一种由水冷式导电铜瓦构成的矿热炉炉底的制作方法

本实用新型涉及矿热炉技术领域，具体是涉及一种由水冷式导电铜瓦构成的矿热炉炉底。

背景技术：

矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，将矿石、碳质还原剂、溶剂等原料加入炉内，即可进行冶炼，以将有价金属还原出来，或者直接对硅铁、锰铁、铬铁、钨铁、硅锰合金等铁合金进行冶炼，以获得冶金工业中重要工业产品及电石等化工产品。直流电炉的炉底主要有如下三种形式：

(1)导电式炉底：是将铜板敷设于炉底上表面，再在其上面砌上导电耐火衬作为炉底，导电耐火衬一般为mgoc耐火材料，以整个炉底作为电极，用空冷方式对炉底进行全面冷却。

(2)多触针式炉底：是将多支钢棒贯通炉底耐火材料，钢棒数量一般为80~200支，直径36~42mm，这些钢棒称为导电触针，固定在圆形导电板上，电流通过导电板流入触针，触针与金属炉料或钢液熔池接通，形成炉底电极，并对导电极和触针下端进行强制风冷。

(3)水冷钢柱式炉底：将1~3支直径为250~280mm的圆形钢柱埋入炉底耐火材料，钢柱的底部采用水冷却方式，钢柱顶部与金属炉料或钢液熔池相通，成为导电的底电极。

如上，现有的矿热炉由于炉底电极冷却面积大，使用时冷却温差大，易造成内部偏弧使原料受热不均匀。传统风冷余热回收效果差，产生大量热污染等问题，降低了矿热炉使用时的实用性。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种由水冷式导电铜瓦构成的矿热炉炉底。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种由水冷式导电铜瓦构成的矿热炉炉底，包括位于中心处的中央导电瓦片，环绕中央导电瓦片、并呈环状的第一导电瓦片组，以及环绕第一导电瓦片组、呈环状的第二导电瓦片组；所述中央导电瓦片内对称设置两组中央蛇形冷却通道，每一组中央蛇形冷却通道的一端连接向下伸出的中央进液管，另一端连接向下伸出的中央出液管；所述第一导电瓦片组包括多块沿其环形等分的第一扇形导电瓦片，每一块第一扇形导电瓦片内设置有第一蛇形冷却通道，所述第一蛇形冷却通道的一端连接向下伸出的第一进液管，另一端连接向下伸出的第一出液管；所述第二导电瓦片组包括多块沿其环形等分的第二扇形导电瓦片，每一块第二扇形导电瓦片内设置有第二蛇形冷却通道，所述第二蛇形冷却通道的一端连接向下伸出的第二进液管，另一端连接向下伸出的第二出液管。

所述中央导电瓦片上设置有连接热电偶的中央连接孔。

所述第一扇形导电瓦片上设置有连接热电偶的第一连接孔。

所述第二扇形导电瓦片上设置有连接热电偶的第二连接孔。

所述中央蛇形冷却通道的管径为42mm。

所述第一蛇形冷却通道的管径为60mm。

所述第二蛇形冷却通道的管径为60mm。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

（1）本实用新型采用分体结构的导电铜瓦，各导电瓦片分别进出冷却液，故冷却路径短，可极大的降低冷却温差；由于冷却路径短，故冷却效果较好，且经冷却热交换的液体中的热量可通过换热设备回收利用，提高热能利用率。与此同时，由于是分体的导电铜瓦，故其拆装维护更简单快捷。

（2）本实用新型的各导电瓦片上均设置有热电偶连接孔，可通过热电偶监测各导电瓦片的冷却情况，及时发现导电瓦片上蛇形管堵塞等问题，提高其运行的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型炉底俯视结构示意图。

图2为图1中的a-a剖视图。

图3为图2中的央导电瓦片的结构示意图，图中单虚线表示中央蛇形冷却通道。

图4为图3的断面图。

图5为图2中的第一扇形导电瓦片的结构示意图，图中单虚线表示第一蛇形冷却通道。

图6为图5的断面图。

图7为图2中的第二扇形导电瓦片的结构示意图，图中单虚线表示第二蛇形冷却通道。

图8为图7的断面图。

具体实施方式

为了更加清楚的阐述本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，以下所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型如下所描述的实施例，本领域普通技术人员在无需付出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，所使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”等应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，还可以是一体地连接、设置。术语“连接”或者“相连”等类似的词语也并非仅限定于物理的或者机械的连接，还可以包括电性的连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。术语“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

与此同时，为了保持本实用新型实施例的以下说明清楚且简明，本实用新型省略了已知功能和已知部件的详细说明。

如附图所示，本实用新型所述由水冷式导电铜瓦构成的矿热炉炉底，包括位于中心处的中央导电瓦片1，环绕中央导电瓦片1、呈环状的第一导电瓦片组2，以及环绕第一导电瓦片组2、呈环状的第二导电瓦片组3；所述中央导电瓦片1内沿其直径线对称设置两组中央蛇形冷却通道11，每一组中央蛇形冷却通道11的一端连接向下伸出的中央进液管12，另一端连接向下伸出的中央出液管13；所述第一导电瓦片组2包括四块沿其环形等分的第一扇形导电瓦片21，每一块第一扇形导电瓦片21内设置有第一蛇形冷却通道22，所述第一蛇形冷却通道22的一端连接向下伸出的第一进液管23，另一端连接向下伸出的第一出液管24；所述第二导电瓦片组3包括十六块沿其环形等分的第二扇形导电瓦片31，每一块第二扇形导电瓦片31内设置有第二蛇形冷却通道32，所述第二蛇形冷却通道32的一端连接向下伸出的第二进液管33，另一端连接向下伸出的第二出液管34。

本实施例中，所述中央导电瓦片1上设置有连接热电偶的中央连接孔14。所述第一扇形导电瓦片21上设置有连接热电偶的第一连接孔25。所述第二扇形导电瓦片31上设置有连接热电偶的第二连接孔35。通过安装热电偶，可实时监测各导电瓦片的温度情况，以便于调整进水流量和维护。

中央导电瓦片制造时先行制作中央蛇形冷却通道，可使用若干φ42×5mm无缝铜管的直管和弯管焊接而成，或直接使用φ42×5mm的无缝铜管煨弯而成。中央蛇形冷却通道共制作2组且仅通冷却水，不作为接电桩。如中央蛇形冷却通道使用焊接加工，则在焊接完成后对中央蛇形冷却通道进行焊缝检测，焊缝等级三级；进行水压试验，试验压力1.0mpa；进行通球试验，以80%的管道内径的木球、橡胶球进行试验，试验2次。检测合格后再进行中央导电瓦片的加工，可使用t1紫铜与中央导电瓦片熔铸，熔铸后对砖进行外观检查，并进行水压试验；进行通球试验，以80%的管道内径的木球、橡胶球进行试验。本实施例中，中央导电瓦片直径φ1280mm，厚度120mm，中央蛇形冷却通道中央留φ22mm连接热电偶的中央连接孔，与第一导电瓦片组间隙10mm。中央进液管及中央出液管端部均设置螺纹法兰结构，一是确保法兰接口导电接触面积，二是便于中央导电瓦片的安装；螺纹法兰工作面加工精度ra1.6，紫铜垫片标准gb/t9128-2003，布氏硬度（hb）为35～45。中央导电瓦片铺设于炉底不锈钢底壳上表面，炉底壳开孔按设计位置进行。中央导电瓦片与底部炉壳之间铺石墨粉找球面半径sr=18070mm，并用石墨粉充填与炉底壳间隙；中央导电瓦片与炉底壳使用铜制沉头螺栓与炉底壳紧固固定。第一扇形导电瓦片制造时先行制作第一蛇形冷却通道，可使用若干φ60×6mm无缝铜管的直管和弯管焊接而成，或直接使用φ60×6mm的无缝铜管煨弯而成。如第一蛇形冷却通道使用焊接加工，则在焊接完成后对蛇形水管进行焊缝检测，焊缝等级三级；进行水压试验，试验压力1.0mpa；进行通球试验，以80%的管道内径的木球、橡胶球进行试验，试验2次。检测合格后再进行第一扇形导电瓦片的加工，结构如图4所示，使用t1紫铜与蛇形冷却水管熔铸，熔铸后对砖进行外观检查，并进行水压试验；进行通球试验，以80%的管道内径的木球、橡胶球进行试验。第一导电瓦片组的外圈半径r1=1765mm，内圈半径r2=650mm，球面半径sr=18070mm，厚度120mm，在半径r=1405mm均布φ22mm的连接孔，每块2个；第一蛇形冷却通道兼做炉底接电桩；第一扇形导电瓦片的单块导电面积2.104㎡；第一扇形导电瓦片之间间隙10±3mm，共制作4块。第一进液口及第一出液口的端部均设置为螺纹法兰结构，一是确保法兰接口导电接触面积，二是便于第一扇形导电瓦片的安装；螺纹法兰工作面加工精度ra1.6，紫铜垫片标准gb/t9128-2003，布氏硬度（hb）为35～45。第一扇形导电瓦片铺设于炉底不锈钢底壳上表面，炉底壳开孔按设计位置进行，位置偏差±3mm，φ60管道开孔φ90～95mm。铜瓦与底部炉壳之间铺石墨粉找球面半径sr=18070mm，并用石墨粉充填与炉底壳间隙；铜瓦与炉底壳使用铜制沉头螺栓与炉底壳紧固固定。第二扇形导电瓦片制造时先行制作第三蛇形冷却通道如图7所示，或使用若干φ60×6无缝铜管的直管和弯管焊接而成或直接使用φ60×6的无缝铜管煨弯而成。蛇形冷却水管进出水端加工管螺纹如图8所示，冷却水管共制作1组。如蛇形冷却水管使用焊接加工，则在焊接完成后对蛇形水管进行焊缝检测，焊缝等级三级；进行水压试验，试验压力1.0mpa；进行通球试验，以80%的管道内径的木球、橡胶球进行试验，试验2次。检测合格后再进行第二导电瓦片组的加工，结构如图7所示，使用t1紫铜与蛇形冷却水管熔铸，熔铸后对砖进行外观检查，并进行水压试验；进行通球试验，以80%的管道内径的木球、橡胶球进行试验。第二导电瓦片组的外圈半径r1=3765mm，内圈半径r2=1775mm，球面半径sr=18070mm，厚度120mm，在半径r=3215mm均布φ22mm热电偶用孔，共计8个；第一蛇形冷却通道兼做炉底接电桩；第二扇形导电瓦片单块导电面积2.145㎡；铜第二扇形导电瓦片之间间隙10±3mm，共制作16块。第二进液管及第二出液管的端部均设置为螺纹法兰结构，一是确保法兰接口导电接触面积，二是便于导电铜瓦安装；在必要时可将螺纹法兰与铜管焊接。螺纹法兰工作面加工精度ra1.6，紫铜垫片标准gb/t9128-2003，布氏硬度（hb）为35～45。第二扇形导电瓦片铺设于炉底不锈钢底壳上表面，炉底壳开孔按设计位置进行，位置偏差±3mm。铜瓦与底部炉壳之间铺石墨粉找球面半径sr=18070mm，并用石墨粉充填与炉底壳间隙；第二扇形导电瓦片与炉底壳使用铜制沉头螺栓与炉底壳紧固固定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，凡在本实用新型的精神和原则之内，其对上述具体实施例所记载的技术方案或部分技术特征进行的任何修改、等同替换及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。