一種煉鋅電爐爐頂結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種煉鋅電爐爐頂結構，從內到外依次包括處于內環(huán)、中環(huán)以及外環(huán)，所述內環(huán)為極心圓區(qū)域，所述內環(huán)為整體澆注結構，所述中環(huán)以及外環(huán)為磚砌結構，所述內環(huán)、中環(huán)以及外環(huán)均設置有若干膨脹縫。本發(fā)明中，爐頂?shù)臉O心圓區(qū)域采用整體澆注結構，其它區(qū)域采用磚砌機構，為避免爐頂在應力的作用下降低使用壽命，還預留一定數(shù)量的膨脹縫，通過實踐證明，本發(fā)明具有成本低、砌筑簡單、制作周期短、使用壽命長等特點，具有很大的推廣價值。
【專利說明】
一種煉鋅電爐爐頂結構
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及電熱還原法煉鋅電爐領域，尤其涉及一種煉鋅電爐爐頂結構。
【背景技術】
[0002]電熱還原法煉鋅電爐(簡稱電爐)屬于礦熱電爐，電爐煉鋅所生產的鋅粉粒度極細(大于80目)，還原力極強，常作為置換劑用于硫酸鋅溶液的凈化，且電爐鋅粉含有1%_4%的鉛的合金鋅粉，活性好、單位電鋅消耗鋅粉較少，可防止鈷復溶，減少燒板，故采用電熱法鋅粉將是今后濕法煉鋅的一個主流趨勢。
[0003]在生產實際過程中，煉鋅電爐爐頂通常采用球形拱頂，并由磚砌結構或整體澆注方式制作完成，上述兩種結構都存在一定的缺陷，電爐爐蓋本身是弧形結構，再加上若干電極孔和加料孔等，砌磚難度大，爐頂砌筑后質量均難以保證。經常會出現(xiàn)磚縫處遭到侵蝕損壞后造成磚松動，進而造成掉磚現(xiàn)象，加快爐頂損毀；同時在磚縫過小的部位，由于熱應力的作用，磚互相擠壓出現(xiàn)裂紋甚至斷裂掉塊，影響正常生產。耐火磚砌筑爐蓋主要存在以下不足:(I)施工難度大、砌筑時間長；(2)磚的厚度大，燒不透，造成在生產過程中磚砌拱頂往下塌，變形嚴重；(3)熱穩(wěn)定性差、接觸火焰部位剝落嚴重；(4)隔熱性能有限，散熱嚴重，設計的爐蓋磚既要求能耐高溫又要求能保溫。在實際生產中煉鋅電爐因爐喉粘接等問題，需快速降溫升溫，導致電爐頂受到強烈的熱震現(xiàn)象，爐蓋缺點越來越顯著的暴露出來，使用壽命明顯降低，已成為制約生產的“瓶頸”。而采用整體澆注方式，即先制作鋼?；蚰灸＃缓蟛捎酶邚姸?、耐熱震、耐溫的澆注料對爐頂進行整體澆注，該方法雖然解決了爐頂局部掉塊、熱穩(wěn)定性差等問題，但其造價偏高，制造工藝也復雜，不利于大規(guī)模推廣使用。
[0004]因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。

【發(fā)明內容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種煉鋅電爐爐頂結構，旨在解決現(xiàn)有的爐頂結構造價高、壽命短、制作周期長等問題。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
一種煉鋅電爐爐頂結構，其中，從內到外依次包括處于內環(huán)、中環(huán)以及外環(huán)，所述內環(huán)為極心圓區(qū)域，所述內環(huán)為整體澆注結構，所述中環(huán)以及外環(huán)為磚砌結構，所述內環(huán)、中環(huán)以及外環(huán)均設置有若干膨脹縫。
[0007]所述的煉鋅電爐爐頂結構，其中，所述內環(huán)均勻分布有三條膨脹縫。
[0008]所述的煉鋅電爐爐頂結構，其中，所述中環(huán)以及外環(huán)均設置有六條膨脹縫，并且均勾分布。
[0009]所述的煉鋅電爐爐頂結構，其中，所述中環(huán)以及外環(huán)上的六條膨脹縫錯位設置。
[0010]所述的煉鋅電爐爐頂結構，其中，所述外環(huán)外緣連接有拱角，所述拱角下方設置有爐墻。
[0011]所述的煉鋅電爐爐頂結構，其中，所述內環(huán)與中環(huán)、所述中環(huán)與外環(huán)、所述外環(huán)與拱角之間均設置有硅酸鋁纖維毯。
[0012]所述的煉鋅電爐爐頂結構，其中，所述外環(huán)與拱角之間的硅酸鋁纖維毯厚度為20_，所述內環(huán)與中環(huán)、所述中環(huán)與外環(huán)之間的硅酸鋁纖維毯厚度均為2?3_。
[0013]所述的煉鋅電爐爐頂結構，其中，所述膨脹縫的寬度為2_3mm。
[0014]所述的煉鋅電爐爐頂結構，其中，所述極心圓區(qū)域均勻設置有三個電極孔，所述內環(huán)上的三條膨脹縫與所述三個電極孔錯位設置。
[0015]有益效果:本發(fā)明中，爐頂?shù)臉O心圓區(qū)域采用整體澆注結構，其它區(qū)域采用磚砌機構，為避免爐頂在應力的作用下降低使用壽命，還預留一定數(shù)量的膨脹縫，通過實踐證明，本發(fā)明具有成本低、砌筑簡單、制作周期短、使用壽命長等特點，具有很大的推廣價值。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明一種煉鋅電爐爐頂結構較佳實施例的結構示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明一種煉鋅電爐爐頂結構較佳實施例的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明提供一種煉鋅電爐爐頂結構，為使本發(fā)明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種煉鋅電爐爐頂結構，其從內到外依次包括處于內環(huán)
1、中環(huán)2以及外環(huán)3，所述內環(huán)I為極心圓區(qū)域，所述內環(huán)I為整體澆注結構，所述中環(huán)2以及外環(huán)3為磚砌結構，所述內環(huán)1、中環(huán)2以及外環(huán)3均設置有若干膨脹縫11，所述的煉鋅電爐爐頂結構連接于爐喉10。
[0020]本發(fā)明中，由于電爐爐頂極心圓區(qū)域在熱力作用下，位移與應變最大，故在該區(qū)域采用整體澆注方式，同時為消除應力，在其整體澆注時預留了若干膨脹縫11;而在其它區(qū)域由于熱應力較小，與極心圓區(qū)域相比較，結構簡單，所以采用磚砌方式;本發(fā)明將整體澆注方式與砌方式相結合，即能保證爐頂結構穩(wěn)定性，又能防止爐頂局部掉塊，確保爐頂?shù)臒岱€(wěn)定性。
[0021]所述內環(huán)I均勻分布有三條膨脹縫11。即在沿極心圓區(qū)域60°方向預留膨脹縫11，此處的膨脹縫11寬度為2-3mm，例如2.5mm。在所述極心圓區(qū)域均勻設置有三個電極孔12，所述內環(huán)I上的三條膨脹縫11與所述三個電極孔12錯位設置，例如按照前述結構，這三條膨脹縫11與三個電極孔12錯位60°夾角，從而提供足夠的緩沖效果。
[0022]為了驗證極心圓區(qū)域整體澆注后的效果，本發(fā)明以2500KVA60。球形拱頂為例，并采用COSMOS軟件進行仿真，從試驗結果得知，當極心圓區(qū)域預留膨脹縫11后，爐頂極心圓區(qū)域位移最大，最大約為3.69mm，且在相鄰電極孔的中間位置處應力最大，約為3.724MPa。由此可見，增加膨脹縫11后大熱應力大幅下降。
[0023]本發(fā)明中，內環(huán)I之外的其他區(qū)域采用磚砌結構，為防止?jié)沧⒑笤谏a時因熱應力過大，造成磚砌區(qū)域開裂現(xiàn)象，將電爐磚砌區(qū)域分成兩環(huán)，即分為中環(huán)2以及中環(huán)2外的外環(huán)3，其中，中環(huán)2以及外環(huán)3為磚砌結構。
[0024]進一步，為防止熱應力過大造成區(qū)域開裂或其他事故，中環(huán)2以及外環(huán)2均設置有六條膨脹縫11，并且均勻分布，這些膨脹縫11的寬度為2-3mm，例如2.5mm。所述中環(huán)2以及外環(huán)3上的六條膨脹縫11錯位設置，例如中環(huán)2的膨脹縫11與外環(huán)3的膨脹縫11錯位30°設置，這樣，外環(huán)3的膨脹縫11的三條膨脹縫11將與內環(huán)I對應的三條膨脹縫11對齊。
[0025]在本發(fā)明中，如圖2所示，所述外環(huán)3連接有拱角4，所述拱角4下方設置有爐墻5，通過爐墻5提供基本的底座功能，而所述的拱角4可以用來支撐爐頂，使爐頂結構更加穩(wěn)定，所述的拱角4與外環(huán)5的接觸面為斜面結構，可更好支撐爐頂。
[0026]所述內環(huán)I與中環(huán)2、所述中環(huán)2與外環(huán)3、所述外環(huán)3與拱角4之間均設置有硅酸鋁纖維毯13。在所述內環(huán)I與中環(huán)2之間設置所述硅酸鋁纖維毯13，可防止爐頂?shù)恼w澆注后整體水平方向的熱應力變形。在所述中環(huán)2與外環(huán)3、所述外環(huán)3與拱角4之間均設置所述硅酸鋁纖維毯13，可用來防止中環(huán)2以及外環(huán)3的水平方向的熱應力變形。
[0027]所述外環(huán)3與拱角4之間的硅酸鋁纖維毯13厚度較大，例如為20mm，所述內環(huán)I與中環(huán)2、所述中環(huán)2與外環(huán)3之間的硅酸鋁纖維毯13厚度較小，例如均為2?3_，如2.5_。
[0028]在本發(fā)明中，各環(huán)都需要制作木模鋼才能澆注或磚砌。
[0029]本發(fā)明的制作過程如下:按爐頂?shù)闹行木€對稱、均勻分布地安裝3塊鎖磚后開始砌筑外環(huán)第一圈，每圈從某一點向兩側同時進行，每圈的起點不能處于同一位置，第一圈鎖磚與第二圈錯開3塊磚以上，在砌磚過程中為防止熱應力過大造成區(qū)域開裂或其他事故，預留
6條膨脹縫，膨脹縫寬度為2-3mm，如2.5 mm ；完成外環(huán)后在外層加一層2_3mm(2.5mm)娃酸招纖維氈后，開始中環(huán)的砌磚，中環(huán)的砌磚模式與外環(huán)相同；當完成中環(huán)砌磚后，在中環(huán)磚外增加一層2-3mm(如2.5mm)硅酸鋁纖維氈，以防止爐頂整體澆注后整體水平方向的熱應力變形，然后開始澆注極心圓區(qū)域。
[0030]綜上所述，本發(fā)明中，爐頂?shù)臉O心圓區(qū)域采用整體澆注結構，其它區(qū)域采用磚砌機構，為避免爐頂在應力的作用下降低使用壽命，還預留一定數(shù)量的膨脹縫，通過實踐證明，本發(fā)明具有成本低、砌筑簡單、制作周期短、使用壽命長等特點，具有很大的推廣價值。
[0031]應當理解的是，本發(fā)明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種煉鋅電爐爐頂結構，其特征在于，從內到外依次包括處于內環(huán)、中環(huán)以及外環(huán)，所述內環(huán)為極心圓區(qū)域，所述內環(huán)為整體澆注結構，所述中環(huán)以及外環(huán)為磚砌結構，所述內環(huán)、中環(huán)以及外環(huán)均設置有若干膨脹縫。2.根據(jù)權利要求1所述的煉鋅電爐爐頂結構，其特征在于，所述內環(huán)均勻分布有三條膨脹縫。3.根據(jù)權利要求1所述的煉鋅電爐爐頂結構，其特征在于，所述中環(huán)以及外環(huán)均設置有六條膨脹縫，并且均勻分布。4.根據(jù)權利要求3所述的煉鋅電爐爐頂結構，其特征在于，所述中環(huán)以及外環(huán)上的六條膨脹縫錯位設置。5.根據(jù)權利要求1所述的煉鋅電爐爐頂結構，其特征在于，所述外環(huán)外緣連接有拱角，所述拱角下方設置有爐墻。6.根據(jù)權利要求5所述的煉鋅電爐爐頂結構，其特征在于，所述內環(huán)與中環(huán)、所述中環(huán)與外環(huán)、所述外環(huán)與拱角之間均設置有硅酸鋁纖維毯。7.根據(jù)權利要求6所述的煉鋅電爐爐頂結構，其特征在于，所述外環(huán)與拱角之間的硅酸鋁纖維毯厚度為20_，所述內環(huán)與中環(huán)、所述中環(huán)與外環(huán)之間的硅酸鋁纖維毯厚度均為2?3mm ο8.根據(jù)權利要求1所述的煉鋅電爐爐頂結構，其特征在于，所述膨脹縫的寬度為2-3mm。9.根據(jù)權利要求2所述的煉鋅電爐爐頂結構，其特征在于，所述極心圓區(qū)域均勻設置有三個電極孔，所述內環(huán)上的三條膨脹縫與所述三個電極孔錯位設置。
【文檔編號】F27D1/02GK106091695SQ201610422586
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月15日 公開號201610422586.X, CN 106091695 A, CN 106091695A, CN 201610422586, CN-A-106091695, CN106091695 A, CN106091695A, CN201610422586, CN201610422586.X
【發(fā)明人】戴興征, 趙琪昌, 王林, 曾鵬, 張浩杰, 黃孟陽, 張金, 韓潤林, 何金, 王洪亮, 張國瑩, 李明超
【申請人】云南云銅鋅業(yè)股份有限公司