專利名稱：電爐小爐蓋及制備方法
技術領域：
本發(fā)明是對電爐小爐蓋的改進，尤其涉及一種使用安全性好，壽命長，
特別在鐵水比大于40%時仍能保持長壽命的電爐小爐蓋及制備方法。
背景技術：
冶金電爐爐蓋有大爐蓋與中間三角區(qū)部位(俗稱小爐蓋)組成，在冶煉過 程中，由于電爐爐頂長期處于高溫狀態(tài)，并且經常受到溫度驟變的影響， 以及爐內c p、 co2、 so2等和造渣劑的化學侵蝕、電極弧光的輻射及煙塵
的沖刷，加上爐頂在升降旋轉時還受到機械振動等作用，特別容易損壞。
尤其是小爐蓋除上述以外還插放有電極，溫度相對于其他部位高得多； 而且電極孔的存在，還易受煙氣沖刷；此外，當鋼廠生產工藝有所調整， 鐵7j^):提高到40%以上時，鐵水中硅、硫和碳會大幅度提高，從而造成浮 渣3^^，難以在爐蓋底面形成粘附保護渣層，而且脫碳一般都是在高溫熔 融狀燕下進行氧化熔煉，在氧化氣氛下形成的SK)2和少量的S02等酸性物
質，k加劇對小爐蓋的損毀，以及熔池發(fā)生碳一氧反應時會產生沸騰、攪 動，，起到去除鋼水中的氣體和雜質、加速鋼渣反應、均勻成分、均勻 溫度、作用，但鋼水沸騰比純廢鋼冶煉激烈得多，鋼液噴濺也激烈得多， 對小爐蓋的侵蝕也就更為嚴重，因而小爐蓋較大爐蓋更容易損壞。特別是 鐵水兌入比例越高，對小爐蓋使用壽命降低越多，此可使小爐蓋使用壽命 降低50%以上。例如國內某鋼廠30t電爐冶煉純廢鋼時，小爐蓋的使用壽 —命為150次以上，兌入40%鐵水后，同樣材質的小爐蓋使用壽命只有80次 左右。所以電爐頂尤其是小爐蓋成為整個電爐系統(tǒng)中最薄弱的部位，并成 為制約電爐爐役的主要因素之一。
人們通過對爐蓋采取降溫措施，以延長爐蓋的使用壽命例如 中國專利CN2160872、 CN2514003公開的煉鋼電爐排管水冷爐蓋，其 大爐蓋采用水冷排管結構。水冷排管雖然對爐蓋有降溫作用，但主要是對 大爐蓋，而小爐蓋中心部位基本無降溫作用；并且小爐蓋由于使用條件更 為惡劣，不能采用水冷排管結構(漏水進入電爐會引發(fā)爆炸，對煉鋼生產
安全造成極大的隱患)，因此水冷排管只能用于大爐蓋，而不能用于小爐
蘭 皿。
3中國專利CN2416468公開的新型電爐蓋，通過在小爐蓋電極孔內固定 耐高溫絕熱管件，以減小電極對小爐蓋的升溫。但實際此隔熱效果有限。
特別是采用上述方法，對于鐵水比高的煉鋼工藝，例如鐵水比高于40% 時，難以在爐蓋內面形成保護層，由此造成對爐蓋的加劇損壞缺陷沒有得 到克服，實際對小爐蓋延長使用壽命作用不大。因此仍有值得改進的地方。 糊贈
本發(fā)明目的在于克服上述已有技術的不足，提供一種使用安全性好， 壽命長，特別在鐵水比大于40%時仍能保持長壽命的電爐小爐蓋。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述電爐小爐蓋的制備方法。 — 本發(fā)明第一目的實現，主要改進是在預制爐蓋三角區(qū)(小爐蓋)電極孔周 圍預置有風冷通道，并與外界冷卻風連通，在使用時通過向風冷通道內連 續(xù)通入冷空、，將蘊積在電爐小爐蓋(特別是3個電極孔周圍)的熱量吸收帶 出，起到對爐蓋的冷卻降溫，達到有效降低爐蓋熱負荷；同時爐蓋內表面 溫度降低，還有利于增大爐蓋下方爐渣的黏度，有利于在爐蓋內工作面形 成一i連續(xù)高黏滯性附渣層，以抑制爐渣與小爐蓋發(fā)生反應，減少爐渣對 爐蓋耐火材料的侵蝕，實現本發(fā)明目的。具體說，本發(fā)明電爐小爐蓋，包 括爐蓋本體和開設的電極孔洞，其特征在于爐蓋厚度面、電極孔洞周圍有 預留的上下分成若干層、且徑向尺寸不同的環(huán)形通道，所說各環(huán)形通道有 伸出爐蓋的外連接管。
本發(fā)明所說電極孔周圍、上下分層設置的若干環(huán)形通道，主要是在爐 蓋內形成冷.卻降溫通道，通過通入連續(xù)冷卻氣體，使爐蓋降溫。環(huán)形通道 形狀不限，可以是圓形，也可以是其他幾何形狀的環(huán)形通道，通道截面形 狀也不限，可以是圓形，也可以是其他幾何形狀。環(huán)形通道，較好是呈慣 通結構；但由于有外連接管，也可以不連通結構。上下各層環(huán)形通道，徑 向尺寸不同，主要是從有利于確保爐蓋強度角度考慮，各冷卻環(huán)形通道在 豎向投影面上不為同尺寸環(huán)形結構，更有利于確保爐蓋強度(當然各層相 同尺寸也不是不可以用)。各環(huán)形通道徑向尺寸， 一種較好為徑向尺寸按 爐蓋面向下呈上大下小變化，此結構更有利于隨著使用電極孔擴大后仍然 保持較好的冷卻。根據爐蓋大小及電極孔布置，環(huán)形通道可以是環(huán)繞所有 電極，也可以是每個電極孔周圍均分別設置，本發(fā)明優(yōu)先采用后者，可以 有更好的降溫效果。冷卻環(huán)形通道，直徑較好為10-30mm，過細對冷卻效 果有影響，過大則對強度有影響，需加大爐蓋厚度。連接各環(huán)形通道的外連接管，主要使冷卻氣體連續(xù)進出，根據冷卻速 度要求，各環(huán)形通道上外連接管，可以是一對，也可以是若千對，多對外 連接管換氣量大更有利于降溫速度的提高。外連管在爐蓋中可以橫向伸出， 也可以斜向伸出， 一種更好為豎向伸出爐蓋。為避免灰塵等雜質進入外連 接管，進而堵塞風冷通道，其中一種更好為外連接管露出爐蓋外部分的至 少管口呈彎曲(非豎直)。外連接管，可以同向設于爐蓋上方；也可以是進風 管在爐蓋上方，出風管在爐蓋下方(進出風管分設于爐蓋兩面)，使冷卻 出風向爐內排出，相當于向爐內供氧，其中較好為冷卻風向爐內排出，有 利于抵消煙氣對爐蓋的沖刷破壞。
本發(fā)明電爐小爐蓋的制備方法，包括耐火澆注料澆注或壓力成型，其 特征在于成型時或成型前，在厚度面不同高度放置有不同直徑的環(huán)形燒失 體及連通的外連接管，然后澆注或壓制成型，加溫烘烤或第一次使用烘烤， 燒失物燒矢留下通道。
,發(fā)明方法中預留通道，預制爐蓋內通道采用燒失體成型占位，燒失 后形^通道；與爐蓋外連通例如外連接管通道，可以采用燒失體占位，燒 失后彩成通道，也可以采用輥棒形式實體占位，成型后拔出得到通道。
:*發(fā)明電爐小爐蓋，由于在爐蓋預制件電極孔周圍預制有按厚度分層 布置的多層風冷通道，使用時向通道連續(xù)通入冷卻空氣，將爐蓋內高熱量 帶出/從而達到降低爐蓋溫度，而且由于通風冷卻，隨著使用即使冷卻通 道毀損，也不會造成水冷對煉鋼的安全隱患和危險。其次，爐蓋溫度的降 低，也有利于增大爐蓋下方爐渣的黏度，有利于在爐蓋內工作面形成一層 連續(xù)高黏滯性附渣層，抑制爐渣與小爐蓋發(fā)生反應，降低爐渣對爐蓋耐火 材料的侵蝕；同樣可以延長爐蓋使用壽命。特別是在鐵水比大于40%時， 因爐蓋降溫作用，雖然鐵水中硅、硫和碳的大幅度提高會降低浮渣黏度， 但爐蓋內面較低的溫度仍然能形成保護附渣層。此外，爐蓋得到冷卻，使 得中斷冶煉期間爐蓋移出與外界溫差縮小，也減輕小爐蓋移出因溫差大造 成熱剝落與結構剝落造成的爐蓋損壞。再就是，良好的附渣層還可以起到 隔熱保溫的作用，對延長爐蓋的使用壽命也是有利的。各層通道直徑不同 變化，投影面通風道不為同直徑，使得設置通道對爐蓋強度影響降到最小， 完全能滿足小爐蓋對強度要求。本發(fā)明電爐小爐蓋，同材質爐蓋使用壽命 至少可以較不設通風冷卻通道的提高30%以上。
以下結合二個具體實施例，示例性說明及幫助進一步理解本發(fā)明，但實施例具體細節(jié)僅是為了說明本發(fā)明，并不代表本發(fā)明構思下全部技術方 案，因此不應理解為對本發(fā)明總的技術方案限定， 一些在技術人員看來， 不偏離本發(fā)明構思的非實質性改動，例如以具有相同或相似技術效果的技 術特征簡單改變或替換，均屬本發(fā)明保護范圍。


圖1為本發(fā)明電爐小爐蓋第一實施例電極一孔縱剖結構示意圖。
圖2為本發(fā)明電爐小爐蓋第二實施例電極一孔縱剖結構示意圖。
具體實施例方式
實施例l:參見圖l，本發(fā)明電爐小爐蓋，在澆注成型模具內，最后形 成電極孔3的外周，放置有若干層(三層)不同高度和不同外徑(自頂面向下
外徑減小)直徑為25mm環(huán)形塑料管(燒失后形成上下三層、不同外徑的通 風道l)，以及各通向外部的豎向向外連接管(塑料管，同向一對或幾對)，用 澆注料澆注成型預制整體小爐蓋2，成型后加溫烘烤硬化，同時塑料管受熱 熔化燒失，使原先占位形成中空冷卻風通道1和各自供風通道，通道伸出 爐蓋部分為插入的不銹鋼連接管1.1、 1.2和1.3，三個外連接管管口向下彎 曲，可以減少灰塵進入。使用時，分別由成對的外連接通風導管1.1、 1.2 和1.3:向各環(huán)形風道1連續(xù)通以冷卻風，對爐蓋進行降溫。隨著爐蓋的使用， 爐蓋g表面逐漸損壞，冷卻風道也逐層損壞，由于冷卻風道在厚度面上分 層設i，因此爐蓋仍然能夠得到有效冷卻，從而大大延長了小爐蓋的使用 壽命。
實施例2:參見圖2，如實施例l，其中連通各通風道的外連接管，分 別設置于爐蓋內外兩側，其中向內排風管為多點排出(均勻出風)，由爐 蓋外向通風道連續(xù)供風，冷卻風由爐蓋內側面向爐內排出。
對于本領域技術人員來說，在本專利構思及具體實施例啟示下，能夠 從本專利公開內容及常識直接導出或聯想到的一些變形，本領域普通技術 人員將意識到也可采用其他方法，或現有技術中常用公知技術的替代，以 及特征間的相互不同組合，例如爐蓋中通風道層數、形狀等的變化，引出 連接管走向變化，小爐蓋形狀變化，第一次烘烤燒失形成通道方式不同， 等等的非實質性改動，同樣可以被應用，都能實現與上述實施例基本相同 功能和效果，不再一一舉例展開細說，均屬于本專利保護范圍。
權利要求
1、電爐小爐蓋，包括爐蓋本體和開設的電極孔洞，其特征在于爐蓋厚度面、電極孔洞周圍有預留的上下分成若干層、且徑向尺寸不同的環(huán)形通道，所說各環(huán)形通道有伸出爐蓋的外連接管。
2、 根據權利要求1所述電爐小爐蓋，其特征在于每個電極孔外周分別設 置環(huán)形通道。
3、 根據權利要求1或2所述電爐小爐蓋，其特征在于上下各層環(huán)形通道 徑向尺寸自爐蓋頂面向下呈上大下小變化。
4、 根據權利要求1或2所述電爐小爐蓋，其特征在于外連接管露出爐蓋外部分管口呈彎曲。
5、 根據權利要求1或2所述電爐小爐蓋，其特征在于外連接管豎向伸出 爐蓋。 '
6、 根據權利要求1或2所述電爐小爐蓋，其特征在于環(huán)形通道外連接管 分蟫于爐蓋兩面，冷卻風向爐內排出。
7、 根據權利要求6所述電爐小爐蓋，其特征在于向爐內排風為多點排出。
8、根據權利要求1或2所述電爐小爐蓋，其特征在于冷卻環(huán)形通道直徑為10-30mm。
9.根據權利要求8所述帶內通風冷卻通道電爐小爐蓋制備方法，包括耐火澆注料澆注或壓力 成型，其特征在于成型時或成型前，在厚度面不同高度放置有不同直徑的環(huán) 形燒失體及連通的外連接管，然后澆注或壓制成型，加溫烘烤或第一次使用 烘烤，燒失鉤燒失留下通道。
10、根據權利要求9所述帶內通風冷卻通道電爐小爐蓋制備方法，其特 征在于燒失體為塑料管。
全文摘要
本發(fā)明是對電爐小爐蓋及成型方法的改進，其特征是爐蓋厚度面、電極孔洞周圍有預留的上下分成若干層、且徑向尺寸不同的環(huán)形通道，所說各環(huán)形通道有伸出爐蓋的外連接管。使用時向通道連續(xù)通入冷卻空氣，降低爐蓋溫度，同時也有利于在爐蓋內工作面形成一層連續(xù)高黏滯性附渣保護層，爐蓋降溫也減輕小爐蓋移出因溫差大造成熱剝落與結構剝落造成的爐蓋損壞，同材質爐蓋使用壽命至少可以較不設通風冷卻通道的提高30％以上。
文檔編號F27D1/18GK101539367SQ20091003158
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月23日 優(yōu)先權日2009年4月23日
發(fā)明者吳永來, 張興華, 楊政宏, 湯致魁, 峰 黃 申請人:宜興市振球爐料有限公司