专利名称：直流电弧炉的下炉缸的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种带有耐热炉壁的直流电弧炉的炉缸，所述的耐热炉壁在其位于熔化区以上的区域中部分地设置有冷却装置。
金属熔炉一般是钢结构的。为了保护其免受高温的损害，在炉缸内和炉顶处装备了由耐火材料构成的炉衬。这些炉衬保护炉体钢结构免受热负荷、化学负荷及机械负荷的损害。高的热、化学和机械负荷导致耐火炉衬只具有十分有限的工作寿命。由于炉衬的寿命十分有限，生产过程不得不经常被迫中断，以砌筑新的炉衬。这种炉衬的更新导致产量降低，并大大增加生产成本。
为了保护承受负荷的部分免受热冲击的损害，人们采用了冷却装置，特别是冷却管，这些冷却管被嵌入砖砌体内或建于砖砌体旁。但是，这种办法不能防止耐火炉衬部分在经过几个生产周期后由于高的热负荷等耐剥落或碎裂。鉴于这种情况，几年以前人们就转而开始研制能够在熔化区以外替代耐火炉衬的、水冷却的炉壁内衬和炉顶内衬。
DE-2745622C2中公布了一种这样的金属熔炉炉缸，其中，炉缸壁上位于熔化区以上的部分是由冷却砌块构成，冷却砌块中至少包含有一个两侧基本上露在外面的蛇形冷却管，该冷却砌块固定在一个以钢板外壳或骨架的形式而形成的承重墙上。这种技术方案的缺点是，炉子的损耗功率中有相当大一部分是被蛇形管内流通的冷却水带走的。以150吨的炉子为例，由于水冷却的炉壁而造成的功率损耗可达几兆瓦。
本发明的目的是，提供一种能承受所有工作负荷且热损失比较少的直流电弧炉炉缸。
根据本发明，这一目的是通过下列措施而实现的，即在上部炉缸边缘处设置第一冷却装置，在渣线的高度上设置第二冷却装置，在两者之间、渣线以上的炉缸壁的面向炉缸内的部分基本上是由耐火材料构成。
本发明是建立在下述认识的基础之上交流电弧炉的电弧，由于在电极区内的磁场的作用而向外偏移，这样一来，在电极与炉缸壁之间的炉料(主要是废钢铁)提早熔化掉，使炉壁承受电弧的全部功率。因此，在交流电弧炉的情况下，必须采取冷却措施。例加DE-2745622 C2中所述的冷却措施。与之相反，直流电弧炉可以产生分布在中央的、垂直燃烧的电弧，因而特定的热负荷要小的多，只需要冷却熔池以上范围内的特别承受负荷的区域-即炉缸上部边缘和渣线区域—就可以了。在被冷却的炉缸边缘以下至渣线，炉缸壁砌衬陶瓷材料，厚度一般是300mm。这些炉衬可以由砖(例如镁砖或镁石墨砖)构筑成，或者由耐火材料构成的捣料和喷射料构筑成。在这陶瓷炉壁部分的下面，在渣线的高度上的渣周边位置处又有一个强制水冷却区。
本发明的突出优点是，采用这种方法，炉壁损耗可以降低到5-10kW/m2，这相当于功率损耗减少大约50％。
下面，参照附图进一步详细地说明本发明的一个实施例及其优点。
附图中以图解方式说明了本发明的一个实施例。
图1是贯穿带有部分地液体冷却的炉缸壁的直流电弧炉的炉缸的简化的纵剖面的一部分。
图2是图1中第二个冷却装置的剖面图，该冷却装置中包含有一些冷却管，这些冷却管安装在一个u形支架内。
图3是第二冷却装置的另一种实施方案，其中，冷却管一个紧靠着一个排列。
图1示出贯穿一个直流电弧炉炉缸的部分剖面，如图所示，炉缸是由上部1和底部2构成。底部2是按常规方式构筑的。在不锈钢板制成的外壳3上设置了炉底砌体4。外壳终止于凸缘5处。在生产过程中形成的熔体液面用B表示。该液面明显地处在凸缘5以下。炉子运转过程中产生的渣层6延伸至渣线S。
炉缸上部1不仅在炉底砌体4上，而且也在凸缘5上，它从炉缸边缘算起，自上而下大体上包括三段，即直接与炉缸边缘7邻接的第一冷却装置8、由陶瓷材料构成的炉壁部分9、以及在渣线S高度上的第二冷却装置10。
第一冷却装置8由一个水冷却的环形或弓形构件组成，它是由一些彼此相邻排列的冷却管11形成的，冷却管上覆盖着托圈12。
陶瓷材料的炉壁部分9主要由镁砖或镁石墨砖13构成，厚度一般在300mm。它也可以由耐火材料的喷射料或捣料构成。其外侧是承重墙14，它由带有焊接的加强肋板的钢板构成。该承重墙14也可以是双层壁的，中间流过冷却水。
在陶瓷材料的炉壁部分9的下面，在炉渣的边缘处还有一个配备有第二冷却装置10的强制水冷却区。如图2所示，该冷却装置基本上是由冷却管15组成，冷却管15熔焊(对于钢管而言)或者钎焊(对于铜管而言)在一个U形的支架16内。支承板17增强了支架16的机械稳定性。
如图3所示，另外还有一种方案是，不采用支架，将冷却管15一个紧靠着另一个地排列，彼此熔焊或钎焊在一起。在这种情况下也用支承板17来增强。
除了冷却作用之外，第二冷却装置10同时还构成了陶瓷炉壁部分9和炉缸盖(图中未示出)的支承结构。
炉缸上部1最好是分成几段或几个弓形部分，以使更换已损坏的炉壁部分的操作更为简便。每一个段或弓形部分由已知的外壳结构支承，图1中只能看到该外壳结构中的一个垂直延伸的外壳构件18。
附图中的标号1.炉缸上部2.炉缸底部3.钢外壳4.炉底砌体5.外壳3上的凸缘6.渣7.炉缸边缘8.第一冷却装置9.陶瓷材料炉壁部分10.第二冷却装置11、15.冷却管12.托圈
13.镁砖14.承重壁16.冷却管15的u形支架17.支承板18.外壳构件B金属熔体液面S渣线
权利要求
1.具有耐热炉壁的直流电弧炉的炉缸，在其位于熔化区以上的区域中部分地安装了冷却装置，其特征在于，在上部炉缸边缘(7)处设置第一冷却装置(8)，在渣线(S)的高度上设置第二冷却装置(10)，在渣线(S)以上，炉缸壁的处于上述两者之间、面向炉缸内部的区域(9)基本上是由耐火材料构成的。
2.权利要求1所述的炉缸，其特征在于，第一冷却装置(8)是以冷却管(11)的闭合环形式或者是以冷却管(11)的划分成扇形段的环的形式构成的。
3.权利要求1或2所述的炉缸，其特征在于，第二冷却装置同样也是以闭合的或划分成扇形的环形的形式构成，它包含有安装在支架(16)上的冷却管(15)，或者由一个紧靠另一个排列、彼此紧密连在一起的冷却管(15)构成。
4.权利要求1-3中任一项所述的炉缸，其特征在于，第二冷却装置构成了耐火材料(9)的支承结构。
5.权利要求1所述的炉缸，其特征在于，所述耐火材料由支承在承重壁(14)上的砖(13)、捣料或喷射料构成。
6.权利要求5所述的炉缸，其特征在于，所述承重壁(14)是双层壁。
全文摘要
为了降低直流电弧炉的损耗功率，在位于熔化区以上的范围，仅在部分区域内对炉缸进行冷却。在上部炉缸边缘(7)处设置第一冷却装置(8)，在渣线(S)的高度上设置第二冷却装置(10)，在渣线(S)以上、上述两个冷却装置之间、炉缸壁的面向炉缸内的部分(9)基本上是由耐火材料(13)构成的。
文档编号C21C5/52GK1126820SQ9511587
公开日1996年7月17日 申请日期1995年9月1日 优先权日1994年9月2日
发明者E·A·拉桑达, S-E·施滕维斯特 申请人:Abb管理有限公司