CN106091695A - 一种炼锌电炉炉顶结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种炼锌电炉炉顶结构,从内到外依次包括处于内环、中环以及外环,所述内环为极心圆区域,所述内环为整体浇注结构,所述中环以及外环为砖砌结构,所述内环、中环以及外环均设置有若干膨胀缝。本发明中,炉顶的极心圆区域采用整体浇注结构,其它区域采用砖砌机构,为避免炉顶在应力的作用下降低使用寿命,还预留一定数量的膨胀缝,通过实践证明,本发明具有成本低、砌筑简单、制作周期短、使用寿命长等特点,具有很大的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及电热还原法炼锌电炉领域,尤其涉及一种炼锌电炉炉顶结构。
背景技术
电热还原法炼锌电炉(简称电炉)属于矿热电炉,电炉炼锌所生产的锌粉粒度极细(大于80目),还原力极强,常作为置换剂用于硫酸锌溶液的净化,且电炉锌粉含有1%-4%的铅的合金锌粉,活性好、单位电锌消耗锌粉较少,可防止钴复溶,减少烧板,故采用电热法锌粉将是今后湿法炼锌的一个主流趋势。
在生产实际过程中,炼锌电炉炉顶通常采用球形拱顶,并由砖砌结构或整体浇注方式制作完成,上述两种结构都存在一定的缺陷,电炉炉盖本身是弧形结构,再加上若干电极孔和加料孔等,砌砖难度大,炉顶砌筑后质量均难以保证。经常会出现砖缝处遭到侵蚀损坏后造成砖松动,进而造成掉砖现象,加快炉顶损毁;同时在砖缝过小的部位,由于热应力的作用,砖互相挤压出现裂纹甚至断裂掉块,影响正常生产。耐火砖砌筑炉盖主要存在以下不足:(1)施工难度大、砌筑时间长;(2)砖的厚度大,烧不透,造成在生产过程中砖砌拱顶往下塌,变形严重;(3)热稳定性差、接触火焰部位剥落严重;(4)隔热性能有限,散热严重,设计的炉盖砖既要求能耐高温又要求能保温。在实际生产中炼锌电炉因炉喉粘接等问题,需快速降温升温,导致电炉顶受到强烈的热震现象,炉盖缺点越来越显著的暴露出来,使用寿命明显降低,已成为制约生产的“瓶颈”。而采用整体浇注方式,即先制作钢模或木模,然后采用高强度、耐热震、耐温的浇注料对炉顶进行整体浇注,该方法虽然解决了炉顶局部掉块、热稳定性差等问题,但其造价偏高,制造工艺也复杂,不利于大规模推广使用。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种炼锌电炉炉顶结构,旨在解决现有的炉顶结构造价高、寿命短、制作周期长等问题。
本发明的技术方案如下:
一种炼锌电炉炉顶结构,其中,从内到外依次包括处于内环、中环以及外环,所述内环为极心圆区域,所述内环为整体浇注结构,所述中环以及外环为砖砌结构,所述内环、中环以及外环均设置有若干膨胀缝。
所述的炼锌电炉炉顶结构,其中,所述内环均匀分布有三条膨胀缝。
所述的炼锌电炉炉顶结构,其中,所述中环以及外环均设置有六条膨胀缝,并且均匀分布。
所述的炼锌电炉炉顶结构,其中,所述中环以及外环上的六条膨胀缝错位设置。
所述的炼锌电炉炉顶结构,其中,所述外环外缘连接有拱角,所述拱角下方设置有炉墙。
所述的炼锌电炉炉顶结构,其中,所述内环与中环、所述中环与外环、所述外环与拱角之间均设置有硅酸铝纤维毯。
所述的炼锌电炉炉顶结构,其中,所述外环与拱角之间的硅酸铝纤维毯厚度为20mm,所述内环与中环、所述中环与外环之间的硅酸铝纤维毯厚度均为2~3mm。
所述的炼锌电炉炉顶结构,其中,所述膨胀缝的宽度为2-3mm。
所述的炼锌电炉炉顶结构,其中,所述极心圆区域均匀设置有三个电极孔,所述内环上的三条膨胀缝与所述三个电极孔错位设置。
有益效果:本发明中,炉顶的极心圆区域采用整体浇注结构,其它区域采用砖砌机构,为避免炉顶在应力的作用下降低使用寿命,还预留一定数量的膨胀缝,通过实践证明,本发明具有成本低、砌筑简单、制作周期短、使用寿命长等特点,具有很大的推广价值。
附图说明
图1为本发明一种炼锌电炉炉顶结构较佳实施例的结构示意图。
图2为本发明一种炼锌电炉炉顶结构较佳实施例的剖面示意图。
具体实施方式
本发明提供一种炼锌电炉炉顶结构,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明提供的一种炼锌电炉炉顶结构,其从内到外依次包括处于内环1、中环2以及外环3,所述内环1为极心圆区域,所述内环1为整体浇注结构,所述中环2以及外环3为砖砌结构,所述内环1、中环2以及外环3均设置有若干膨胀缝11,所述的炼锌电炉炉顶结构连接于炉喉10。
本发明中,由于电炉炉顶极心圆区域在热力作用下,位移与应变最大,故在该区域采用整体浇注方式,同时为消除应力,在其整体浇注时预留了若干膨胀缝11;而在其它区域由于热应力较小,与极心圆区域相比较,结构简单,所以采用砖砌方式;本发明将整体浇注方式与砌方式相结合,即能保证炉顶结构稳定性,又能防止炉顶局部掉块,确保炉顶的热稳定性。
所述内环1均匀分布有三条膨胀缝11。即在沿极心圆区域60°方向预留膨胀缝11,此处的膨胀缝11宽度为2-3mm,例如2.5mm。在所述极心圆区域均匀设置有三个电极孔12,所述内环1上的三条膨胀缝11与所述三个电极孔12错位设置,例如按照前述结构,这三条膨胀缝11与三个电极孔12错位60°夹角,从而提供足够的缓冲效果。
为了验证极心圆区域整体浇注后的效果,本发明以2500KVA60°球形拱顶为例,并采用COSMOS软件进行仿真,从试验结果得知,当极心圆区域预留膨胀缝11后,炉顶极心圆区域位移最大,最大约为3.69mm,且在相邻电极孔的中间位置处应力最大,约为3.724MPa。由此可见,增加膨胀缝11后大热应力大幅下降。
本发明中,内环1之外的其他区域采用砖砌结构,为防止浇注后在生产时因热应力过大,造成砖砌区域开裂现象,将电炉砖砌区域分成两环,即分为中环2以及中环2外的外环3,其中,中环2以及外环3为砖砌结构。
进一步,为防止热应力过大造成区域开裂或其他事故,中环2以及外环2均设置有六条膨胀缝11,并且均匀分布,这些膨胀缝11的宽度为2-3mm,例如2.5mm。所述中环2以及外环3上的六条膨胀缝11错位设置,例如中环2的膨胀缝11与外环3的膨胀缝11错位30°设置,这样,外环3的膨胀缝11的三条膨胀缝11将与内环1对应的三条膨胀缝11对齐。
在本发明中,如图2所示,所述外环3连接有拱角4,所述拱角4下方设置有炉墙5,通过炉墙5提供基本的底座功能,而所述的拱角4可以用来支撑炉顶,使炉顶结构更加稳定,所述的拱角4与外环5的接触面为斜面结构,可更好支撑炉顶。
所述内环1与中环2、所述中环2与外环3、所述外环3与拱角4之间均设置有硅酸铝纤维毯13。在所述内环1与中环2之间设置所述硅酸铝纤维毯13,可防止炉顶的整体浇注后整体水平方向的热应力变形。在所述中环2与外环3、所述外环3与拱角4之间均设置所述硅酸铝纤维毯13,可用来防止中环2以及外环3的水平方向的热应力变形。
所述外环3与拱角4之间的硅酸铝纤维毯13厚度较大,例如为20mm,所述内环1与中环2、所述中环2与外环3之间的硅酸铝纤维毯13厚度较小,例如均为2~3mm,如2.5mm。
在本发明中,各环都需要制作木模钢才能浇注或砖砌。
本发明的制作过程如下:按炉顶的中心线对称、均匀分布地安装3块锁砖后开始砌筑外环第一圈,每圈从某一点向两侧同时进行,每圈的起点不能处于同一位置,第一圈锁砖与第二圈错开3块砖以上,在砌砖过程中为防止热应力过大造成区域开裂或其他事故,预留6条膨胀缝,膨胀缝宽度为2-3mm,如2.5mm;完成外环后在外层加一层2-3mm(2.5mm)硅酸铝纤维毡后,开始中环的砌砖,中环的砌砖模式与外环相同;当完成中环砌砖后,在中环砖外增加一层2-3mm(如2.5mm)硅酸铝纤维毡,以防止炉顶整体浇注后整体水平方向的热应力变形,然后开始浇注极心圆区域。
综上所述,本发明中,炉顶的极心圆区域采用整体浇注结构,其它区域采用砖砌机构,为避免炉顶在应力的作用下降低使用寿命,还预留一定数量的膨胀缝,通过实践证明,本发明具有成本低、砌筑简单、制作周期短、使用寿命长等特点,具有很大的推广价值。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种炼锌电炉炉顶结构,其特征在于,从内到外依次包括处于内环、中环以及外环,所述内环为极心圆区域,所述内环为整体浇注结构,所述中环以及外环为砖砌结构,所述内环、中环以及外环均设置有若干膨胀缝。
2.根据权利要求1所述的炼锌电炉炉顶结构,其特征在于,所述内环均匀分布有三条膨胀缝。
3.根据权利要求1所述的炼锌电炉炉顶结构,其特征在于,所述中环以及外环均设置有六条膨胀缝,并且均匀分布。
4.根据权利要求3所述的炼锌电炉炉顶结构,其特征在于,所述中环以及外环上的六条膨胀缝错位设置。
5.根据权利要求1所述的炼锌电炉炉顶结构,其特征在于,所述外环外缘连接有拱角,所述拱角下方设置有炉墙。
6.根据权利要求5所述的炼锌电炉炉顶结构,其特征在于,所述内环与中环、所述中环与外环、所述外环与拱角之间均设置有硅酸铝纤维毯。
7.根据权利要求6所述的炼锌电炉炉顶结构,其特征在于,所述外环与拱角之间的硅酸铝纤维毯厚度为20mm,所述内环与中环、所述中环与外环之间的硅酸铝纤维毯厚度均为2~3mm。
8.根据权利要求1所述的炼锌电炉炉顶结构,其特征在于,所述膨胀缝的宽度为2-3mm。
9.根据权利要求2所述的炼锌电炉炉顶结构,其特征在于,所述极心圆区域均匀设置有三个电极孔,所述内环上的三条膨胀缝与所述三个电极孔错位设置。
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