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礦熱爐長壽命水冷爐蓋

  水冷爐蓋廣泛應用于電弧爐中,如今已經有很多集設計、制造為一體的生產廠家。由于礦熱爐一般都為埋弧操作,爐蓋處溫度沒有電弧爐爐蓋處的溫度高,因此人們對水冷爐蓋的冷卻不重視。礦熱爐中使用的水冷爐蓋結構形式還是比較原始的,冷卻方式很不合理,冷卻效果較差。但在礦熱爐的精煉爐型中,最后熔清階段為明弧操作,熱輻射量很大,原有水冷爐蓋結構不能滿足工藝要求。為了改善礦熱爐水冷爐蓋的冷卻效果,提高爐蓋的使用壽命。本論文提出對礦熱爐水冷爐蓋的結構進行改進,本論文中的礦熱爐可拆卸式水冷爐蓋的結構和吊掛方式于2008年已經申請專利。
  1 現今礦熱爐爐蓋
  現在的礦熱爐爐蓋通常采用的冷卻方式為僅冷卻骨架,其他地方不采取水冷,其結構形式如圖1所示。環形水冷骨架,一般有2~3道 ,輻射骨架數量根據爐蓋大小而定,骨架通水截面為矩形,骨架通水冷卻,鋼板不冷卻。
礦熱爐長壽命水冷爐蓋
  圖1 當前普通應用的礦熱爐爐蓋結構
  由于電極起弧的熱輻射溫度很高,并且爐蓋大部分地方都沒有采取水冷,使得靠近爐膛燃燒區的爐蓋溫度過高,沒有水冷的部分很快就被燒蝕,大大縮短了爐蓋的使用壽命。
  2管式水冷爐蓋
  為了解決以上問題,本文采用管式水冷塊的結構形式,結構如圖2所示。
礦熱爐長壽命水冷爐蓋
  圖2管式水冷爐蓋結構圖
  圖2中,環形水冷圈和由中心向四周輻射的鋼管組成爐蓋骨架,骨架的作用為支撐整個爐蓋上水冷塊的重量。因此在設計時一定要對骨架的強度進行校核。水冷骨架的截面形狀可以為圓形,也可以為矩形,考慮到圓形截面受力比較好,采用圓形截面的鋼管作為水冷骨架。
  這種結構形式中,水冷骨架還有一個功能是作為水分配器使用,即將從總進水管道過來的水直接接人水冷骨架,水冷骨架充當水分配器向爐蓋上的水冷塊、煙道、把持器系統的水冷錐環、保護罩及爐蓋密封裝置供水。這樣做的好處是節約了水分配器,尤其是因為水冷塊遍布爐蓋四周,如果單獨設立水分配器,則水分配器的布置存在困難,并且在爐蓋上設立的水分配器影響爐蓋上面的檢修操作。
  3水冷塊
  為了便于拆卸,水冷塊采用分塊式,即同一區間的一路或者兩路水組成一個水冷塊,如圖3所示。
礦熱爐長壽命水冷爐蓋
  圖3水冷塊結構
  水冷塊的分塊是根據水冷骨架的分區來確定的,一個區至少有一個水冷塊。而且同一水冷塊一般不跨區,比如水冷骨架分為6個區,則水冷塊就分為6大塊,或者是6的整數倍。
  每一個水冷塊的進水都是從水冷骨架引進,如圖4所示。
礦熱爐長壽命水冷爐蓋
  圖4 水冷塊供水示意圖
  水冷塊的回水可以單獨回到回水箱,也可以匯集到一塊之后再回到回水箱。單獨回水的好處是能夠很直觀的知道每一路水的情況,如果某一路水堵塞,操作者可以及時發現。如果為了減少回水管道的數量,也可以將回水匯集到一塊之后再回到回水箱,這時需要注意的是在每一路回水處都需要設流量監測,以便知道每一路水的情況。如果這時不設流量監測,當某一路水突然不通時,操作者就沒有辦法及時發現。
  4水冷塊固定方法
  水冷塊由吊掛固定在水冷骨架上,固定方式如圖5所示。其中一個吊掛板與水冷塊焊在一起,另一個吊掛板與水冷骨架焊在一起,兩吊掛板之間通過銷軸固定,每個水冷塊設立的吊掛數量根據水冷塊的大小來定。一般每個水冷塊的數量不少于10個。
礦熱爐長壽命水冷爐蓋
  圖5 水冷塊吊掛
  當水冷塊燒壞時,只要將銷軸退出,水冷塊可以從骨架下面取出,更換新的水冷塊。這種結構的優點是當水冷塊燒壞時,不用將整個水冷爐蓋的水冷塊更換,只需要更換局部小水冷塊,既大大節約了成本又減少了因更換水冷塊耽誤的時間,極大提高了生產效率。
  5結論
  通過對礦熱爐水冷結構的改進,使礦熱爐的爐蓋冷卻效果更好,減少爐蓋燒蝕的速度,提高設備正常運行的時間,從而為企業提高效率。


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