专利名称：镶板式喷淋冷却炉顶盖的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于冶金炉的喷淋冷却顶盖，尤其涉及一个用于如还原钛矿粉那样的金属氧化物矿粉的埋弧炉的喷淋冷却顶盖。
如在Heggart等的美国专利US47.15042,W.H.Burwell的US4815096,M.T.Arthur和F.H.Miner的US5115184中所介绍的那样，冶金容器项盖的喷淋冷却已被成功地使用，这类顶盖是整体的，即一件式顶盖结构。在一些实例中，顶盖分段被分开来制造，然后被连接成最终的整体顶盖。此种顶盖对于电弧炼钢炉及其它应用场合是十分有效的。
对于电极穿进含有金属矿粉炉料的埋弧冶金炉来说，提供喷淋冷却是重要的。由埋在炉料中的电极产生的电弧应产生还原如钛矿粉那样的金属矿粉所需要的高温。在埋弧炉中炉顶盖所经受的热条件在不同位置处变化非常大，这样就使得整体式喷淋冷却顶盖的设计复杂化。而且在直径方面，埋弧炉的顶盖要大于废钢熔炼炉。本发明针对这种埋弧冶金炉的特殊需求。
本发明涉及冶金炉顶盖组件，它成截头圆锥状，由多个单独的、彼此紧密邻接的空心金属部段构成，而且形成一个内孔，一电极可以穿过此孔沿垂直方向向下进入冶金炉。空心金属部段的最外部份确定一个由炉圆柱形侧壁支承的、顶盖组件的外圆柱形周边。每个空心金属部段可被单独拆卸和安装，这些部段含有连接于空心金属部段内的一个头的喷淋机构，用来将液体冷却剂喷淋到彼此炉加热的该金属空心部分表面，尤其是喷淋到空心金属部份的底表面。每个空心金属部份的头借助冷却剂源管道分别单独配置一冷却剂源，并至少配置一个用来接收一个空心金属部段内的废冷却剂的冷却剂排放管道。在空心金属部段的最下部份处配置一支承件，以便使之以可拆卸方式与冶金容器圆柱形外周侧壁速接。提供的支承装置给每个空心金属部段提供独立的垂直支承。
图1是本发明的喷淋冷却顶盖组件之局部剖视图；图1(A)是图1所示顶盖组件之一部份的局部剖图；图2是本发明的顶盖组件的俯视图；图2(A)是图2所示顶盖组件之一部份的局部视图；图3是图2所示组件的正视图3(A)展示了与图3所示顶盖组件连接应用的文杜里喷管型泵。
图4是本发明喷淋冷却顶盖组件的一空心金属子-部件的局部平面图。
参看图1，一个埋弧电炉用数码10标引，它内含包括金属矿粉，造渣剂及还原剂的炉料12。一电极14有一埋入炉料12的下端，电极产生将炉料12加热至高温和促进还原反应的电弧16。从而能从矿粉中回收金属并形成一包覆潭。而炉中的热环境则使图1以20标注的顶盖组件下侧面40上产生极大的变化应力。
在图1中，用于封闭熔炼炉料12而具有圆筒形外周壁28的埋弧熔炼炉10之截头圆锥形向上倾斜的盖组件20有多个分段22-22(e)，这些分段是分开可拆除的、彼此紧密邻接的空心金属分段，它们还限定一个电极14能沿垂方向向下进入冶炼炉10的圆孔17。空心金属分段的最下部份则构成盖组件20的外周边19，该外周边19被支承于埋弧炉10的圆筒形侧壁28上，以数码11标引的一传统可拆卸(delta)三角形连接物被使用于电炉10中。
参看图1及4，本发明的喷淋冷却炉顶盖组件包括多个适宜地可达四个或更多个分开的空心金属分段22-22e，这些分段以一种向上倾斜的截头圆锥形状彼此紧密邻接地盖在炉10上。每个空心金属分段22-22e均配置一向下悬伸的金属支承件24，该件24则安置在炉10之圆筒形侧壁28顶部处的圆环槽26中。空心金属分段22-22e可以单个安装，例如可利用与提升架30连接的一高架吊车(未示出)将各支承件24安置于炉10的环形沟槽26中，使分段22-22e与炉10侧壁28成为可拆卸的配置。在图1所示的实施例中，每个金属分段22-22e都配置一个可旋转的并安置在一个固定于炉侧壁28上的架件33上的悬伸支承臂32。如图1所示，支承臂32在固定于空心金属分段22(b)的支架34处沿垂直方向支承着空心金属分段22(b)。作为例子，一空心金属分段22(b)可用一高架吊车或其它装置安装在图1所示的位置上，该悬伸臂32被摆动进入所示位置后就在数码34所示位置处与空心金属分段22(b)相连接，然后就可将高架吊车移走。余下的空心金属分段也用与此相似的方式安装。空心金属分段22-22(e)例如可采用与安装相反的顺序单独地和分开地被移走以便于检查和更换。每一个空心金属分段22-22e均包括一个向上倾斜的内金属基座40，该基座40被成形得构成截头圆锥形盖组件20的一预定部分；还包括一个外金属盖件42，该盖件42被设置于所述内金属基座40的对面，而且使两者平行地间隔开，还包括一个将外盖件42与内金属基座40连接并在这两者间限定一基本封闭空间46的连接结构44；还带有一个或多个液体外排孔48并被配设于密封空间46的最下部份处。参看图4，在密封空间46内部并邻近内金属基座40但与之间隔开的预定位置处安置有多个喷淋机构50，该机构50用于使液体冷却剂以微液滴52的形式，并以足能使被炉10加热的炉构件维持在可接受温度范围内的流量喷向内金属基座40。
还配置了将液体冷却剂供向如喷嘴50那样的喷淋机构的液体冷却剂供给头管道54，该喷淋机构通过与供给头管道54连接的管道58接收冷却剂。而供给头管道54被固定在密封空间46以数码56标注的地方，并且还延伸跨过内金属基座40。
一用于将冷却剂从液体冷却剂源72直接并单独地通至每个可拆卸空心金属分段22-22e的液体冷却剂管道70被置于密封空间46的外面，并且与密封空间46内的液体冷却剂供应头管道54相连接。至少将一个液体冷却剂排放管道80设置于邻近密封空间46外侧处，并使之与一个或多个排放孔82连通，以便可从密封空间46中接受并排走冷却剂液流87。支承件24被固定于空心金属分段下部86处，它用于以可拆卸方式与冶炼炉10的圆筒形外周侧壁28相连接。
如图1(A)所示，液体冷却剂供应管道70以可拆卸方式与柔性管71连接，而软管71又与一冷却剂供应管73连接。冷却供应管73被固定于炉侧壁28的支架75上。与之相似，冷却剂排放管80也以可拆卸方式与一连接至一冷却剂排放管83的柔性管81连接，而管83则被固定于炉侧壁28的支架85处。这种为每个空心金属分段22-22e均配置单独冷却管系的方案能使空心金属分段22-22e拆装方便快捷。
参看图3，该喷淋冷却顶盖组件20配置一个金属环形件90。环形件90具有一向上延伸的侧壁92，它被置于空心金属分段22-22e之最上面水平部分94上方。每个空心金属分段22-22e之外金属盖件42如数码96标注的那样，以可拆卸方式连接于金属环形件90的侧壁92上，并对其上施加一压力。如图2及2(A)所示，固定于空心金属分段22-22e之外金属盖件上的支架101与固定于金属环形件90之底部突缘105上的支架103相连接，该突缘105具有一被垂直沟槽侧壁97、99限定的环槽93。将压力106施加于环形件90的结构是由于与环形件90配合作用而使全部空心金属部件22-22e接受垂直支承，因而不再需要悬臂支架。空心金属分段22-22e可以如图1所示那样安装和拆卸。环状件90的环槽93可以被用来支承如图1中以数码11标注的那种传统可拆卸的三角状(delta)构件，而且还可通过利用陶瓷纤维及砂子提供一种环绕此环的使此炉密封的结构。
空心金属分段可如在图2中的数码110标注的那样以可拆卸方式被夹紧在一起，并在连接112处则可例如利用耐热纤维及砂子如数码114标示的那样被密封。
如图3(A)所示，一个具有一个在管126中的文杜里管124的泵装置120将废水127从炉的另一区域排走，此装置120可以用来将废冷却剂87从空心金属分段22-22e中接收并排走。
权利要求
1．一种用于具有圆筒形侧壁的埋弧冶金炉之向上倾斜截头圆锥形的顶盖组件，其用于封盖一种包括含金属矿石的冶金填料，该组件包括多个单独的、以可拆卸方式紧密地邻接的空心金属分段，其限定一个让电极可从其中通过垂直向下进入冶金炉的内孔，这些空心金属分段的下部则限定此顶盖组件的一个外周边，此外周边被支承于该埋弧炉的圆形侧壁上，所述可拆卸的空心金属分段包括(a)一个向上倾斜的内金属基座，其被设置得构成该截头圆锥形项盖组件的一预定部分，(b)一个与该内金属基座间隔安置的外金属盖件；(c)用于将外盖件连接于内金属基座上从而在两者之间限定一基本密封空间的机构，并在此密封空间的下部配置一个或多个液体排放孔；(d)多个喷淋机构置于密封空间内部并邻近内金属基座且与之间隔的预定位置处，其用于将小液滴形式的喷淋液体冷却剂，以足能使内金属基座上维持于可接受温度的液量喷向内金属基座；(e)一固定于所述密封空间内并延伸跨过内金属基座的液体冷却剂供应头管道，其用于将液体冷却剂供向喷淋机构；(f)一用于直接并单独地将液体冷却剂从一液体冷却剂源供向该可拆卸金属分段的液体冷却剂供应管道；(g)至少一个置于所述密封空间外侧邻近处并与所述一个或多个排放孔连通的液体冷却剂排放管道，其用于从该密封空间内接收液体冷却剂流；(h)一固定于空心金属分段之下部的支承件，其以可拆卸方式与此冶金炉圆筒形侧壁相连接；以及(i)用于给空心金属分段提供垂直支承的机构。
2．如权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，配置与所述液体冷却剂管道连通的泵装置，用以强制地从空心金属分段中将液体冷却剂排走。
3．如权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于，所述泵装置有一个文杜里管。
4．如权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，该冶金炉的外周侧壁配设一个顶部敞开的沟槽，该固定于空心金属分段下部的支承件安置在此沟内槽。
5．如权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，一具有向上延伸侧壁的金属环形件被安置在空心金属分段的顶部上方，而且每个外金属盖件以可拆卸方式连接于该金属环形件侧壁上并对其施加一压力。
6．如权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，配置一连接于此炉侧壁的可旋转悬伸支承臂，以便为每个空心金属分段提供支承。
全文摘要
一种用于冶金炉的并为单个空心金属分段组件形式的喷淋冷却顶盖，每个分段均有一个单独的喷淋冷却系统。
文档编号F27B3/24GK1238832SQ97180104
公开日1999年12月15日 申请日期1997年9月24日 优先权日1996年9月27日
发明者M·T·阿图尔, E·贝尔伍德 申请人:尤卡碳科技公司