[發明專利]礦熱電爐爐體結構

在審

• 申請號: 202010700076.0
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111850379A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 丁豐收;王明俠;晁尚奎;丁彥文
• 申請（專利權）人: 鄭州市瑞沃耐火材料有限公司
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C22B23/02;C22B4/06;C22B4/08
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 王霞

本發明公開了一種礦熱電爐爐體結構，包括爐體和爐蓋，所述爐體的側壁和底部分別具有冷卻裝置；所述爐體底部和壁部工作層的導熱系數高于10.0w/（m·k）、耐壓強度高于50MPa；在所述工作層外設置有保護層。本發明在礦熱電爐爐體的側壁和底部分別設置冷卻裝置，可對礦熱電爐內襯耐火材料進行有效的冷卻，確保1150℃鐵水凝固等溫線保持在緊鄰耐火材料工作面之內，有效減緩了液態渣鐵對于耐火材料的侵蝕損毀作用，并會在冶煉中在耐火材料工作面的表面形成一層渣鐵保護層。同時，結合對電爐爐體側壁內襯和底部內襯進行合理調整，使礦熱電爐爐體達到安全、高效、長壽的運行，可將目前礦熱電爐內襯的一次性使用壽命提高到5年至10年。

技術領域

本發明涉及礦熱電爐結構，尤其是涉及一種用于冶煉鎳鐵及鐵合金的礦熱電爐爐體結構。

背景技術

礦熱電爐是冶煉鐵合金的重要設備，它利用插入的三根高功率電極產生的電弧熱量將入爐的金屬礦物原料進行冶煉，使礦物中的雜質與金屬在液態下分離，然后在出鐵過程中排出渣子，得到成品金屬。在冶煉過程中礦熱電爐內襯耐火材料會受到電弧熱量熔蝕、高溫液態金屬的滲透、復雜渣子成份的化學侵蝕等多重損毀。目前行業內很多礦熱電爐內襯的耐火材料壽命在12～18個月，而大修一次礦熱電爐內襯需要一千多萬人民幣的資金投入和1～2個月的停產，大大影響了礦熱電爐的生產效率和經濟效益，并且每次大修都要造成大量的資源投入和上千噸工業固廢垃圾的排放。所以，如何能有效延長礦熱電爐的使用壽命是本領域技術人員長期的研究方向。

現有的礦熱電爐采用普通爐殼，爐內耐火材料采用鎂磚、鎂鉻磚、碳磚＋高鋁磚等材質砌筑，僅靠耐火材料的高溫性能來抵御爐內的高溫熔蝕、鐵水滲透及化學侵蝕，爐子壽命一般為一年左右，期間需要對爐子的易損部位進行維護。而且爐子使用后期需要在爐襯變薄、爐殼高溫的狀態下運行，非常危險。

為延長礦熱電爐爐體的使用壽命，目前采用的護爐方式有如下幾種：

1、堆料護爐：擴大礦熱電爐的直徑，減小電極電弧半徑，使緊靠爐襯的礦物遠離電弧不能融化而堆積，利用礦物原料的堆積保護耐火材料爐襯，這樣的爐襯壽命一般可達2～3年。但是，這種護爐方式可使爐子的利用率很低、電耗很大，并且由于物料的阻隔無法對爐內進行有效監控，當爐內異常造成燒蝕不平衡時，很容易造成爐壁燒穿。

2、局部冷卻＋渣子成份調節：此方法目前使用比較廣泛，一般對于礦熱電爐爐蓋、出鐵口、出渣口進行循環水冷卻，可以有效延長這些重點部位的耐火材料使用壽命；并且通過對爐內渣子成份的調節，減少對渣線耐火材料的侵蝕，延長相應部位爐襯壽命。這樣綜合措施的使用可以使爐子達到3～4的壽命，但是對于爐子操作和渣子成份調節的技術工種要求較高。

3、爐體冷卻：目前對礦熱電爐的冷卻方式有冷卻壁冷卻和淋水冷卻，冷卻壁冷卻設備投資較高，而淋水冷卻的投資相對低一些。但是這些冷卻方式并沒有明顯提高爐體內襯的使用壽命（爐體最長的壽命不超過5年）。

研究發現，如果能有效降低礦熱電爐內襯工作層耐火材料的工作溫度，不僅可延長爐缸的使用壽命，還能提高爐子運行的安全性。

發明內容

本發明的目的在于針對目前礦熱電爐爐體使用壽命較短的缺陷提供一種新型的礦熱電爐爐體結構，該爐體結構可有效延長礦熱電爐的使用壽命。

為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案：

本發明所述的礦熱電爐爐體結構，包括爐體和爐蓋，所述爐體的側壁和底部分別具有冷卻裝置；

所述爐體底部和壁部工作層的導熱系數高于10.0w/（m·k）、耐壓強度高于50MPa；在所述工作層外設置有保護層。

所述爐體側壁的冷卻裝置布設在爐體鋼殼外側，其安裝區域與爐體內爐缸的冶煉區域相對應；所述爐體底部的冷卻裝置為布設在高導熱澆注料層中的冷卻管道。