[实用新型]嵌入式快速导热炉衬炉壳直冷熔炼炉

说明书

技术领域

本实用新型属于金属冶炼设备技术领域，具体涉及一种可供金属熔炼炉应用，特别是熔炼过程中改善冷渣层  (固化的冷渣层)形成和炉衬保护机制的，能够有效实现炉衬、炉壁热量快速对外传导的嵌入式快速导热炉衬炉壳直冷熔炼炉。

背景技术

对于金属冶炼行业特别是高温冶炼，提高炉衬的寿命具有重要的技术和经济意义。实践和理论证明，炉衬耐火材料的寿命(或消耗)与炉衬蚀变层的温度高低、温度梯度、温度变化以及耐火材料的抗渣性、抗侵蚀性有关，也与炉衬受热面冷渣层的形成与保护有关。现有的炉壁、炉衬冷却方式其一为通过喷射装置直接对受热的炉体外壳喷水或喷气以达到炉壳散热的目的；其二为将带循环冷却通道冷却墙和冷却器安装在炉壳内与炉衬结合，通过内循环冷却水降低炉内温度。这些冷却方式存在的主要问题是：(1)炉壳外喷水或喷气方式，仅对炉壳进行冷去，对炉衬的冷却作用有限；(2)大量使用喷水、喷气影响作业环境和操作；(3)安装在炉体的冷却墙和冷却器，由于直接将水引入高温环境的炉内，安全性差，需要复杂的监控技术，一旦出现失误有导致水爆的危险。而且铜质冷墙制造、安装、监控操作系统操作比较复杂，价格昂贵。正是由于冷却技术的限制，致使国内尚无用熔炼炉从红土镍矿中直接提炼粗镍铁的报道。国外报道的一些试验报告均涉及到一些结构复杂、价格昂贵的设备和技术。造成冶炼成本高，难以推广与应用。为此，本实用新型人经过长期试验研究，开发出了一种能够有效实现熔炼炉炉衬、炉壁热量快速对外传导的嵌入式快速导热炉衬炉壳直冷熔炼炉。而且具有安全、可靠、能耗、热耗低、镍铁回收率高、成本低的特点，为在一般熔炼炉上实现从红土镍矿中直接冶炼粗镍铁的工艺的实现提供了可靠的技术支持。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，工作可靠性强，能够有效实现熔炼炉炉衬、炉壁热量快速对外传导的嵌入式快速导热炉衬炉壳直冷熔炼炉。

本实用新型的目的是这样实现的：包括嵌入式快速导热炉衬、冷却器和水循环装置，嵌入式快速导热炉衬沿圆周嵌入炉壁中部高温区炉衬中，嵌入式快速导热炉衬与炉壳、炉壳外设置的分层水套形成直接热传导，分层水套有水循环装置供水。

由于本实用新型采用嵌入式快速导热炉衬炉壳直冷装置结构，实现了简单、经济、安全、易操作、实用的炉衬内快速导热，炉壳外迅速散热。可在金属熔炼炉的熔池与炉衬受热面之间，建立一种可控的冷渣层形成和保护机制，有助于炉衬受热面冷渣层的形成和保护。

附图说明

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明，对不以任何方式对本实用新型加以限制.

附图为本实用新型整体结构与工作状态剖视示意图。图中1为嵌入式快速导热炉衬，2冷却器，3为储水箱，4为水泵，5为进水管，6为回水管，7为水位控制器，8为炉壳，9为炉衬，10为上电极，11为底电极，12为金属溶液层，13为溶渣层，14为冷渣层。

具体实施方式

如附图所示，本实用新型包括嵌入式快速导热炉衬1、冷却器2和水循环装置，嵌入式快速导热炉衬1沿圆周嵌入炉壁8中部高温区，嵌入式快速导热炉衬1与炉壳8外设置的冷却器2形成直接热传导，冷却器2由水循环装置供水。

所述的冷却器2为开放分层式自控冷却循环水箱，其中设置水位控制装置7，冷却器2外壁紧密固接于炉壳外壁上，通过外炉壳与导热块实现直接热导式连接。

所述的水循环装置包括储水箱3、水泵4和进水管5、回水管6，储水箱3与水泵4的吸水管连通，水泵的扬水管通过阀门与冷却器2的进水管5连通，冷却器下部通过回水管6与储水箱3连通。

所述的嵌入式快速导热炉衬1通过耐热粘合剂和紧固件与炉壳内壁紧密相连，另一端嵌入炉衬耐火材料中。

所述的嵌入式快速导热炉衬1用导热性能良好的材料制作，其形状可以为工字型体、矩形体、圆柱形体和T字型体，也可以为其他形状的结构，不影响本实用新型目的的实现。

所述的嵌入式快速导热炉衬1设置于炉体中部，总体积为熔池炉衬耐火材料体积的1/5-1/3。

本实用新型的工作原理：

本实用新型利用嵌入炉衬耐火材料中的嵌入式快速导热炉衬1，直接将炉内的更多热量快速传递到炉壳8，并通过炉壳8外的开放分层式自控冷却循环水水箱，迅速散发热量，加大炉衬9的温度梯度，达到间接的控制炉衬温度，改善炉体温度场的条件，加强炉衬9、冷渣层14生成和保护机制，使其有助生成和保护炉衬9受热面高温冷渣层，延长炉衬的寿命，改善熔炼炉的性能和熔炼操作性能。

本实用新型的特点