出历史舞台。生产成本和环保的压力，近年来国内兴起建设大型镍铁电炉直接还原冶炼红土镍矿生产镍铁合金工厂。因该工艺不用焦炭，原料适应性比广泛，镍铁电炉出来镍含量在20%-30%左右，可生产出氧化镍、镍梳、镍铁等中间产品，其中镍硫、氧化镍可供镍精炼厂使用，以解决硫化镍原料不足的问题。同时镍铁可直接浇铸普通不锈钢管和轧制不锈钢薄板，省去转炉精炼兑铁水工序，与传统工艺相比非常节能、环保及降低生产成本。大型镍铁电炉烟气余热可回收用于烘干矿粉或者发电，且经过烟气脱硫满足环保要求后才排放，炉渣水淬后成为建筑工业原材料，烘干烟气余热回收蒸汽，整个过程产中，全封闭循环利用。该工艺是以低成本高效率地生产镍铁合金。但是该工艺普遍存在问题就是设备寿命短，一般在6-12个月就得大修更换炉衬耐火材料。主要原因是红土镍矿火法炼，炉温高达1600℃-1650℃，且镍铁的比重大，渣量大高温下炉渣流动性好，冶炼过程中，金属溶液冲刷炉衬液线耐火砖，久而久之炉衬就形成腰鼓形导致炉衬坍塌或穿透炉衬产生镍铁水泄漏，存在较大的安全隐患。所以当炉衬损坏到一定程度时，就必须停炉大修，更换损坏的耐火砖，以确保电炉的安全运行。一座大型镍铁电炉更换一次耐火砖耗资上千万，停产耗时1个月左右，频繁的大修和检修，对企业的生产经营影响极大，限制该新兴工艺的推广，因此延长大型镍铁电炉炉体寿命技术已成为红土镍矿还原冶炼镍铁合金的核心技术，也是红土镍矿冶炼企业急需要解决的课题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能有效延长大型镍铁电炉使用寿命的大型镍铁电炉长寿用埋双层管铸铜水套。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种大型镍铁电炉长寿用埋双层管铸铜水套，包括弧形铜材壁体，弧形铜材壁体内预埋有上冷却管道、下冷却管道，且上冷却管道与下冷却管道相互上下平行设置，弧形铜材壁体的两端口上均安装有拱脚，且拱脚向弧形铜材壁体的外圆弧面外延伸出去，上冷却管道的进水导管、出水导管分别由弧形铜材壁体两端的拱脚端面上延伸出，下冷却管道的进水导管、出水导管分别由弧形铜材壁体两端的拱脚端面上延伸出。

作为上述方案的进一步设置，所述拱脚与弧形铜材壁体的外圆弧面之间设置有加强筋板，加强筋板上开设有安装孔，以加强强度，防止变形。

所述的弧形铜材壁体、拱脚、加强筋板之间为整体式结构。

所述上冷却管道位于弧形铜材壁体内的部分呈弧形设置，并与弧形铜材壁体的弧形一致；下冷却管道位于弧形铜材壁体内的部分呈弧形设置，并与弧形铜材壁体的弧形一致。

本实用新型采用上述技术方案后，上冷却管道、下冷却管道均采用T2铜管弯制而成，双层冷却管道上下平行布置，管中心距控制在120mm。铸造过程中利用石墨制作铸型，在铸型上设置阶梯浇注系统，使浇注的铜水能梯次快速充满型腔结晶，实现埋双层纯铜管铸铜水套一次铸造成型，智能设备控制浇注温度使铜管外表面与浇注铜水熔合，而且保留一定的壁厚的完整铜管，产品试压≥3.0Mpa。当产品在长期使用过程中，特别是炉墙耐火材料脱落完后，高温液态熔渣反复升降周期作用下，此时由于埋双层管铸铜水套具有很好的导热性能，在脱落的耐火砖表面快速生成渣皮，形成新的自保炉衬，延长大型镍铁电炉使用寿命。

本实用新型为了节省投资成本，在结构设计上也进行了创新，双层管根据炉型结构设计弧度，上下平行布置，减薄了壁体厚度，在与炉壳连接处设计两条腿（即拱脚），安装时使弧形铜材壁体内圆弧面直接和液态金属溶液接触，更好发挥本实用新型的冷却能力，减少铜的用量。与原大型镍铁电炉全部耐火砖炉墙结构相比（原炉墙厚1.3米，采用本实用新型后炉墙减薄至0.36米），在冶炼炉壳不变的前提下，采用本实用新型后有效工作容积可增加20%左右，同时与轧制钻铜水套相比可减少150%用铜量，为投资者带来显著的经济和社会效益。

总之，本实用新型采用上述技术方案后，制造出的埋双层纯铜管铸铜水套不仅冷却性能好，抗热震性能好，防漏性能好，而且设备有效工作容积利用率高，使用投资成本低，使用寿命长，为大型镍铁电炉直接冶炼红土矿生产镍铁工艺奠定了基础。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的左视结构示意图；

图3为图1的俯视结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本实用新型一种大型镍铁电炉长寿用埋双层管铸铜水套，包括弧形铜材壁体1，弧形铜材壁体1内预埋有上冷却管道3、下冷却管道2，且上冷却管道3与下冷却管道2相互上下平行设置，弧形铜材壁体1的两端口上均安装有拱脚9，且拱脚9向弧形铜材壁体1的外圆弧面外延伸出去，上冷却管道3的进水导管6、出水导管7分别由弧形铜材壁体1两端的拱脚9端面上延伸出，下冷却管道2的进水导管4、出水导管5分别由弧形铜材壁体1两端的拱脚9端面上延伸出。拱脚9与弧形铜材壁体1的外圆弧面之间设置有加强筋板8，加强筋板8上开设有安装孔10。弧形铜材壁体1、拱脚9、加强筋板8之间为整体式结构。

上冷却管道3位于弧形铜材壁体1内的部分呈弧形设置，并与弧形铜材壁体1的弧形一致；下冷却管道2位于弧形铜材壁体1内的部分呈弧形设置，并与弧形铜材壁体1的弧形一致。上冷却管道3、进水导管6、出水导管7、下冷却管道2、进水导管4、出水导管5的截面孔型均呈圆状。

本实用新型的制造过程如下：

本实用新型的带有进水导管6、出水导管7的上冷却管道3和带有进水导管4、出水导管5的下冷却管道2均选用Ø42×6整根热挤压T2铜管按炉型弧度制作胎膜弯制而成。弯制好的铜管经精抛处理，埋管采用管卡定位，2根铜管平行预埋在石墨铸型内，在铸型中设置补缩通道和阶梯浇注系统。然后将配好型箱推进烘房快速升温至400±5℃保温3小时，出烘房后，将炉前化验含Cu≥99.8%的铜水，浇注温在1125±3℃通过浇注系统注入型箱内；等铸件凝固后开箱清理铸件，切割冒口再机加工毛坯面。本实用新型所有构件采用一次性铸造成型，降低生产成本。由于预埋管和壁体为同种材料热膨胀系数一样，使用时具有很好的防止进出水管根部裂纹漏水性能。

为了进一步提高本实用新型的适用性，上冷却管道3、下冷却管道2、弧形铜材壁体1的圆弧大小可以根据炉用户炉型需要设计，方便旧炉原地改造，减少设备成套设备投资。

上述实施例仅用于解释说明本实用新型的发明构思，而非对本实用新型权利保护的限定，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种大型镍铁电炉长寿用埋双层管铸铜水套，其特征在于：包括弧形铜材壁体，弧形铜材壁体内预埋有上冷却管道、下冷却管道，且上冷却管道与下冷却管道相互上下平行设置，弧形铜材壁体的两端口上均安装有拱脚，且拱脚向弧形铜材壁体的外圆弧面外延伸出去，上冷却管道的进水导管、出水导管分别由弧形铜材壁体两端的拱脚端面上延伸出，下冷却管道的进水导管、出水导管分别由弧形铜材壁体两端的拱脚端面上延伸出。

2.如权利要求1所述的一种大型镍铁电炉长寿用埋双层管铸铜水套，其特征在于：所述拱脚与弧形铜材壁体的外圆弧面之间设置有加强筋板，加强筋板上开设有安装孔。

3.如权利要求2所述的一种大型镍铁电炉长寿用埋双层管铸铜水套，其特征在于：所述的弧形铜材壁体、拱脚、加强筋板之间为整体式结构。

4.如权利要求1所述的一种大型镍铁电炉长寿用埋双层管铸铜水套，其特征在于：所述上冷却管道位于弧形铜材壁体内的部分呈弧形设置，并与弧形铜材壁体的弧形一致；下冷却管道位于弧形铜材壁体内的部分呈弧形设置，并与弧形铜材壁体的弧形一致。