一种密闭电石炉炉盖的制作方法

本实用新型涉及一种电石炉生产设备，尤其涉及一种密闭电石炉炉盖。

背景技术：

电石是化学工业的基本原料，主要用于生产PVC(聚氯乙烯)，而我国是电石生产的第一大国，提高电石生产水平具有极大意义。随着我国电石生产工艺的技术进步，特别是热装式密闭电石炉新工艺，急需与之配套的生产设备的配套和改进。

热装式密闭电石炉是一种新的电石生产装置，通过加入温度为500-800℃的原料，来降低电耗，达到节能的效果，所用的原料主要成份为焦炭和生石灰的，大小为5-50mm的高温球团料。在热装式密闭电石炉生产过程中，原料先通过输送设备运输到炉顶料仓，再从炉顶料仓，经过加料管输送到炉内，在炉内经高温反应生成电石(CaC2)。电石生产时，电石炉炉膛温度在2000℃左右，依下式反应生成电石CaO+3C→CaC2+CO，该反应中会产生大量的高温一氧化碳(CO)，是炉气的主要成份。在此过程中，炉膛炉气温度较常规电石炉有较大提升，电石反应更加剧烈，粉尘含量大，炉气对炉盖的冲刷更加严重。

密闭电石炉是生产电石的核心装备，是一种埋弧电炉，随着电石生产规模日益增大，电石炉单台产量及电石炉容量也越来越大，对电石炉设计提出了更高的要求。炉盖是密闭电石炉主要特征，优化炉盖设计，提高炉盖使用寿命和使用稳定性，对电石生产，提高炉气利用率，改善生产操作环境，具有先进意义。由于热装式电石生产工艺中，电石炉内反应更剧烈，炉况出现不稳定状况较常规电石炉更加频繁，电石生产工况更加恶劣，炉盖损坏停炉所造成的经济损失非常巨大。

目前密闭电石炉炉盖通常采用水冷式焊接结构，为循环冷却水的出口温度要求严格，由于炉膛内温度高，环境恶劣，炉盖经常出现漏水、结垢、下沉等问题，给生产带来重大安全隐患，如何优化炉盖设计，以适应电石炉的大型化，满足热装工艺生产要求，减少炉盖热量损失，提高炉盖使用寿命，消除安全隐患，是电石炉设计的一个重要问题。

现有技术一，中国专利《密闭电石炉炉盖》，公开号203364614U，其中的炉盖没有热保护措施，炉盖底部钢板直接受到电极辐射及炉气腐蚀冲刷，炉盖寿命低。

现有技术二，中国专利《一种密闭电石炉炉盖》，公开(公告)号201184745，其中，将分段式炉盖改为整体炉盖，随着密闭电石炉的大型化、规模化，炉盖直径越来越大，整体炉盖不便于安装、维修；将水冷炉盖全部改为耐火混凝土浇筑的炉盖，炉盖外表面温度较高，存在安全隐患，炉盖受耐火材料质量影响大，使用寿命短。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种适应密闭电石炉大型化、减少热量损失、提高炉盖的使用寿命密的闭电石炉炉盖。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的密闭电石炉炉盖，该密闭电石炉炉盖为水冷炉盖，采用分段式水冷结构，包括一个中心炉盖和多个周边炉盖，在水冷炉盖内侧设有隔热层；

所述多个周边炉盖包括2个炉盖Ⅰ段、3个炉盖Ⅱ段、1个炉盖Ⅲ段，所述3个炉盖Ⅱ段与2个炉盖Ⅰ段和1个炉盖Ⅲ段间隔布置，每个所述炉盖Ⅱ段与所述中心炉盖之间都围成一个电极孔；

所述多个周边炉盖固定在所述中心炉盖上，在所述中心炉盖与周边炉盖连接处增加了3个水冷吊架。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的密闭电石炉炉盖，减少炉盖热量的损失，提高电能的利用率，提高炉盖使用寿命，耐温高，抗冲刷能力强，有效降低了由于炉内工况恶劣，炉气对炉盖冲刷造成的破坏。适应密闭电石炉大型化，减少热量损失，提高炉盖的使用寿命，增加电石炉经济效益。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的密闭电石炉炉盖的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3a为本实用新型实施例中的炉盖热保护装置典型的结构示意图。

图3b为图3a的A部放大结构示意图。

图4为本实用新型实施例中的炉盖Ⅰ段的结构示意图。

图5为本实用新型实施例中的炉盖Ⅱ段的结构示意图。

图6为本实用新型实施例中的炉盖Ⅲ段的结构示意图。

图7为本实用新型实施例中的中心炉盖的结构示意图。

附图中的标记为：

1-水冷炉盖，2-电石炉炉壳，3-水冷吊架，4-炉盖Ⅰ段，5-炉盖Ⅱ段，6-炉盖Ⅲ段，7-中心炉盖，8-电极孔，9-隔热层，10-锚固钩，11-绝热保温材料，12-耐火浇注料,13-检修门，14-检查门，15-探测门，16-烟囱孔，17-吊点一，18-吊点二。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型的密闭电石炉炉盖，其较佳的具体实施方式是：

该密闭电石炉炉盖为水冷炉盖，采用分段式水冷结构，包括一个中心炉盖和多个周边炉盖，在水冷炉盖内侧设有隔热层；

所述多个周边炉盖包括2个炉盖Ⅰ段、3个炉盖Ⅱ段、1个炉盖Ⅲ段，所述3个炉盖Ⅱ段与2个炉盖Ⅰ段和1个炉盖Ⅲ段间隔布置，每个所述炉盖Ⅱ段与所述中心炉盖之间都围成一个电极孔；

所述多个周边炉盖固定在所述中心炉盖上，在所述中心炉盖与周边炉盖连接处增加了3个水冷吊架。

所述炉盖Ⅰ段上设有检修门，所述炉盖Ⅲ段上设有烟囱孔，所述炉盖Ⅱ段的边缘设有探测门，所述多个周边炉盖的边缘均设有检查门。

所述隔热层包括锚固钩、绝热保温材料、耐火浇注料。

在所述中心炉盖的中心部位还设置3个水冷吊架。

本实用新型的密闭电石炉炉盖，减少炉盖热量的损失，提高电能的利用率；所述的炉盖大幅度降低了循环水的温度，有效防止炉盖内水路结垢，提高炉盖使用寿命；所述的炉盖靠近炉膛部位使用耐火浇注料，不但耐温高，抗冲刷能力也强，有效降低了由于炉内工况恶劣，炉气对炉盖冲刷造成的破坏。适应密闭电石炉大型化，减少热量损失，提高炉盖的使用寿命，增加电石炉经济效益。

具体实施例：

如图1、图2所示，是本实用新型密闭电石炉炉盖的结构示意图，该炉盖采用分段式水冷结构，其由2个炉盖Ⅰ段4、3个炉盖Ⅱ段5、1个炉盖Ⅲ段6组成的周边炉盖和1个中心炉盖7构成水冷炉盖1的主体框架，配合电石炉炉壳2、电极系统、烟囱及炉盖上的检修门13、检查门14、探测门15等设备形成密闭空间，达到隔绝空气和保温的目的。图4是本实用新型的炉盖Ⅰ段4，其上安装有检修门13，检查门14。图5是本实用新型的炉盖Ⅱ段5，其上安装有检查门14，探测门15。图6是本实用新型的炉盖Ⅲ段6，其上安装有检查门14，烟囱孔16。图7是本实用新型的中心炉盖7，其上安装有3个吊点一17和3个吊点二18，用于安装水冷吊架3。

电石炉用电作热源，三相电极附近热量集中，主要是辐射热，电极三角区内表面温度达1450℃，普通耐火材料难以承受的，如果炉盖内侧没有耐火材料做保护层，加上壳程式水冷炉盖水路结垢，局部高温，很容易使炉盖熔化及开焊漏水。电石炉炉盖中心温度高，周边温度低，炉盖各部件产生的膨胀量不同，容易在受力部位产生裂纹，影响炉盖寿命。

较优的方案是在水冷炉盖1内侧增加隔热层9，以隔绝炉盖钢板热辐射及防止钢板受热不均，具体方法见图3a、图3b炉盖热保护装置典型示意图，隔热层9由锚固钩10、绝热保温材料11、耐火浇注料12组成，更优的方案是绝热保温材料11采用轻质保温浇注料。锚固钩为V型结构，用不锈钢板制作，材质为1Cr18Ni9Ti，具有耐高温、无磁性的特点，适用于电弧炉。轻质保温浇注料隔热性能好，热震性好，易于施工。耐火浇注料强度好，耐摩擦，耐火度高，既有耐火层又有保温层的结构比较合理。如果只有耐火浇注料，则炉膛内高温，水冷炉盖低温，浇注料两端温度差距大，膨胀不均，容易涨裂剥落。

电石炉在生产过程中CO气氛浓度非常高，因此，电石炉炉盖材料必须需用低铁含量的材料。如果Fe₂O₃含量高，则会出现一块一块剥落甚至会出现粉碎性的损坏的情况。另外选用的浇注料密度小，目的是为了减轻炉盖载荷，炉盖是吊挂炉盖，炉盖越轻，吊点承受的拉力越小，也便于炉盖安装、维修。即使浇注料掉落了，炉内大量粉尘也会附着在炉盖底部，对炉盖也是一种保护。炉盖安装后，在各个部件之间用陶瓷纤维毯填充缝隙，起到密封、隔热、膨胀缝的作用。

轻质保温浇注料和耐火浇注料的理化指标如下：

轻质保温浇注料理化指标

耐火浇注料理化指标

采用水冷加隔热层9结构的炉盖有很好的经济效益，首先可以大幅度减少炉盖散热，减少约是常规没有隔热层9炉盖散热70％。降低循环水出口温度，减少水垢的产生，减少循环水用量。保温效果好，则炉膛温度高，有利于电石的反应，有利于炉气的排出，进而提高电石产量，进而减少电耗，达到节能减排的目的。

炉盖中的中心炉盖7和炉盖Ⅱ段5组成一个电极孔8，用于放置电极装置，可以降低安装难度，同时增加炉盖的强度和炉盖的密封性。

炉盖有6个水冷吊架3。在中心炉盖7上的吊点一17设置3个水冷吊架3，同时在中心炉盖7与周边炉盖连接处的吊点二18增加了3个水冷吊架3，提高了吊挂承载能力，防止中心炉盖下沉，炉盖受力更均匀。

本实用新型技术方案带来的有益效果：

与现有技术相比较，采用上述技术方案具有的优点有：

1、具有循环水冷结构的同时，增加了炉盖隔热层9，可以降低炉盖散热量，增加使用寿命；保留循环水结构的目的是为了增加炉盖的安全性。

2、炉盖中的中心炉盖7和炉盖Ⅱ段5组成一个电极孔8，用于放置电极装置，可以降低安装难度，同时增加炉盖的强度和炉盖的密封性。

3、炉盖有6个水冷吊架3。在中心炉盖7上的吊点一17设置3个水冷吊架3，同时在中心炉盖7与周边炉盖连接处的吊点二18增加了3个水冷吊架3，提高吊挂承载能力，防止中心炉盖下沉，炉盖受力更均匀。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。