钛渣电炉自焙电极水冷护屏的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种钛渣电炉自焙电极水冷护屏，所述水冷护屏具有改善了的冷却效果和使用寿命。所述水冷护屏包括彼此相对地设置的面板和背板，在面板与背板之间限定有空间，所述空间通过多个隔板分隔为彼此连通的水道，其中，所述水道包括：多条横向水道，设置在水冷护屏的下部，冷却水通过所述多条横向水道自下而上地折返流动；多条纵向水道，设置在所述多条横向水道的上方，冷却水通过所述多条纵向水道从水冷护屏的一侧向另一侧折返流动。
【专利说明】钛渣电炉自焙电极水冷护屏
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钛渣电炉自焙电极水冷护屏，更具体地说，涉及一种能够提高冷却效率和/或延长使用寿命的钛渣电炉自焙电极水冷护屏。
【背景技术】
[0002]钛渣电炉冶炼的电弧温度达到3000°C以上，冶炼所产生的烟气温度高于1700°C，自焙电极的水冷护屏受炉内高温热辐射和飞溅钛渣的影响，极易出现局部变形、底部开裂、绝缘失效、刺火漏水、冷却水道变形堵塞汽化等故障，且检修维护非常困难，对生产连续性造成很大影响，同时漏水进入炉内存在重大安全隐患。
[0003]如上所述，由于钛渣电炉的工作环境恶劣，因此在本领域中，现有的水冷护屏寿命较短，以至于3个月左右的时间就需要对水冷护屏进行检修或更换。从而造成生产效率低并且生产成本高。因此，需要一种能够提高冷却效率和/或延长使用寿命的钛渣电炉自焙电极水冷护屏。
【发明内容】
[0004]本发明的一方面提供了一种钛渣电炉自焙电极水冷护屏，所述水冷护屏包括彼此相对地设置的面板和背板，在面板与背板之间限定有空间，所述空间通过多个隔板分隔为彼此连通的水道，其中，所述水道包括:多条横向水道，设置在水冷护屏的下部，冷却水通过所述多条横向水道自下而上地折返流动；多条纵向水道，设置在所述多条横向水道的上方，冷却水通过所述多条纵向水道从水冷护屏的一侧向另一侧折返流动。
[0005]根据本发明的另一方面，所述水冷护屏的下部可以设置有定位螺栓，其中，所述定位螺栓被设置为靠近水冷护屏的底部边缘。
[0006]根据本发明的另一方面，所述水冷护屏还可以包括:第一底板，设置在水冷护屏的最下方；第二底板，与第一底板分隔开预定的间隔设置在第一底板上方；第三底板，与第二底板分隔开预定的间隔设置在第二底板上方；第N底板，与第N-1底板分隔开预定的间隔设
置在第N-1底板上方,其中,所述第一底板、第二底板、第三底板......第N底板之间的间隔构
成所述多条横向水道，其中，N是大于或等于4的整数。
[0007]根据本发明的另一方面，所述第一底板、第二底板、第三底板、……、第N底板的厚度可以不同，其中，所述第一底板的厚度可以大于第二底板、第三底板、……、第N底板的厚度。
[0008]根据本发明的另一方面，所述水冷护屏还可以包括第一外水道和第二外水道，第一外水道和第二外水道设置在水冷护屏的上部并与水冷护屏内部的水道连通，其中，第一外水道可以用于将冷却水供应到水冷护屏，第二外水道可以用于排出从水冷护屏流出的冷却水。
[0009] 根据本发明的另一方面，所述水道可以包括连接到所述第一外水道的纵向供水水道，以将来自第一外水道的冷却水直接供应至设置在最下方的横向水道。[0010]根据本发明的另一方面，所述水冷护屏的上部可以包括具有斜坡形状的拐点。
[0011]根据本发明的另一方面，第一外水道和第二外水道可以设置在拐点下方。
[0012]根据本发明的另一方面，水冷护屏还可以包括设置在所述水冷护屏的侧部的绝缘件，其中，所述绝缘件包括:第一绝缘板，设置在水冷护屏的第一侧上；第二绝缘板，设置在水冷护屏的第一侧上且在第一绝缘板上；固定件，使第一绝缘板与第二绝缘板彼此固定，其中，第一绝缘板的宽度小于第二绝缘板的宽度，第一绝缘板的内部与第二绝缘板的内部对齐，从而在拼装多个水冷护屏时，第一绝缘板与第二绝缘板形成子母扣。
[0013]根据本发明的示例性实施例的水冷护屏可以改善冷却效率，延长使用寿命，因此能够满足冶炼负荷提升和/或降低生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]通过下面结合附图进行的对实施例的描述，本发明的上述和/或其他目的和优点将会变得更加清楚，其中:
[0015]图1是根据本发明示例性实施例的钛渣电炉自焙电极水冷护屏的主视图；
[0016]图2是图1的钛渣电炉自焙电极水冷护屏下部的局部放大图；
[0017]图3是图1的钛渣电炉自焙电极水冷护屏的俯视图；
[0018]图4是图1的钛渣电炉自焙电极水冷护屏的侧视图；
[0019]图5是图1的钛渣电炉自焙电极水冷护屏的顶部的局部放大侧视图。
【具体实施方式】
[0020]下面将参照附图更详细地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的方式实施，而不局限于在此阐述的示例性实施例。相反，提供这些实施例可以使本公开将是彻底的和完整的，并将把本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
[0021]图1是根据本发明示例性实施例的钛渣电炉自焙电极水冷护屏的主视图。图2是图1的钛渣电炉自焙电极水冷护屏下部的局部放大图。图3是图1的钛渣电炉自焙电极水冷护屏的俯视图。图4是图1的钛渣电炉自焙电极水冷护屏的侧视图。
[0022]参照图1至图4，根据本发明示例性实施例的钛渣电炉自焙电极水冷护屏100包括彼此相对地设置的面板161和背板162，在面板161和背板162之间限定有空间，所述空间通过多个隔板110分隔成为彼此连通的水道。冷却水通过水道流动，从而对护屏进行冷却。
[0023]根据本发明的一个实施例，水道包括多条横向水道122，设置在水冷护屏100的下部。如图1和图2中的箭头所示，冷却水通过横向水道122自下而上地折返运动。
[0024]根据本发明的一个实施例，水道还包括多条纵向水道121，设置在横向水道122的上方。如图1和图2中所示，纵向水道121与横向水道122连通，并且来自横向水道122的冷却水通过纵向水道121从水冷护屏100的一侧向另一侧折返流动。
[0025]图1中示出了冷却水通过一个入口进入到水冷护屏100并沿着横向水道122至纵向水道121的顺序流过水冷护屏100。然而本领域技术人员应当理解，本发明的示例性实施例不限于此，冷却水可以按照其它顺序在水冷护屏中流动，并且水冷护屏也可以具有多个进水口和/或出水口，从而形成多个水流循环。[0026] 根据本发明的一个实施例，隔板110可以包括用于分隔纵向水道121的纵向隔板以及用于分隔横向水道122的横向隔板(例如，多个底板)。多个底板可以包括:第一底板110-1，设置在水冷护屏100的最下方；第二底板110-2，与第一底板110-1分隔开预定的间隔设置在第一底板110-1上方；第三底板110-3，与第二底板110-2分隔开预定的间隔设置在第二底板110-2上方；第四底板110-4，与第三底板110-3分隔开预定的间隔设置在第三底板110-3上方。按照这样的方式设置多个底板，直至第N底板，与第N-1底板分隔开预定的间隔设置在第N-1底板上方。其中，N是大于或等于4的整数。其中，在该示例性
实施例中，第一底板110-1、第二底板110-2、第三底板110-3......第N底板之间的间隔构成
所述多条横向水道。在一个示例性实施例中，第一底板110-1、第二底板110-2、第三底板110-3、……、第N底板的相对的端部可以彼此间隔地具有开口，使在他们之间限定的多条横向水道可以彼此连通，从而使冷却水能够沿着多条横向水道折返地向上流动。
[0027]根据本发明的一个实施例，第一底板110-1、第二底板110-2、第三底板110-3、……、第N底板的厚度可以不同。其中,第一底板110-1的厚度可以大于第二底板110-2、第三底板110-3、……、第N底板的厚度。另外，偶数的底板第二底板110-2、第四底板110-4的厚度可以小于奇数的底板第三底板110-3、第五底板110-5 (例如，当上述N等于5或大于5时设置在第四底板100-5上方的底板)的厚度。由于各个底板的厚度彼此不同，因此能够防止在焊接过程中由于焊接应力大而导致变形，同时有利于降低水冷护屏的制造成本。
[0028]此外，水冷护屏100还可以包括设置在一侧上的连接件180，以使多个水冷护屏100之间可以彼此连接。例如，根据一个示例性实施例，可以将五块护屏100彼此连接，从而形成一个完整的保护屏障。此外，为了使彼此连接的多块护屏100能够形成完整的保护屏障，护屏100可以具有弧形的形状，从而能够拼接成为整个的圆筒形护屏。然而本发明不限于此。
[0029]根据该示例性实施例，水冷护屏100可以具有在其侧部的绝缘件(未示出)，绝缘件可以包括:第一绝缘板(未示出)，设置在水冷护屏的第一侧上；第二绝缘板(未示出)，设置在水冷护屏的第一侧上且在第一绝缘板上；固定件(未示出)，使第一绝缘板与第二绝缘板彼此固定。其中，第一绝缘板的宽度可以小于第二绝缘板的宽度，第一绝缘板的内部可以与第二绝缘板的内部对齐，从而在拼装多个水冷护屏时，第一绝缘板与第二绝缘板形成子母扣。在一个示例性实施例中，绝缘板可以是HP-10云母板，其中第一绝缘板的尺寸为:厚15mmX宽45 X长2900mm，第二绝缘板的尺寸为:厚IOmmX宽80mmX长3000mm。在该实施例中，第一绝缘板与第二绝缘板上下组合并且内齐平，利用螺栓定位的方式紧固在护屏100的右边，当护屏100拼接成环时，第一绝缘板与第二绝缘板形成子母扣，从而保障护屏100的绝缘和电极柱的密闭。然而本发明不限于此，第一绝缘板和第二绝缘板可以具有其它的尺寸、结构、材料和/或拼装方式。
[0030]在另一个示例性实施例中，水冷护屏100的下部设置有用于固定水冷护屏100和绝缘板的位置的定位螺栓170，定位螺栓170被设置为靠近在水冷护屏100的底部边缘，从而可以保障水冷护屏100的定位，并且还能够保障绝缘板与底环(未示出)充分接触和密闭。其中，底环是设置在电极底部的水冷保护环形装置，能够定位和支撑水冷护屏，避免杂质、高温气体、粉尘和钛渣等进入水冷护屏和接触元件之间而造成绝缘失效。
[0031]例如，在根据本发明的一个示例性实施例中，将第一底板110-1的厚度增大至16毫米。将定位螺栓170与第一底板110-1之间的距离调整到IOOmm以上，底板采用不锈钢板进行机加工，自下而上共分为4段(即，第一底板110-1至第四底板110-4)，各底板的宽度均为50mm。通过试验，根据该示例性实施例的水冷护屏在长时间使用后无明显形变，并且避免了卡阻、刺火等故障的发生。
[0032]根据本发明的一个实施例，还可以在连接件180以及多块护屏100之间设置绝缘材料，从而保障多块护屏100之间的绝缘和密闭。此外，还可以在定位螺栓170处设置绝缘材料，从而保障护屏100的下部与底环的绝缘，因此可以避免护屏100的下部出现刺火漏水的现象。
[0033]根据本发明的又一个实施例，护屏100还可以包括第一外水道和第二外水道，第一外水道和第二外水道设置在水冷护屏的上部并与水冷护屏内部的水道连通，其中，第一外水道用于将冷却水供应到水冷护屏，第二外水道用于排出从水冷护屏流出的冷却水。然而本发明不限于此，根据实际需要，第一外水道和第二外水道还可以设置在护屏100的其它合适的位置处，例如，可以设置在护屏100的下部或中间部分。
[0034]在该实施例中，当第一外水道设置在护屏的上方时，护屏中的水道还可以饿包括纵向供水水道150。纵向供水水道150连接到第一外水道，并将来自第一外水道的冷却水直接供应至设置在最下方的横向水道122。
[0035]根据本发明的一个示例性实施例，面板161、背板162和隔板110由钢材制成。其中，在利用隔板Iio分隔多个水道时，可以通过焊接来使隔板110与面板161和背板162连接。更具体地说，先利用模具使背板162压制成型，用事先机加工好的乡下端板焊接定位后，根据水道的走向，用模具压制成的“槽型”板按照工序顺序地焊接，因此能够减少焊接量，从而使形变减小。
[0036]图5是图1的钛渣电炉自焙电极水冷护屏的顶部的局部放大侧视图。
[0037]参照图5，水冷护屏100的顶部靠近铜管200 (其中，铜管200是接触元件的水冷铜管)并且可以具有拐点190。第一外水道和第二外水道180设置在拐点190的下方。拐点190设置在水冷护屏100的上部，可以增大水冷护屏与铜管之间的距离，从而防止因水冷护屏与铜管接触而产生短路、刺火等。。拐点可具有倾斜部分195，从而使拐点195具有斜坡形状。
[0038]由于具有上述结构，可以避免由于挤压造成的护屏拐点与铜管刺火漏水的现象。在此位置，由于接触元件导电铜管与护屏的安装尺寸决定了此位置的距离无法增大，由于电极柱与密封导向环间隙小，电极升降时不可避免产生摩擦挤压，因此还可以通过在此位置适当增加绝缘材料来实现避免刺火的目的。
[0039]根据本发明的示例性实施例，水冷护屏具有横向水道以及纵向水道，与现有技术中的仅具有纵向水道的水冷护屏相比较，回水温度能够降低5°C左右，因此能够更好地对护屏进行冷却。从而能够满足冶炼负荷的提升。通过在水冷护屏的底部设置横向水道，可以使横向水道成为高温部分，冷却水首先进入护屏底部横向水道，再进入纵向水道，从而保证护屏上下温度均匀，达到冷却效果，防止变形。
[0040]此外，根据本发明的示例性实施例，水冷护屏具有改进了的结构，从而在加过工程中焊接量减小，因而能够减少形变。并且由于改进了的结构，因此可以减少刺火漏水的现象，并且能够防止水冷护屏变形。因此，根据本发明的示例性实施例的水冷护屏能够有效地延长其使用寿命，保证了生产的连续性，提高了设备的作业率。
[0041]虽然已经参照附图描述了本发明的示例性实施例，然而本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对上述示例性实施例进行形式和细节上的各种修改和改变。本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种钛渣电炉自焙电极水冷护屏，所述水冷护屏包括彼此相对地设置的面板和背板，在面板与背板之间限定有空间，所述空间通过多个隔板分隔为彼此连通的水道，其中，所述水道包括: 多条横向水道，设置在水冷护屏的下部，冷却水通过所述多条横向水道自下而上地折返流动； 多条纵向水道，设置在所述多条横向水道的上方，冷却水通过所述多条纵向水道从水冷护屏的一侧向另一侧折返流动。
2.如权利要求1所述的水冷护屏，其中，所述水冷护屏的下部设置有定位螺栓，其中，所述定位螺栓被设置为靠近水冷护屏的底部边缘。
3.如权利要求1所述的水冷护屏，其中，所述水冷护屏还包括: 第一底板，设置在水冷护屏的最下方； 第二底板，与第一底板分隔开预定的间隔设置在第一底板上方； 第三底板，与第二底板分隔开预定的间隔设置在第二底板上方； 第N底板，与第N-1底板分隔开预定的间隔设置在第N-1底板上方， 其中，所述第一底板、第二底板、第三底板、……、第N底板之间的间隔构成所述多条横向水道，其中，N是大于或等于4的整数。
4.如权利要求3所述的水冷护屏，其中，所述第一底板、第二底板、第三底板、……、第N底板的厚度不同，其中，所述第一底板的厚度大于第二底板、第三底板、……、第N底板的厚度。
5.如权利要求1所述的水冷护屏，所述水冷护屏还包括第一外水道和第二外水道，第一外水道和第二外水道设置在水冷护屏的上部并与水冷护屏内部的水道连通，其中，第一外水道用于将冷却水供应到水冷护屏，第二外水道用于排出从水冷护屏流出的冷却水。
6.如权利要求5所述的水冷护屏，其中，所述水道包括连接到所述第一外水道的纵向供水水道，以将来自第一外水道的冷却水直接供应至设置在最下方的横向水道。
7.如权利要求1所述的水冷护屏，其中，所述水冷护屏的上部包括具有斜坡形状的拐点。
8.如权利要求7所述的水冷护屏，其中，第一外水道和第二外水道设置在拐点下方。
9.如权利要求1所述的水冷护屏，所述水冷护屏还包括设置在所述水冷护屏的侧部的绝缘件，其中，所述绝缘件包括: 第一绝缘板，设置在水冷护屏的第一侧上； 第二绝缘板，设置在水冷护屏的第一侧上且在第一绝缘板上； 固定件，使第一绝缘板与第二绝缘板彼此固定， 其中，第一绝缘板的宽度小于第二绝缘板的宽度，第一绝缘板的内部与第二绝缘板的内部对齐，从而在拼装多个水冷护屏时，第一绝缘板与第二绝缘板形成子母扣。
【文档编号】H05B7/12GK103957619SQ201410179233
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】何查克, 叶良军, 黄兴建, 秦兴华, 马勇, 陈永明, 王丽萍 申请人:攀钢集团钛业有限责任公司