[發(fā)明專利]新型節(jié)能型非圓非柱形系列礦熱爐

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910168142.8
• 申請日: 2009-08-26
• 公開（公告）號: CN101639317A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巴涌
• 申請（專利權(quán)）人: 巴涌
• 主分類號: F27B3/08
• 分類號: F27B3/08;F27B3/10;F27B3/12;F27B3/14;F27B3/20;F27D11/10;C01B31/32
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1.一種新型節(jié)能型非圓非柱爐膛的固定式系列礦熱爐和電石爐，其特征是：

為實(shí)現(xiàn)礦熱爐的節(jié)能和低電耗冶煉，發(fā)明專利所指系列礦熱爐的整體的水平斷面為非圓形的，水平斷面是采用各個有效電極的坩堝圓環(huán)之不同交疊深度或坩堝圓不交疊的多個獨(dú)立坩堝圓腔爐膛，及其各種不同曲線或多段線等效或近似等效逼近形成的上述等效衍生結(jié)構(gòu)的礦熱爐，實(shí)現(xiàn)礦熱爐的整體水平斷面為非圓形。同時爐膛過中軸的縱向結(jié)構(gòu)或斷面采用雙曲線形、凸向爐內(nèi)的弧線或等效多段線形的縱向非柱形的爐膛結(jié)構(gòu)，或者不同于傳統(tǒng)礦熱爐爐壁的等厚結(jié)構(gòu)而是過爐幾何中心縱斷面采用爐膛內(nèi)壁與爐殼側(cè)壁不同坡度的直線或不同曲度的曲線，形成礦熱爐膛爐壁的頂部耐火磚厚與爐壁底部耐火磚厚度不等，以及爐膛內(nèi)的上口與爐底部面積不等粗，或不同爐深處水平截面面積不等的特殊爐膛和爐體結(jié)構(gòu)。權(quán)利要求礦熱爐內(nèi)部爐膛結(jié)構(gòu)和爐殼結(jié)構(gòu)具有上述水平斷面特征或具有上述縱向斷面特征之一，或以各種數(shù)學(xué)衍生曲線或多段線逼近專利特征的礦熱爐及爐膛設(shè)計(jì)、包括專利特征礦熱爐的設(shè)計(jì)、使用和舊爐的改造方案、專利爐膛的砌筑方式、特征爐底爐壁的碳磚、鎂磚材料、及耐火磚的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，或其它與本發(fā)明特征有關(guān)的礦熱爐配套設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)都屬于本專利權(quán)利要求。

發(fā)明專利礦熱爐的詳細(xì)特征為：

該發(fā)明系列礦熱爐爐膛的水平斷面不是傳統(tǒng)圓形、橢圓型或方形，而是根據(jù)有效電極的個數(shù)采用對應(yīng)有效電極個數(shù)的坩堝圓環(huán)，這是本專利最典型的特征，以電極幾何中心或電極面域內(nèi)的一個相對位置點(diǎn)為圓心或以電極幾何中心與礦熱爐幾何中心的連接直線上一點(diǎn)或以礦熱爐同心圓面域內(nèi)一點(diǎn)為圓心，以礦熱爐同心圓半徑為半徑或以電極半徑的1.001--19.999倍為半徑的坩堝圓(具體按不同設(shè)計(jì)需要取值，采用相同或不同坩堝半徑)，各坩堝圓共同相交于同心圓圓心或交疊于包含同心圓心的一個面域，或者使多坩堝圓相切或不相交，形成的以多坩堝圓公共面域中心或爐膛中心為中心的等圓周角分布(對稱電極)或不等圓周角分布(非對稱電極)且坩堝圓心距面域中心或爐膛幾何中心(或同心圓心)等距離或不等距離的，多個坩堝圓環(huán)不同套疊深度，或不相交(此時形成多個獨(dú)立多坩堝圓腔爐膛)的坩堝圓弧之不交疊部分弧所形成的多弧封閉或多個獨(dú)立坩堝圓弧腔體曲線為爐膛內(nèi)壁的礦熱爐膛結(jié)構(gòu)及采用各種數(shù)學(xué)曲線和多段線逼近上述的等效結(jié)構(gòu)的礦熱爐。

其坩堝圓環(huán)個數(shù)與所采用有效電極個數(shù)相同，最為常用的是三相供電的三電極三坩堝圓弧爐膛，采用雙電極冶煉可采用兩環(huán)，采用3n(n為自然數(shù))電極時為3n環(huán)爐膛。

專利的理想完美爐型特征是：以電極中心為坩堝中心，以同心圓半徑為坩堝圓半徑，各坩堝圓同時交于爐膛幾何中心(同心圓心)，且以爐膛中心成等圓周角對稱分布的各坩堝圓環(huán)之不交疊部分形成的封閉曲線爐膛。

實(shí)際中使用最典型和最便于實(shí)施的兩種系列方式，一是以坩堝圓的一部分為圓角的三(或多)棱柱型截面的水平斷面型，棱柱斷面圓弧之間的兩弧相切的直線段連接部分可以采用任何凸向或凹向爐膛的弧或多段線等效取代，坩堝圓弧部分可以采用任意多段線或小臺階等多邊形逼近。二是采用坩堝圓弧與過同心圓心的不同直徑的系列同心圓弧與坩堝圓相交在坩堝外測形成多臺階曲線狀等效逼近理想爐型特征，在電極鄰近爐壁的部分坩堝圓弧，為便于施工也可采用部分傳統(tǒng)圓形爐膛內(nèi)弧替代，與在兩電極之間的爐壁內(nèi)側(cè)(稱死區(qū))處采用上述臺階逼近混合實(shí)施，臺階型的跑階和踢面采用任何數(shù)學(xué)等效曲線或任何等效多段線逼近的衍生方式均屬于本專利權(quán)利范圍。

該專利系列礦熱爐的一種特型結(jié)構(gòu)是各坩堝圓不相交，整個礦熱爐水平斷面采用多坩堝圓環(huán)不相交的獨(dú)立多坩堝圓腔組成，以爐幾何中心為對稱點(diǎn)，等圓周(理想狀況時)或不等圓周分布，距幾何中心等距(理想情況)或不等距，每圓腔有電極，最好電極位于腔中心，各坩堝環(huán)腔冶煉原料相互不接觸，各坩堝腔的間距以耐火磚砌筑條件和爐底導(dǎo)電能力綜合考慮，各環(huán)腔爐底為一體公用互相導(dǎo)通零電位或共用整體電爐底。該種特型結(jié)構(gòu)利于超大型(30000-500000千瓦)礦熱爐設(shè)計(jì)，或應(yīng)用于采用多電極冶煉礦熱爐，其每個單腔爐膛的縱向結(jié)構(gòu)和斷面亦可采用本發(fā)明礦熱爐的縱向特征，每個單圓腔的水平斷面形狀可采用任何等效曲線或等效多段線逼近坩堝圓。

發(fā)明專利爐型爐膛過中軸縱向結(jié)構(gòu)不僅采用傳統(tǒng)柱狀或上粗下細(xì)的等爐壁厚度的圓臺，而是采用雙曲線或近似等效曲線或等效逼近雙曲線的多段線縱向爐體，形成礦熱爐不等厚的耐火墻爐膛，或者內(nèi)部爐膛為柱狀或上下部不等粗的臺形，外部爐殼為上下不等粗的臺形，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)上部和下部爐壁耐火磚的縱向不等厚度特點(diǎn)以及爐膛上部與爐膛底部的不同直徑或面域面積的特征。

該專利爐型的使用特征是指用于冶煉電石的電石爐、黃磷爐或各種合金和鐵合金爐的密閉、半密閉或開放式各種爐型，權(quán)利包括該專利礦熱爐和電石爐型的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、使用和其它相關(guān)配套設(shè)備以及爐膛耐火材料的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、砌筑的所有專利特征相關(guān)的綜合技術(shù)方案及應(yīng)用。

礦熱爐設(shè)計(jì)中通常坩堝圓半徑等于同心圓半徑，有時略大于或略小于同心圓半徑，同時在礦熱爐設(shè)計(jì)中采用適當(dāng)增加或減小部分坩堝圓、同心圓、爐膛內(nèi)徑等水平方向尺寸留出爐壁處距離余量做爐膛冶煉的保護(hù)尺寸預(yù)留，這種預(yù)留會影響部分?jǐn)嗝鎴A或弧的交點(diǎn)位置但不會影響總體斷面形狀和結(jié)構(gòu)特征，本專利所有系列礦熱爐的特征形狀和權(quán)利要求指包含采用保護(hù)預(yù)留距離尺寸和不含保護(hù)預(yù)留距離尺寸的兩種情形。

采用專利系列礦熱爐上述的多種特征或多種特征逼近方法之部分，通過不同部分方法或數(shù)學(xué)逼近方法的組合，以排列組合關(guān)系實(shí)現(xiàn)專利目的和專利特征的任何做法都屬于本權(quán)利范圍。