专利名称：自热熔炼炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自热熔炼炉，尤其涉及一种具有齿形水套的自热熔炼炉。
背景技术：
在火法冶炼领域，为了对熔炼炉进行冷却，在炉体内通常设有冷却铜管或冷却水 套。冷却铜管与耐火砖的接触面小，冷却效果差。传统水套通常为平的，即水套的内外侧表 面均为平面。当水套安装到炉体内时，水套的内侧表面与耐火砖之间存在缝隙，结合性能 差，接触面积小，接触均勻性差，从而降低了冷却效果，尤其是熔炼炉下部的熔池周围的炉 体，由于温度非常高，因此需要冷却效果更好，上述传统水套无法满足冷却要求，从而降低 了耐火砖的寿命，增加了维护成本。另外，传统的熔炼炉的产品出口和出渣口的外侧由于需要反复开启和封闭而容易 损坏，寿命短，检修的时候需要将产品出口和出渣口完全更换，操作困难而且由于检修时间 长导致工作效率降低。
实用新型内容本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的 一个目的在于提出一种冷却效果更好的自热熔炼炉。根据本实用新型的自热熔炼炉包括炉体，所述炉体包括炉壳和设置在炉壳内的耐 火砖层，且炉体的下部分别设有出渣口和产品出口 ；炉盖，所述炉盖具有烟气出口和喷枪插 孔且安装在炉体的敞开顶端，用于封闭炉体的顶端开口 ；和齿形水套，所述齿形水套设置在 炉体内，所述齿形水套包括套体和冷却介质通道，所述冷却介质通道形成在所述套体内且 具有用于供给冷却介质的冷却介质入口和用于排出冷却介质的冷却介质出口，所述套体的 内侧表面为齿形面。根据本实用新型的自热熔炼炉，由于齿形水套的套体的内侧表面(安装到熔炼炉 内时面向熔炼炉内侧的表面)为齿形面，即在套体的内侧表面上形成有凸起和凹槽，从而 熔炼炉的耐火砖能够配合在凹槽内，由此提高了齿形水套与耐火砖的结合性能，减少了齿 形水套与耐火砖之间的缝隙，接触面积大、接触均勻性好，从而使自热熔炼炉具有良好的冷 却效果。另外，根据本实用新型的自热熔炼炉还具有如下附加技术特征所述出渣口包括内侧出渣口和外侧出渣口，所述外侧出渣口由位于径向最外层的 法兰，位于径向最内层的外侧出渣口耐火砖层、和位于法兰和耐火砖层之间的外侧出渣口 水套构成，且所述内侧出渣口由位于径向外层的内侧出渣口水套和位于径向内层的内侧出 渣耐火砖层构成。所述外侧出渣口耐火砖层和所述外侧出渣口水套分别为外径朝向炉体里面逐渐 增大的楔形，且所述内侧出渣口耐火砖层为外径朝向炉体里面逐渐减小的楔形。外侧出渣口耐火砖层和外侧出渣口水套成楔形可保证外侧所施的作用力不会传到内侧出渣口水套和内侧出渣口耐火砖层，使内侧出渣口的寿命更长。另外，采用两体式 出渣口，可保证当熔炼炉工作时，只需将被烧坏的外侧出渣口更换，而不需要更换整个出渣 口，检修方便。 所述产品出口包括内侧产品出口和外侧产品出口，所述外侧产品出口由位于径向 最外层的法兰，位于径向最内层的耐火砖层、和位于法兰和耐火砖层之间的外侧产品出口 水套构成，且所述内侧产品出口由位于径向外层的内侧产品出口水套和位于径向内层的耐 火砖层构成。所述外侧产品出口耐火砖层和所述外侧产品出口水套分别为外径朝向炉体里面 逐渐增大的楔形，且所述内侧产品出口耐火砖层为外径朝向炉体里面逐渐减小的楔形。外侧产品出口耐火砖层和外侧产品出口水套成楔形可保证外侧所施的作用力不 会传到内侧产品出口水套和内侧产品出口耐火砖层，使内侧产品出口的寿命更长。另外，采 用两体式产品出口，可保证当熔炼炉工作时，只需将被烧坏的外侧产品出口更换，而不需要 更换整个产品出口，检修方便。所述齿形水套设置在炉体的下部内，且所述自热熔炼炉进一步包括设置在炉体 的上部内的平水套。由于炉体下部熔池的温度比炉体上部的温度高，且平水套的耐火性比齿形水套的 耐火性较弱，成本较低，因此，将齿形水套设置在炉体的下部内，而平水套设置在炉体的上 部内，这样，可进一步降低炉体的制造成本。炉体的上部的一部分侧壁向外倾斜且与水平面的夹角大于65度，以便于清理炉 体中熔炼过程中产生的结瘤。所述套体的内侧表面和外侧表面为弧形面。通过将套体的内侧表面和外侧表面形成弧形面，在熔炼炉的炉体为圆形时，能够 进一步增大齿形水套与耐火砖的接触面积，减少齿形水套与耐火砖之间的缝隙，提高了接 触均勻性，提高冷却效果，换言之，提高了齿形水套的适用性。所述冷却介质通道包括第一通道、第二通道和连接通道，其中所述第一通道的下 端和第二通道通的下端过连接通道连通，所述冷却介质入口形成在第一通道上且所述冷却 介质出口形成在第二通道上。所述连通通道具有与外界连通的连通通道开口，所述第一和第二通道分别具有与 外界连通的端开口，且所述连通通道开口和所述端开口均形成有内螺纹并与密封螺栓配
I=I O通过设置冷却介质通道的端开口和连通通道开口，可以方便地在套体内通过钻孔 加工出冷却介质通道，当冷却介质通道内堵塞时，拆卸密封螺栓可以进行疏通。通过设置连 通通道，可以方便地将一部分冷却介质通道用作入口通道，而另一部分冷却介质通道用作 出口通道，入口通道和出口通道通过连接通道连通。本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述 中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是根据本实用新型实施例的自热熔炼炉的结构示意图；和图2是图1中所示自热熔炼炉的产品出口的剖视图；图3是图1中所示自热熔炼炉的出渣口的剖视图；图4是用于图1中自热熔炼炉的齿形水套的主视示意图；图5是沿图4中线A-A剖切的逆时针旋转90度后的剖视图；和图6是沿图4中的线B-B的剖视图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的 限制。在本实用新型的描述中，术语“内侧”、“外侧”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、
“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本 实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用 新型的限制。在本实用新型的描述中，以用于炼铜的自热熔炼炉为例，但是，需要理解的是， 根据本实用新型实施例的水套并不限于用于炼铜的自热熔炼炉。下面根据图1-图3来描述根据本实用新型实施例的一种自热熔炼炉。根据本实用新型实施例的自热熔炼炉包括炉体1、炉盖2和齿形水套12。炉体1包括炉壳11和设置在炉壳11内的耐火砖层14，炉壳1例如为金属炉壳，耐 火材料层由耐火砖14砌成，从而在炉体1内形成炉膛。炉膛的下部区域(图1中虚线下面 的区域)为熔池R。在本实用新型的一个示例中，炉体1的上部的一部分侧壁向外倾斜且与 水平面的夹角大于65度，以便于清理炉体1中熔炼过程中产生的结瘤。在炉体1的下部分别设有与熔池连通的产品出口 15和出渣口 16，其中出渣口 16 的高度高于产品出口 15的高度，分别用于排出熔炼产品和熔炼渣。如图4所示，产品出口 15和出渣口 16可围绕炉体圆周布置，且产品出口 15和出渣口 16的数目可根据实际需要设 置。如图2所示，产品出口 15包括外侧产品出口 151和内侧产品出口 152，外侧产品 出口 151由位于径向最外层的法兰1511，位于径向最内层的外侧产品出口耐火砖层1512、 和位于法兰1511和耐火砖层1512之间的外侧产品出口水套1513构成，且内侧产品出口 152由位于径向外层的内侧产品出口水套1521和位于径向内层的耐火砖层1522构成。其 中，外侧产品出口耐火砖层1512和外侧产品出口水套1513分别为外径朝向炉体1里面逐 渐增大的楔形，且内侧产品出口耐火砖层1522为外径朝向炉体1里面逐渐减小的楔形。外侧产品出口耐火砖层1512和外侧产品出口水套1513成楔形可保证外侧所施的 作用力不会传到内侧产品出口水套1521和内侧产品出口耐火砖层1522，使内侧产品出口 152的寿命更长。另外，采用两体式产品出口，由于外侧产品出口容易损坏，因此只需将被烧 坏的外侧产品出口 151更换，而不需要更换整个产品出口 15，检修方便。如图3所示，出渣口 16包括外侧出渣口 161和内侧出渣口 162，外侧出渣口 161由位于径向最外层的法兰1611，位于径向最内层的外侧出渣口耐火砖层1612、和位于法兰和 耐火砖层1612之间的外侧出渣口水套1613构成，且内侧出渣口 162由位于径向外层的内 侧出渣口水套1621和位于径向内层的内侧出渣耐火砖层1622构成。其中，外侧出渣口耐 火砖层1612和外侧出渣口水套1613分别为外径朝向炉体1里面逐渐增大的楔形，且内侧 出渣口耐火砖层1622为外径朝向炉体1里面逐渐减小的楔形。外侧出渣口耐火砖层1612和外侧出渣口水套1613成楔形可保证外侧所施的作用 力不会传到内侧出渣口水套1621和内侧出渣口耐火砖层1622，使内侧出渣口 162的寿命更 长。另外，采用两体式出渣口，由于外侧出渣口容易损坏，因此只需将被烧坏的外侧出渣口 161更换，而不需要更换整个出渣口，检修方便。炉盖2安装在炉体1的敞开顶端，用于封闭炉体1的顶端开口。炉盖2上形成有 喷枪插孔201，用于插入喷枪(未示出)，喷枪用于向炉体1内喷入氧气和燃料。炉盖2还 形成有烟气出口 202，用于排出炉体1内产生的烟气。为了对熔炼炉进行冷却，在炉体1内设有齿形水套12。在本实用新型的一个示例 中，由于熔池R的温度比炉膛上部的温度高，因此在炉体1的上部内设置平水套13，而熔池 R周围的炉体1内设置齿形水套12。平水套13的耐火性比齿形水套12的耐火性较弱，成 本较低，因此这样设置可进一步降低炉体1的制造成本。下面参考图4-6描述炉体1内部的齿形水套12。根据本实用新型实施例的齿形水套12包括套体120和冷却介质通道121。冷却介 质通道121形成在套体120内且具有用于将冷却介质例如水供给到套体120内的冷却介质 入口 122A和用于将热交换后的水排出套体120的冷却介质出口 122B，套体120的内侧表面 (图4中垂直于纸面的方向上里面的表面，图1中朝向炉体1里面的表面)为齿形面。如图5所示，套体120的内侧表面为齿形面，换言之，在套体120的纵向(图5中 的上下方向)剖视图上，在套体120的内侧表面上交替地形成有凸起125和凹槽126。如图1所示，当齿形水套12安装到炉体1内时，具体地，安装在炉体1内的熔池R 周围，耐火砖14可以配合在凹槽126内，从而耐火砖14与齿形水套12的结合性能提高，即 耐火砖14与齿形水套12之间的缝隙减少，更能紧密地结合，从而接触面积增大，接触均勻 性更好，从而提高了冷却效果。如图6所示，套体120的内侧表面(图6中的上表面)为弧形面，即在套体120的 横向(图4中的水平方向)剖视图上，套体120的内侧表面呈弧形。在本实用新型的一个 示例中，与内侧弧形面相应的外侧表面也可以为弧形面，这样，通过将套体的内侧表面和/ 或外侧表面形成弧形面，在熔炼炉的炉体为圆形时，能够进一步增大水套与耐火砖的接触 面积，减少水套与耐火砖之间的缝隙，提高了接触均勻性，提高冷却效果，换言之，提高了水 套的适用性。如图4和5所示，在本实用新型的一个示例中，冷却介质通道121包括第一通道 121A、第二通道121B和连接通道127127，第一通道121A和第二通道121B通过连接通道 127127连通，并且冷却介质入口 122A形成在第一通道121A上且冷却介质出口 122B形成在 第二通道121B上。连通通道127具有与外界连通的连通通道开口 124。该连通通道开口 124形成有 内螺纹，并与密封螺栓128配合，且在该连通通道开口 124内、在套体120与密封螺栓128
6之间设有密封圈129。冷却介质通道121具有与外界连通的端开口 123。另外，冷却介质通道的端开口 123形成有内螺纹，并与密封螺栓128相配合。在冷却介质通道的端开口 123内、在套体120 与密封螺栓128之间设有密封圈129。通过设置冷却介质通道121的端开口 123和连通通道开口 124，可以方便地在套体 120内通过钻孔加工出冷却介质通道121，当冷却介质通道121内堵塞时，拆卸密封螺栓128 可以进行疏通。而通过设置连通通道127，可以方便地将一部分冷却介质通道例如121A用 作入口通道，而另一部分冷却介质通道例如121B用作出口通道，其中，入口通道和出口通 道通过连接通道127127连通。如图4所示，水套中的冷却介质通道121可以为多个，在图4所示的示例中，形成 了两个冷却介质通道121，每个冷却介质通道121由两个通道，即第一通道121A和第二通道 121B构成。在本实用新型的一个示例中，套体120可由铜块制成。利用铜块制成套体，可以增 加热传递效率，并且通过钻孔可以方便地在套体120内加工出冷却介质通道123。当然，套 体120还可以由其他的可方便加工且可增加热传递效率的材料制造而成。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解 在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求一种自热熔炼炉，其特征在于，包括炉体，所述炉体包括炉壳和设置在炉壳内的耐火砖层，且炉体的下部分别设有出渣口和产品出口；炉盖，所述炉盖具有烟气出口和喷枪插孔且安装在炉体的敞开顶端，用于封闭炉体的顶端开口；和齿形水套，所述齿形水套设在炉体内，所述齿形水套包括套体和冷却介质通道，所述冷却介质通道形成在套体内且具有用于供给冷却介质的冷却介质入口和用于排出冷却介质的冷却介质出口，所述套体的内侧表面为齿形面。
2.根据权利要求1所述的自热熔炼炉，其特征在于，所述出渣口包括内侧出渣口和外 侧出渣口，所述外侧出渣口由位于径向最外层的法兰，位于径向最内层的外侧出渣口耐火 砖层、和位于法兰和耐火砖层之间的外侧出渣口水套构成，且所述内侧出渣口由位于径向 外层的内侧出渣口水套和位于径向内层的内侧出渣耐火砖层构成。
3.根据权利要求2所述的自热熔炼炉，其特征在于，所述外侧出渣口耐火砖层和所述 外侧出渣口水套分别为外径朝向炉体里面逐渐增大的楔形，且所述内侧出渣口耐火砖层为 外径朝向炉体里面逐渐减小的楔形。
4.根据权利要求1所述的自热熔炼炉，其特征在于，所述产品出口包括内侧产品出口 和外侧产品出口，所述外侧产品出口由位于径向最外层的法兰，位于径向最内层的耐火砖 层、和位于法兰和耐火砖层之间的外侧产品出口水套构成，且所述内侧产品出口由位于径 向外层的内侧产品出口水套和位于径向内层的耐火砖层构成。
5.根据权利要求4所述的自热熔炼炉，其特征在于，所述外侧产品出口耐火砖层和所 述外侧产品出口水套分别为外径朝向炉体里面逐渐增大的楔形，且所述内侧产品出口耐火 砖层为外径朝向炉体里面逐渐减小的楔形。
6.根据权利要求1所述的自热熔炼炉，其特征在于，所述齿形水套设在炉体的下部内， 且所述自热熔炼炉进一步包括设置在炉体的上部内的平水套。
7.根据权利要求1所述的自热熔炼炉，其特征在于，炉体的上部的一部分侧壁向外倾 斜且与水平面的夹角大于65度。
8.根据权利要求1所述的自热熔炼炉，其特征在于，所述套体的内侧表面和外侧表面 为弧形面。
9.根据权利要求1所述的自热熔炼炉，其特征在于，所述冷却介质通道包括第一通道、 第二通道和连接通道，其中所述第一通道的下端和第二通道通的下端过连接通道连通，所 述冷却介质入口形成在第一通道上且所述冷却介质出口形成在第二通道上。
10.根据权利要求9所述的自热熔炼炉，其特征在于，所述连通通道具有与外界连通的 连通通道开口，所述第一和第二通道分别具有与外界连通的端开口，且所述连通通道开口 和所述端开口均形成有内螺纹并与密封螺栓配合。
专利摘要本实用新型公开一种自热熔炼炉，包括炉体，所述炉体包括炉壳和设置在炉壳内的耐火砖层；用于封闭炉体的顶端开口的炉盖；和齿形水套，所述齿形水套设置在炉体内，所述齿形水套包括套体和冷却介质通道，所述冷却介质通道形成在所述套体内且具有用于供给冷却介质的冷却介质入口和用于排出冷却介质的冷却介质出口，所述套体的内侧表面为齿形面。根据本实用新型的自热熔炼炉，由于齿形水套的套体的内侧表面为齿形面，从而使熔炼炉的耐火砖能够配合在凹槽内，由此提高了齿形水套与耐火砖的结合性能，减少了齿形水套与耐火砖之间的缝隙，接触面积大、接触均匀性好，从而使自热熔炼炉具有良好的冷却效果。
文档编号F27D3/15GK201653132SQ20102013450
公开日2010年11月24日 申请日期2010年3月15日 优先权日2010年3月15日
发明者冯晓梅, 朱让贤, 许欣 申请人:中国恩菲工程技术有限公司