TW436602B - A water-cooled panel for the furnace wall and furnace roof of an electric arc furnace - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 436602 A/ B7 五、發明說明（1 ) [技術領域] 本發明’係關於設在電弧爐之爐内的爐壁及爐蓋用水 冷嵌板：其中該電弧爐係用於金屬材料之熔解、熔融金屬 之提煉者。 [技術背景] 直到1970年代前半為止，用於金屬材料之熔解和熔融 金屬之提煉的電弧爐，係將耐火物内襯於爐體之鐵皮内側 ，並將拱形耐火物用於爐蓋之圓形金屬枢（稱呼爐蓋框）之 内側。然而，從1970年代後半開始，隨著用於爐體及爐蓋 之耐火物之損耗量顯著地增大，而耐火物之增加成本及用 來補修耐火物之停歇時間之增加成為須解決之課題♦ 為了解決此等問題，以便提供耐火物之壽命，且將電 弧爐之熱效率之降低抑止於最小限度，而提案有一種將冷 卻水配管及碑鑄袠於鑄鐵或銅鑄物之爐體用冷卻器（實開 昭49·118635號公報）》然而，在其冷卻構造方面，由於構 成冷卻器本體之上述鑄鐵鑄器之爐内側表面溫度達到1〇〇〇 °c ’而在數百一千電荷之使用下’產生因熱應力而引起之 裂紋及隨鑄器之組織變化而造成之脆弱化，在此等現象之 進行中使鑄器損耗之同時，產生鑄裹之紅磚脫落等問題， 且也有在鑄器表面所產生之裂紋傳至冷卻水配管，以致產 生漏水之問題。又’關於銅缚器方面，由於展延性比前述 鑄鐵鑄器還高且不會產生組織變化，而不會快速地產生損 耗及裂紋。然而，由於碑被鑄裹於嵌板之爐内側，配管被 配置在红碑之背面’而導致红磚之爐内側端面之溫度變為 本紙張尺度適用中固固家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — — — — — — — — — ^ * — — — — — — — » t%t — I I I i I J— I I ! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 A7 B7 經濟部智慧財產局昊工消費合作杜印製 五、發明說明（ 高溫，產生了紅碑快速地損耗等之問題。又，由於嵌板本 體之厚度變厚而重量變重，材料成本遠比鑄鐵高昂之銅鑄 器便成為特別高價之鑄器。 又，為了解決此等問題，而提案有_種使銅、鋁等之 低融點金屬向半控方向分咬地鑄入於冷卻水配管之周圍， 以提高冷卻能力之同時防止鑄器表面所產生之裂紋傳播之 方法（實用昭56-29798號公報）。如依此方法的話’在計算 上構成冷卻器本體之鑄器的爐内側面溫度應可抑制於5〇〇 °C左右。然而’若在爐渣不附著或不易附著於鑄器表面等 之高熱負荷之地方設置冷卻器時，表面溫度則變成達到 1000 C以上’以致無法解決鎮器之組織變化、裂紋等之問 題’而且由於在冷卻水配管之周圍鎮入一種與冷卻器本體 之材質不同之低融點金屬而存在著使製造工程變為複雜、 成本上升等之問題。 由於這種鑄器之組織變化、裂紋蓴問題，而導致這種 構成之鎮器製冷卻器來廣泛地普及應用，到了現在，通常 ’乃使用爐内兩側不具耐火材料之鋼板焊接構造、鋼製配 管構造、銅鑄器或銅板焊接構造之冷卻器，即所謂之水冷 嵌板，藉此，也在大型化、大電力化之電弧爐方面，對於 耐火物之消耗之削減，發揮了效果（特開昭51-97506號公 報、特開昭56-66680號公報及實開昭56-45 800號公報）。 又’關於電弧爐之爐蓋，為使耐久性增加而從以往即 有各種之提案。第13圖為習知電弧爐之縱斷面圖；其在電 弧爐之爐殼21之上部，開閉自如地設置一具有供電極22插 本纸張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210* 297公釐） I n n n n I a— n n n I {請先閲讀背面之iis事項再填寫本頁) 7 A7 B7 436 6 〇2 五、發明說明（3 > 通的電極插進口 16之耐火物製爐蓋23 »此耐火物製爐蓋23 由於在運轉時受高熱而熔解損耗，而必需更新爐蓋，以致 變成了高成本。於是’在特開昭53-107729號公報中，如 第14圖之爐蓋縱斷面圖所示，揭露了：除了具有供電極22 插通之電極插進口 16之反圓雜形之部分以外，將其餘爐蓋 之全部作成鋼扳製’在其内部形成螺旋形通路24以作成水 冷套管爐蓋25，在水冷套管壚蓋25之爐内側則設置一具有 使輻射熱反射之性質的高熱導率之金屬膜26,藉以增加耐 久性之事。 然而，依照如上述之鋼板製水冷套管式爐蓋，其隨著 重覆電弧爐之運轉而在鋼板部分產生裂紋，時常發生從水 冷套管漏水之事。又，在爐壁和爐蓋使用有鋼板製水冷套 官方面’由冷卻水所造成之脫熱量占電弧爐所需要全能量 之大約10。/。’而且其一半為由爐蓋之冷卻水所造成之脫熱 。因此’在電弧爐之爐蓋方面也需要在不增加时火物消耗 量下’削減由冷卻水所造成之熱損。 又，於特開昭50-142709號公報中，提案有一種電弧 爐用爐蓋’其係使用有多數個鑄袠冷卻水配管及紅磚於鋒 鐵或銅鑄器等鑄器之冷卻器。然而，與前述爐體用冷卻器 一樣構成冷卻器本體之鑄器的爐内側表面溫度也達到了 i〇〇〇°c以上，所以在數百〜數千負荷之使用下，隨導因於 熱應力之裂紋及鑄器之組織變化而產生脆化，在它們之進 行下’產生鑄器受到損壞同時，鑄袠之紅碑損耗且脫落的 問題。再者，也有因在鑄器表面產生之裂紋傳播至冷卻水 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x297公釐） « 讀 背 面 之 注 * 事 項 再 ί，袭 頁 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 五、發明說明（4 ) 配管，而產生漏水之問題。 因此，關於爐蓋用冷卻器，也與爐體用冷卻器一樣， 雖遺留有鋼板或鋼製配管部分之裂紋，隨著而產生之漏水 等問題，一般仍使用鋼板焊接構造或鋼製配管構造之冷卻 器*即所謂之水冷嵌板。 在上述之技術方面，雖在爐内設置_種在爐内面側不 1 具耐火材料之鋼板焊接構造、鋼製配管構造、銅鑄器或銅 板焊接構造之水冷嵌板，藉此謀電弧爐之耐火物的消耗及 成本之削減’及用來修補耐火物之停歇時間之減低，但水 冷嵌板，因其爐内面側沒有耐火物，而需要用來保護嵌板 本體之多量冷卻水，以致存在著由冷卻水所造成之熱損和 用來供冷卻水之泵動力增加等之問題。為此，對於近來之 能量效率之提高、及對於用來防止地球溫暖化之二氧化碳 削減之要求正在升高之際，在電弧爐方面也需要一種不使 耐火物消耗量增加之狀態下，可削減由冷卻水所造成之熱 損及用來供給冷卻水之泵動力的水冷嵌板。 又’於將冷卻水配管及紅碑鑄袠於以往所提案之鋒器 的爐體用冷卻器（實用昭49-丨1863 5號公報）方面，存在著 隨導因之熱應力之裂紋及鑄器之組織變化而產生脆化，因 它們之進行而鑄器產生損耗之同時鑄裹之紅磚掉落等之問 題。又’關於銅铸器’雖不會隨導因於熱應力之裂紋及鋒 器之組織變化而產生脆化’但仍有紅碑爐内側端面不被冷 卻而快速地損耗等問題。 又，鑄裹於嵌板之耐火碑，雖藉著健全地維持鋒器而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公釐） — — — — — — —— — — — — — ·1111111 ^ ίιιι — lli (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 9 Α7 4 3 β 6 〇 2 ____Β7__ 五、發明說明（5 ) 完全消除掉落之發生，但即使在冷卻能力之加強後，耐火 磚之表面溫度也成為lootrc以上，而慢慢地進行高溫氛圍 氣下之耐火磚的氧化消耗，或者，也無法迴避因裝入碎鐵 時之碰撞.而造成之对火碑的機械性損耗。因此，當紅碑之 消耗進行到無法獲得導自冷卻水之熱損的削減效果時，有 必要卸下水冷嵌板本體來交換，且，在所交換之水冷嵌板 無法再施工耐火碑’因此存在著不得不廢棄之問題。 又，當把嵌板適用於電弧爐之爐壁及爐蓋時，在爐壁 方面乃穩定地保持爐渣等爐内附著物，較之水冷套管方式 之嵌板’更削減了由冷卻水所引起之損熱。然而，由於耐 火碑之爐内側端面之寬度作成小於爐外側端面之寬度、及 用來穩定地保持爐渣等爐内附著物之凸部為矩形型，而適 用於爐蓋時’爐渣等遽内附著物便向爐内側，即下方落下 ’難以穩定地保持。此爐渣等爐内附著物之絕熱作用頗大 ，在適用於爐蓋時，無法比對於爐壁之適用更穩定地消減 導自冷卻水之熱損。又，鑄袠於嵌板之紅碑暴露於爐内之 頻度變多，而存在著紅碑之損耗速度變快之問題。 [發明之揭露] 本發明，係為了解決這種課題而創作者，其目的係在 於提供一種電弧爐之爐壁及爐蓋用水冷嵌板，以便一面削 減熱損及用來供給冷卻水之動力，壽命也可確保跟在爐内 面側不具耐火材料之鋼板焊接構造、鋼製配管構造、銅鑄 器或鋼板焊接構造之水冷嵌板同等，或其以上。 本發明電弧爐之爐壁及爐蓋用水冷嵌板，係鑄鐵、鑄 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格<2]0 X 297公釐> I I I I . - I — I ----^ ---------1^--- - (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 10 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 _Β7 五、發明說明（6 ) 鋼或銅之鑄器製水冷嵌板者，其特徵在於：鑄褢有以一定 之間隔配置成其端面露出於爐内側的多數列耐火碑、及在 对火碑列間之冷卻水配管。 又，於前述構成，可鱗裹得使耐火轉之爐内側端面從 鑄器表物突出；可設置推祓（taper)俾使耐火碑之爐内側端 面之寬度小於反爐内側端面之寬度；可將耐火磚之反爐側 端面之拐角部形成®弧狀：可在耐火碑與鑄器之接觸面間 配置緩衝材料：及可將鋒器之爐内側表面之一部分形成凸 狀0 再者，本發明之另一特徵在於：於電弧爐之爐壁及爐 蓋用水冷嵌板，將用以從反爐内側插入耐火碑之縫隙以_ 定之間隔配置多數列，同時將冷卻水配營鑄襄起來設在縫 隙之列間，可採用以下之任一構成β即， 1) 將用來插入耐火碑之縫隙形成直線狀，以便爐内側 端面之寬度與反爐内側端面之寬度成為同一； 2) 或者，將該縫隙形成推拔狀，俾使爐内側端面之寬 度小於反爐内側端面之寬度； 3) 更且’使耐火磚之反爐内側端面從鑄器表面突出， 並藉一設在水冷嵌板之反爐内側面之安裝五金來固定； 4) 藉由設在耐火磚之反爐内側突出部的多數個凹部及 設在耐火碑之安裝五金的多數個凸部，來固定耐火轉； 5) 固定耐火磚之爐内側端面，使其從鑄器表面突出； 6) 在_火碑間及耐火碑與鋒器之接觸面間配設緩衝材 料； 本紙張尺度適用中國國家楳準（CNS)A4規格（2〗〇x297公爱） ί I II— I I I I I I I I * f I I I I I I «— — — — — — I— (請先Μίι背面之注意事項再填鸾本頁) 11 436 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（7 ) 7)將鑄器之爐内側表面之一部分形成凸狀。 再者，本發明電弧爐之爐蓋用水冷嵌板，係將多數個 耐火碑及冷卻水之流動用冷卻管鑄裹於鑄鐵、鑄鋼或銅鑄 器之嵌板者，其特徵在於：各耐火磚，其爐内側從鑄鐵突 出之同時，被鑄裹於耐火砗之爐内側端面及鑄鐵之部分則 形成為大於中央部之寬度的形狀；更且，在鑄鐵之爐内側 表面設有用來保持附著於爐蓋之爐渣的爐渣捕集器。又， 將前述構成之電弧爐之爐蓋用水冷嵌板，速續地排列在框 架上以配置成環狀，並在中央形成電極插入口也可。 [圖式之簡單說明] 第1圖係本發明爐壁用水冷嵌板之正面圓。 第2圈係本發明爐壁用水冷嵌板之切斷斷面圈。 第3圖為一切斷斷面圖，係顯示將本發明爐壁用水冷 嵌板裝配於爐壁之狀態。 第4¾為_切斷斷面圖，係顯示習知爐壁水冷嵌板之 使用時之溫度分布》 第5囷為一切斷斷面圖，係顯示本發明爐壁用水冷嵌 板之使用時之溫度分布。 第6圖係將本發明之爐壁用水冷嵌板適用於直流電漶 時的，由本發明爐壁用水冷嵌板與其周圍之已設水冷嵌板 的每一電荷之冷卻水所造成之熱量損失圖表。 第7圖係本發明之爐壁用水冷嵌板，顯示將耐火碑插 入於縫隙前之切斷斷面圖，其中，（a)係形成直線狀之縫 隙，（b)係顯示形成有推拔狀縫隙之水冷嵌板。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2丨Ο X 297公釐） • n I ί 1« K i ·1 β n i ϋ n n I k^i / I ΛΛ. N·^言 矣7 ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 12 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____B7 _ 五、發明說明（8 ) 第8圖係本發明之爐壁用水冷喪板，其中，（a)係將而寸 火碑插入直線狀縫隙中固定的狀態之切斷斷面圖，係 將耐火插入推拔狀缝隙中固定的狀態之切斷斷面園。 第9圖係將本發明之爐壁用水冷嵌板裝配於電弧爐之 切斷斷面圖。 第10圖係本發明電弧爐之爐蓋用水冷嵌板之縱斷斷面 圖。 第11圖為一平面囷’係顯示由本發明嵌板所形成之爐 蓋的一部分。 、第12圖係由本發明嵌板所形成的爐蓋之縱斷面圖* .第13圖係習知電弧爐之縱斷面囷。 第〗4圖係習知之水冷套管爐蓋之縱斷面囷。 [用以實施發明之最佳形態] 其次’根據圖式來說明有關本發明電弧爐之爐壁及爐 蓋用水冷喪板。 於第1圖〜第3圖，在本發明電弧爐之爐壁及爐蓋用之 水冷嵌物1方面’將同給排水配管4一體化的冷卻水配管3 設在对火磚2之列間，並加以禱袠起來，所以從冷卻水管3 至構成嵌板本體1之鑄器之爐内側表面為止之距離短，可 有效地冷卻铸器之爐内側表面。 鑄裹於水冷嵌板1之耐火碑2的爐内側端面，係從水冷 嵌板1之鑄器表面1向爐内方向突出。為此，水冷嵌板之爐 内側表面便成為凹凸狀，而可將爐渣内熔融物6穩定地附 著於水冷嵌板1之表面。所附著之爐渣等爐内熔融物6，則 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2J0 X 297公爱） u I ϋ n ϋ ·1 t « n Mi ^-^« n n «I t 線 (請先M讀背面之注意事項再填K本頁} 13 436 6 〇2 A? __B7 五、發明說明（9 ) 多具有與铸袠於水冷嵌板1之耐火碑2同等之絕熱性，可保 護水冷嵌板1之同時，使熱損變少。 铸袠於水冷嵌板1之耐火碑2，係設有推拔8俾使爐内 側端面之寬度小於反爐内側端面之寬度，使得耐火碑成為 嵌入水冷嵌板1之狀態’藉此防止耐火碑2之掉落。又，耐 火碑2’係在爐内之熱負荷下達到高溫，反爐内側端面因 而被構成水冷嵌板1之鑄器所拘束，而產生熱應力，因此 ’將特別集中應力之反爐内側端面之拐角部形成圓弧狀藉 以緩和熱應力。 在鑄袠於水冷嵌板1之耐火磚2之周圍，捲有陶瓷纖維 、玻璃絨等緩衝材7,藉以吸收用來構成水冷嵌板1之鑄器 及耐火碑2之熱膨脹，減輕作用於鑄器及耐火碑2之壓縮應 力。 水冷嵌板1之爐内側表面之一部分，形成有凸狀之突 起物5 ;突起物5 ·係發揮與其爐内側端面從水冷嵌板1之 表面向爐内方向突出之耐火碑2同樣之效果，若耐火磚2之 爐内側端面之突出部因裝入在電弧爐之碎鐵之碰撞而掉落 時’替代該耐火碑2之爐内側端面之突出部來穩定地保持 爐渣等爐内熔融物6。又，9為用來測定爐内側表面溫度之 熱電偶。 於實際裝置中’將本發明電弧爐之爐壁用鑄鐵製水冷 嵌板設置於電弧爐’在習知者之爐内面側不具耐火材料之 多數個鋼製配管構造之水冷嵌板中，將其中之二張更換為 本發明電弧爐之爐壁用冷水配管，比較由冷卻水所引起脫 熱量。為了測定水冷嵌板之鑄鐵之爐内側表面溫度而設置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（2丨0 X 297公釐） <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^--------訂----- 線r 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 14 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（10) 了熱對偶，其結果，由二種水冷嵌板運轉中之每一電荷之 冷卻水所引起之脫熱量’係如第6圖，為已設水冷嵌板之 大約一半’水冷嵌板之爐内側表面溫度則未達水冷嵌板之 铸鐵之組織變化開始進行之700°C。即使藉1 〇〇〇電荷以上 之適用’也不會產生嵌板本體1之鑄器之組織變化，也不 會產生鑄裹於水冷嵌板之紅碑的損耗、掉落等。 一方面’依照習知之構造’構造水冷嵌板之鑄鐵或鑄 鋼之爐内側表面溫度成為l〇〇〇°C (第4圖）；對此，在依據 本發明之水冷嵌板方面’鑄鐵側表面溫度則成為7〇〇«c以 下（第5圖）。若是鑄鐵和鑄鋼時，在70〇»c附近有變態點， 所以超出變態點的話會產生組織變化和強度之降低，但在 依據本發明之水冷嵌板方面*由於可將鑄鐵之爐内側表面 溫度抑制在700°C以下’而可防止組織變化及隨之而產生 之損耗。又’在冷卻能力之提高下，可降低耐.火碑之爐内 側端面之溫度’從而可使紅碑壽命延長。 ，又，在本發明之另一實施形態方面，如第7(a)、圖 所不，於電弧爐之爐壁及爐蓋用水冷嵌板1 ,將同給排水 配管4 一體化之冷卻水配管3設在用來插入耐火磚2之縫隙 10之列間，並予以鑄裹，所以從冷卻水配管3至用來構成 嵌板本體丨之鑄器之爐内側表面為止之距離短，可有效地 冷卻鑄器之爐内側表面。 用來插入設在水冷嵌板1之耐火砗2的縫隙]〇，係如第 7(a)圖所不，形成縫隙10之爐内側端面寬度a與反爐内側 端面寬度b成為同一（a=b)之直線狀，或如第8(a)圖所示形 \ ill — —— — —! * i — I — I 訂 — — —— — —— I -"5^ (請先Mit背*之^^•項褥填《本S > 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印 4356 02 Α7 ___ Β7 五、發明說明（11 ) 成縫隙10之爐内側端面寬度a成為小於反壚内側端面寬度 b(a< b)之推拔狀。為此，即使耐火磚2因機械性消耗（導 因於表面之氡化消耗和碎鐵之碰撞）而消耗掉，也可輕易 地交換耐火磚2 » 插入於水冷嵌板1之縫隙1〇之耐火碑2，係如第7(b)圖 、第8(b)圖所示’其反爐内側端面從鑄器表面突出，藉安 裝五金11(用螺栓14來固定於水冷嵌板1之反壚内側面）來 支持固定該突出物。為此，可藉電弧爐之振動等，來防止 耐火碑2掉落於反爐内側。 插入於水冷嵌板1之縫隙1 〇之耐火磚2，係將縫隙1 〇形 成推拔狀態，耐火碑2則成為嵌入於縫隙1〇之狀態，因而 不會向爐内側掉落。又，將縫隙1 0形成直線狀時，由於在 办ί火碑2之反爐内侧之突出部設有多數個凹部12，將設在 安裝五金11之多數個凸部13嵌入固定於凹部12中，所以可 防止耐火碑2向爐内側掉落。 再者’若將縫隙10形成直線狀時，藉著將耐火磚2之 凹部12向耐火磚2之突出方向設置多數列，而按照耐火碑2 之消耗狀態把耐火碑2塞進爐内側，將安裝五金11之*部13 喪入新凹部12中，藉此不需交換耐火碑2，即可在短時間 内使其復回水泠嵌板1之使用初期狀態。 將用來插&水冷嵌板丨之縫隙丨〇的耐火碑2插入該縫隙 10中’俾使爐内側端面從水冷嵌板1之鑄器表面向爐内側 $出。因此，水冷嵌板1之爐内側表面成為凹凸狀，而如 第9圖所示’可使爐渣等壚内熔融物6穩定地附著。所附著 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公爱） I ^ I--1 — — 訂—11-----"s^-4. (請先MJt背面之注意事項存填寫本頁'> 16 C--—4 --1— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7__ 五、發明說明（12) 可保護水冷嵌板1之同時，可使熱損變少。 在插入水冷嵌板1之縫隙的耐火磚2之周圍，盤繞陶免 纖維、玻璃絨等之缓衝材料7，藉此吸收構成水冷嵌板1之 鑄器及耐火磚2之膨脹，減輕作用於鑄器及耐火磚2之壓縮 應力。 又’在水冷嵌板1之爐内側表面之一部分，形成凸狀 之突起物5。此突起物5可發揮與耐火磚2(被插進成其壚内 側端面從水冷嵌板1之鑄器表面向爐内側突出）同樣之效果 :而消耗掉了耐火磚2之壚内側突出部時，該突起部則把 耐火碑2塞進。或者到交換為止之期間，替該爐内側突出 部，穩定地保持爐渣等爐内熔融物6。 其次’說明爐蓋用水冷嵌板。 第10圖係本發明電弧爐之爐蓋用水冷嵌板之縱斷面圊 ，是使用鑄鐵作為鑄器之基材的例者。嵌板〗，係在鑄鐵15 中缚入有多數個耐火碑2。各耐火碑2之爐内側，係自鑄鐵 15突出·’其係為了與爐渣捕集器16一併確實地保持該附著 於爐蓋爐内側之爐渣等爐内熔融物6，而將爐内側端面形 成從鑄鐵之爐内側面中央部的寬度擴大之形狀。一方面， 各耐火碑2，係為了防止鑄袠於鑄鐵15之部分從鑄鐵15掉 落之同時，謀求各耐火磚2與鑄鐵15之傳熱，而形成大致 與爐内侧端面相等之大小。因此，耐火磚2宜做成鼓起之 形狀。作為耐火磚2用者，例如可使用具有優異的耐剝 性之鎂碳質等。 在鑄鐵15内鋒裹有冷卻水流動用冷卻管3。更且， ----------I — II 1111111 ·1111111 I (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁》 17 正 Α7 Β7 五、發明說明（y 在鑄鐵15内鑄裹有冷卻水流動用冷卻管3。更且，在鑄 鐵15之爐内側，設有一藉鑄裹等來卡止爐渣之金屬製爐渣 捕集器，以便保持附著於爐蓋爐内侧之濾渣等爐内熔融物6 。使濾渣穩定地附著於爐蓋，藉此可降低爐蓋之爐内側表 面之溫度。 第11圖為一平面圖，係顯示由本發明之喪板所形成之 爐蓋的一部分；第12圖係該縱斷面圖*嵌板1，係形成平坦 狀，較之爐周邊側，爐中央側形成更短邊之扇形。其藉著 連續排列嵌板1而成為環狀；在中央也可形成電極插入口 17 。嵌板1，係由框架所支持著。由於可藉著排列平坦的蓋板 而將爐蓋形成平坦狀，所以較之習知之圊錐形爐蓋更容易 進行爐蓋之加工及施工。 鑄袠於嵌板1之冷卻管3，雖也可做成連績之旋管，但 如第11圖及第12圖所示，將鑄袠於嵌板1之冷卻管3分別獨 立地設置，各冷卻管3之冷卻水入口 18及冷卻水出口 19則分 別直接連接於集管20，進而將集管20彼此連提而成也可。 在此冷卻管3與集管20之連接下，較之由需要彆曲加工之多 數個集管而成之冷卻管3,更可削減加工量，可獲得廉價之 嵌板1。 具有上述構造之本發明電弧爐之爐壁及爐蓋用水冷嵌 板呈以下之效果》 (1)電弧爐之爐壁及壚蓋用水冷嵌板雖因暴露於來自 電弧之熱輻射及高溫氣體，而以往使耐火碑露出於爐内側 及使一端面露出於爐内側來鑄袠，同時將冷卻水管鑄入於 本紙張尺度適用ΐ國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公« ) (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 裝 訂-------.4 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 18 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 14 五、發明說明（） 耐火磚之外側即反爐内側，但在本發明方面，卻在耐火碑 之列間設置且鑄裹了冷卻水配管，因此從冷卻水至構成水 冷嵌板之鑄器及碑之爐内侧表面之距離變短，而變成可有 效地冷卻鑄器及磚之爐内側表面。 (2) 於依據本發明之水冷嵌板，由於把冷卻水配管配置 在耐火磚間，所以比鑄裹耐火碑及冷卻水配管之習知水冷 嵌板，更可謀薄型化及輕重量化。因此，可藉薄型化，使 g 電弧壚之爐容積變大，或者，確保同一爐容積時可使爐體 • 之大小變小之同時，藉輕重量化來削減水冷嵌板之成本，。 銅鱗器之材料費由於比鑄鐵更責，所以由輕重量化所獲致 之成本之削減在銅鑄器方面特為顯著。 (3) 於本發明，鑄袠於水冷嵌板之耐火碑，由於其爐内 側端面從鼓板本體之鎮器表面向爐内方向突出，所以水冷 嵌板之爐内側表面變為凹凸狀，可使爐渣等爐内熔融物穩 定地附著於水冷嵌板之表面。所附著之爐渣等内熔融物由 ^ 於多具有與.鑄袠於水冷嵌板之耐火碑相等之絕緣性，因而 可保護小冷嵌板之同時可使熱損變少。 (4) 於本發明，在鑄袠於水冷嵌板之耐火碑，設有推拔 ，俾使爐内側端面之寬度小於反爐内側端面之寬度，所以 耐火碑變成嵌入板本體即铸器申之狀態，可防止耐火磚之 掉落。 (5) 於本發明中，將财火碑之反爐内側端面之拐角部形 成圓孤狀以緩和熱應力之同時，吸收構成水冷嵌板之鎮器 及对火碑之熱膨脹，藉以減輕作用於鋒器及耐火磚之壓縮 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — — — —— — — — I- — — — — — — I— «Ilf — — — — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 43 6 6 0 2 A7 ___B7___ 五、發明說明（15) 應力。 (6) 於本發明，在水冷嵌板之爐内側表面之一部分形 成凸狀之突起，因此突起物便發揮與爐内側端面從水冷喪 板之表面向爐内方向突出之耐火磚同樣之效果，尤其是耐 火碑之爐内側端面之突出部因裝入在電弧爐的碎鐵之碰撞 而掉落時’可替代該耐火碑之壚内側端面之突出部來穩定 地保持爐渣等爐内熔融物β (7) 於本發明，由於在水冷嵌板將用來插進耐火碑之 縫隙形成縫隙之瀘内側端面之寬度與反爐内側端面之寬度 成為同一之直線狀，或者縫隙之爐内側端面之寬度小於反 爐内側端面之寬度的推拔狀，所以耐火磚因表面之氧化消 耗或因碎鐵之碰撞的機械性損耗而消耗掉時，也可輕易交 換耐火磚，可延長水冷嵌板之壽命。更且，若縫陈被形成 直線狀時’由於向耐火碑之反爐内側突出方向設置多數列 之耐火碑之凹部’而按照耐火碑之消耗狀態將耐火碑插進 爐内側，且將安裝五金之凸部嵌入新凹部，藉此不需交換 耐火碑’而在短時間内復回水冷嵌板之使用初期狀態。又 ，對於耐火磚之向爐内側之掉落，若用來插進耐火磚之縫 隙形成為推拔狀時，耐火磚則成嵌入縫隙中之狀態，或， 用來插進耐火磚之縫隙形成為直線狀時，設在安裝五金之 多數個凸部則嵌入固定於設在耐火碑反爐内側之突出部， 因此可防止耐火磚向爐内側掉落。 (8) 於本發明’插進水冷嵌板之縫隙的耐火磚，由於 其爐内側端面從嵌板本趙之鋒器表面向爐内方向突出，而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公爱） (請先閱讚背面之注意事項再填寫本頁) '^_--1--II 訂* !—線 ί 20 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 A7 ___B7____ 五、發明說明（ι〇 使得水冷嵌板之爐内側表面成為凹凸狀’從而可使爐渣等 爐内熔融物穩定地附著於水冷嵌板之表面。所附著之爐渣 等爐内熔融物則多具有與插進水冷嵌板之耐火磚相等之絕 熱性，因此可保護水冷嵌板之同時，可使熱損變少。 (9) 於本發明，在用來插進水冷嵌板之縫隙的耐火磚 ，盤繞緩衝材料，藉此吸收構成水冷嵌板之鑄器及耐火砗 之熱膨脹，從而可減輕作用於鑄器及耐火磚之壓縮應力。 (10) 於本發明，由於在水冷嵌板之爐内側表面之一部 分形成&狀突起物，所以突起物便發揮與從水冷嵌板之表 面向爐内方向突出之耐火碑同樣之效果，尤其是，在耐火 磚之爐内側端面之突出部因氧化或碎鐵之碰撞而消耗掉時 ’也在塞進耐火磚，或到交換為止之期間，也可替代耐火 碑之爐内側端面之突出部’穩定地保持爐渣等爐内熔融物c (11) 如依本發明，則藉耐火碑及濾渣捕集器使濾渣穩 定地附著於水冷爐蓋以降低表面之溫度，因此較之習知之 水冷蓋板，更可穩定地削減冷卻水之脫熱量，及比習知更 可延長水冷爐蓋之壽命ο又，由於用平坦的嵌板來構成水 冷爐蓋，及因集管彼此相連接，故加工及施工變為容易， 可獲得之廉價之水冷爐蓋。 [產業上之可利用性] 可提供電弧爐之爐壁及爐蓋用水冷嵌板，藉此可一面 削減熱損及用來供給冷卻水之動力，_面可確保爐之壽命 跟在爐内面侧不具耐火材料之鋼板焊接構造、鋼製配管構 过銅轉器或銅板焊接構造之水冷嵌板同等或其以上。 本纸張疋度適用中國國家標f(CNs)A4規•格⑵G χ挪公襄） ----------裝 i!i — 訂·1 丨丨！ * 線 (靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 21 43 66 〇2 A7 ff： B7 W7L1 五、發明說明（ 元件標號對照 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 卜··水冷嵌板 23…爐蓋 2…耐火磚 24…螺旋形通路 3…冷卻水配管 25…爐蓋 4…給排水配管 26…金屬膜 5…突起物 6…爐内嫁融物 7…緩衝材 8…推拔 9…熱對偶 10…縫隙 11…安裝五金 12…凹部 13…凸部 14…螺检 15…鑄鐵 16…爐渣捕集器 17…電極插入口 18…冷卻水入口 19…冷卻水出口 20…集管 21…爐殼 22…電極 -------------一 ^ --------訂---------線一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） τι

Claims (1)

1. S ύ ft.-» αΠ 0 ^ ^ " Α8 _^%η I 六、申請專利範圍 436S 88116667號專射請案巾請專利範圍修正本 修正曰期：90年2月 1. 一種電弧爐之爐壁及爐蓋水冷嵌板’係設在電弧爐之爐 壁及爐蓋的鑄鐵、鑄鋼或鋼之鑄器製水冷嵌板者，其特 徵在於：铸裹有以一定間隔配置成其端面露出於爐内侧 的多數列耐火磚、及在耐火磚列間之冷卻水配管β 2. 如申請專利範圍第丨項所述之電弧爐之爐壁及爐蓋用 冷卻嵌板，其特徵在於： 將耐火磚鑄袠，俾使其爐内側端面從鑄器表面突 出。 3·如申請專利範圍第1或2項所述之電弧爐之爐壁及爐蓋 用水冷嵌板，其特徵在於： 設置推拔（taper)，俾使耐火磚之爐内側端面之寬度 變成小於反爐内側端面之寬度。 4_如申請專利範圍第1項所述之電弧爐之爐壁及爐蓋用 水冷嵌板，其特徵在於： 將耐火碑之反爐内侧端面之拐角部形成圓弧狀。 5. 如申請專利範圍第1項所述之電弧爐之爐壁及爐蓋用 水冷嵌板，其特徵在於·· 在耐火碑與缚器之接觸面間配置緩衝材料。 6. 如申請專利範圍第1項所述之電弧爐之爐壁及爐蓋用 水冷嵌板，其特徵在於： 將鑄器之爐内側表面之一部分形成凸狀。 7. —種電弧爐之爐壁及爐蓋用水冷嵌板，係設在電弧爐之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） HI---------訂·!---- J 綿 <靖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印f 23

   A8B8CSD8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取 /、、申請專利範圍 366 02爐壁及爐蓋的鑄鐵、鑄鋼或銅之鑄器製水冷嵌板者，其 特徵在於：以一定之間隔設置多數列從該嵌板之反爐内 側插進耐火磚用的縫隙，在該縫隙間鑄裹有冷卻水配管。 8·如申請專利範圍第7項所述之電弧爐之爐壁及爐蓋用 水冷嵌板，其特徵在於： 將用來插進耐火碑之縫隙，形成直線狀俾使爐内側 端面之寬度成為與反爐内侧端面之寬度同一。 9，如申請專利範圍第7項所述之電弧爐之爐壁及爐蓋用 水冷嵌板，其特徵在於： 將用來插進耐火磚之縫隙，形成推拔狀俾使爐内侧 端面之寬度成為小於反爐内側端面之寬度。 10.如申請專利範圍第7〜9項中任一項所述之電弧爐之爐 壁及爐蓋用水冷嵌板，其特徵在於： 使插入於縫隙之耐火碑的反爐内側端面從鑄器表 面突出，且藉由設在水冷嵌板之反爐内侧端面的安裝五 金來固定。 11·如申請專利範圍第7項所述之電弧爐之爐壁及爐蓋用 水冷嵌板，其特徵在於： 在插入於縫隙之耐火磚反爐内側之突出部設置多 數個凹部；且於設在水冷嵌板反爐内侧面之耐火磚的安 裝五金設置多數個凸部；將該安裝五金之凸部嵌入該耐 火碑突出物之凹部中，藉此固定耐火磚。 12.如申請專利範圍第7項所述之電弧爐之爐壁及爐蓋用 本紙張尺度適用中賴家標準（CNS)A4規格⑽χ 297公愛） 24 <請先®讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂： 象.

   經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Αδ Β8 C8 D8六、申請專利範圍 0¾冷嵌板，其特徵在於： 固定耐火磚，俾使插入縫隙中之耐火磚爐内側端面 從鑄器表面突出。 13. 如申請專利範圍第7項所述之電弧爐之爐壁及爐蓋用 水冷嵌板，其特徵在於： 在耐火碑間及耐火磚與鑄器之接觸面間，配置有緩 衝材料。 14. 如申請專利範圍第7項所述之電弧爐之爐壁及爐蓋用 水冷嵌板，其特徵在於： 將鑄器之爐内側表面之一部分形成凸狀。 15· —種電弧爐之爐蓋用水冷嵌板，係在鑄鐵、濤鋼或銅中 鑄裹有多數個耐火碑及使冷卻水流動之冷卻管的鑄器 製嵌板者，其特徵在於：各耐火磚之爐内側係從鑄器表 面突出之同時’突出之耐火磚之爐内側端面及鑄袠於鑄 鐵、鑄鋼或鋼中之部分則形成大於中央部寬度之形狀； 更且，在鑄器之爐内側表面，設有用來保持附著於爐蓋 的爐渣之爐渣捕集器。 16. —種電弧爐之水冷爐蓋，其特徵在於：其係具有，在中 央設置有電極插入口之爐蓋的框架上，將如申請專利範 圍第15項所述之電弧爐的爐蓋用水冷嵌板，配置成連 續環狀的構造者。 ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 25 i I I I I 1 -----ί 良.ί 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) II6— 線.