[发明专利]冶金炉和改装冶金炉的方法

说明书

一个冶金炉具备了耐火层，包括一个内层，包含了第一类的砖，有一定厚度具有消散热功能，和第二类的砖，向炉腔内部突出，有足够牺牲的厚度。该炉还包括一个外壳分为几段，其外围有施力部件，用于在耐火层冷却收缩时将耐火层从外壳外围向内施压。该施力部件可以包括一个拉力部件。该炉还包括一个垂直压缩元件，用于对耐火层施加一个压缩力，在耐火层收缩时在垂直方向压着耐火层。该炉还包括一个冷却系统，该系统包括了一个外套筒保卫外壳和多个换气装置，外套筒内的空气受热，用换气装置将热气驱走。该炉还可包括一个炉盖，炉盖有多个悬挂部件从其穿过，此部件又支撑着炉盖内部的一个网格结构。网格结构支撑着其中填充的绝缘材料。该炉也可包括一个电极密封，具有多个密封片压着电极。

本申请是申请日为2013年12月20日，申请号为201380078042.0，名称为冶金炉的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本项发明涉及一种冶金炉，特别涉及一种冶金电炉。

背景技术

在现有技术中，已知有几种形式的冶金炉，由耐火层，围着耐火层的外层钢壳，炉盖和炉缸所组成。现有技术中已知的冶金炉的横切面可以是长方形、正方形或者是圆型(从正上方或正下方看)。现有技术中已知的冶金炉，一般具有一个金属结构，由炉缸支撑，由耐火层保护，用于在其中加热金属、炉渣或者其他物质。加热的金属和炉渣的正上方是一块称为“净空”的区域，该空间横向四周也有耐火层包围。冶金电炉一般用电来加热和熔融内容物。特别指出的是，一般的圆形冶金电炉采用三个电极产生电弧，用以加热炉缸内的物质。典型的冶金炉的耐火层是由砖块堆砌而成。

耐火砖层通常是一隔热层，将冶金炉内不同的部分，包括金属、炉渣以及热气，与外界环境隔绝开来。在现有技术中已知的冶金炉中，熔融物温度可以在1400摄氏度到2200摄氏度之间。使用时，耐火砖层的炉内表面可能会包上一层厚实的凝固渣或者烟尘沉积物，该层也被称作“渣壳”。渣壳层可以被加热至1000摄氏度以上。渣壳层的厚度会随着电炉的电力高低和电弧长度而变，而电弧长度是一个电压的函数。

在一些现有技术已知的冶金炉中，随使用时间的增长，由于热应力，耐火层砖与砖之间会出现间隙，砖块的内部也会出现裂缝，特别是在经过重复的冷热循环之后。而且，因着熔融金属和炉渣的性质所造成的化学、热力和机械应力耐火层可能会被腐蚀或者退化,最终从内部被瓦解掉。耐火层间隙和裂缝可以造成熔融金属从炉内部泄漏到耐火层砖体当中。砖块的损耗和分解最终可以导致冶金炉故障。耐火层砖体间的缝隙将增加炉内物穿过渣壳层、透过耐火层并最终泄漏到炉外的风险。

在一些现有技术已知的炉中，炉盖不能起到足够的隔热作用。炉盖可能难以作为一个防止有毒气体泄漏的屏障。有毒气体如一氧化碳的泄漏将对工作人员造成潜在危险。

在现有技术已知的一些炉中，由于电极所产生的高温可能过度加热炉盖。另外，电极中流通的高电压使在炉盖附近工作的工作人员面临触电致死的危险。

本发明概要地解决了存在于现有技术中已知的冶金炉中的一些问题。

发明内容

本发明内容的目的在于以简化的形式选择性地介绍部分概念。这些概念将会在以下部分具体实施方式中进一步描述。本发明内容的目的不在于识别所声明发明技术的关键特征或者本质特征，也不意图决定所声明的发明技术的范围。

在一些实施方案中，本发明寻求提供一种冶金炉，该冶金炉使用一个可以膨胀，且是分几段的外部钢壳，包围着一个耐火层，使得耐火层可以随着炉的冷热循环而膨胀收缩。在一些实施方案中，本发明寻求提供一个带有垂直压缩元件的冶金炉，该垂直压缩元件联系着耐火层，使得耐火层可以在垂直方向上随着炉的冷热循环而膨胀收缩。在另一些实施方案中本发明寻求提供一个具有绝缘炉盖的冶金炉。在一些进一步实施方案中，本发明寻求电极的绝缘。在另一些实施方案中，本发明寻求提供炉外冷却。这些多种示例性实施可以配合使用，并且会产生一个增效，因此这些实施方案预期能与其它常规的冶金炉设计配合使用(例如：常规的耐火砖层和/或者电极和/或者外部冷却系统和/或者炉盖设计)。