鈦渣電爐自焙電極水冷護屏的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種鈦渣電爐自焙電極水冷護屏，所述水冷護屏具有改善了的冷卻效果和使用壽命。所述水冷護屏包括彼此相對地設置的面板和背板，在面板與背板之間限定有空間，所述空間通過多個隔板分隔為彼此連通的水道，其中，所述水道包括：多條橫向水道，設置在水冷護屏的下部，冷卻水通過所述多條橫向水道自下而上地折返流動；多條縱向水道，設置在所述多條橫向水道的上方，冷卻水通過所述多條縱向水道從水冷護屏的一側向另一側折返流動。
【專利說明】鈦渣電爐自焙電極水冷護屏
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鈦渣電爐自焙電極水冷護屏，更具體地說，涉及一種能夠提高冷卻效率和/或延長使用壽命的鈦渣電爐自焙電極水冷護屏。
【背景技術】
[0002]鈦渣電爐冶煉的電弧溫度達到3000°C以上，冶煉所產生的煙氣溫度高于1700°C，自焙電極的水冷護屏受爐內高溫熱輻射和飛濺鈦渣的影響，極易出現局部變形、底部開裂、絕緣失效、刺火漏水、冷卻水道變形堵塞汽化等故障，且檢修維護非常困難，對生產連續性造成很大影響，同時漏水進入爐內存在重大安全隱患。
[0003]如上所述，由于鈦渣電爐的工作環境惡劣，因此在本領域中，現有的水冷護屏壽命較短，以至于3個月左右的時間就需要對水冷護屏進行檢修或更換。從而造成生產效率低并且生產成本高。因此，需要一種能夠提高冷卻效率和/或延長使用壽命的鈦渣電爐自焙電極水冷護屏。
【發明內容】
[0004]本發明的一方面提供了一種鈦渣電爐自焙電極水冷護屏，所述水冷護屏包括彼此相對地設置的面板和背板，在面板與背板之間限定有空間，所述空間通過多個隔板分隔為彼此連通的水道，其中，所述水道包括:多條橫向水道，設置在水冷護屏的下部，冷卻水通過所述多條橫向水道自下而上地折返流動；多條縱向水道，設置在所述多條橫向水道的上方，冷卻水通過所述多條縱向水道從水冷護屏的一側向另一側折返流動。
[0005]根據本發明的另一方面，所述水冷護屏的下部可以設置有定位螺栓，其中，所述定位螺栓被設置為靠近水冷護屏的底部邊緣。
[0006]根據本發明的另一方面，所述水冷護屏還可以包括:第一底板，設置在水冷護屏的最下方；第二底板，與第一底板分隔開預定的間隔設置在第一底板上方；第三底板，與第二底板分隔開預定的間隔設置在第二底板上方；第N底板，與第N-1底板分隔開預定的間隔設
置在第N-1底板上方,其中,所述第一底板、第二底板、第三底板......第N底板之間的間隔構
成所述多條橫向水道，其中，N是大于或等于4的整數。
[0007]根據本發明的另一方面，所述第一底板、第二底板、第三底板、……、第N底板的厚度可以不同，其中，所述第一底板的厚度可以大于第二底板、第三底板、……、第N底板的厚度。
[0008]根據本發明的另一方面，所述水冷護屏還可以包括第一外水道和第二外水道，第一外水道和第二外水道設置在水冷護屏的上部并與水冷護屏內部的水道連通，其中，第一外水道可以用于將冷卻水供應到水冷護屏，第二外水道可以用于排出從水冷護屏流出的冷卻水。
[0009] 根據本發明的另一方面，所述水道可以包括連接到所述第一外水道的縱向供水水道，以將來自第一外水道的冷卻水直接供應至設置在最下方的橫向水道。[0010]根據本發明的另一方面，所述水冷護屏的上部可以包括具有斜坡形狀的拐點。
[0011]根據本發明的另一方面，第一外水道和第二外水道可以設置在拐點下方。
[0012]根據本發明的另一方面，水冷護屏還可以包括設置在所述水冷護屏的側部的絕緣件，其中，所述絕緣件包括:第一絕緣板，設置在水冷護屏的第一側上；第二絕緣板，設置在水冷護屏的第一側上且在第一絕緣板上；固定件，使第一絕緣板與第二絕緣板彼此固定，其中，第一絕緣板的寬度小于第二絕緣板的寬度，第一絕緣板的內部與第二絕緣板的內部對齊，從而在拼裝多個水冷護屏時，第一絕緣板與第二絕緣板形成子母扣。
[0013]根據本發明的示例性實施例的水冷護屏可以改善冷卻效率，延長使用壽命，因此能夠滿足冶煉負荷提升和/或降低生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]通過下面結合附圖進行的對實施例的描述，本發明的上述和/或其他目的和優點將會變得更加清楚，其中:
[0015]圖1是根據本發明示例性實施例的鈦渣電爐自焙電極水冷護屏的主視圖；
[0016]圖2是圖1的鈦渣電爐自焙電極水冷護屏下部的局部放大圖；
[0017]圖3是圖1的鈦渣電爐自焙電極水冷護屏的俯視圖；
[0018]圖4是圖1的鈦渣電爐自焙電極水冷護屏的側視圖；
[0019]圖5是圖1的鈦渣電爐自焙電極水冷護屏的頂部的局部放大側視圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將參照附圖更詳細地描述本發明，在附圖中示出了本發明的示例性實施例。然而，本發明可以以許多不同的方式實施，而不局限于在此闡述的示例性實施例。相反，提供這些實施例可以使本公開將是徹底的和完整的，并將把本發明的范圍充分地傳達給本領域技術人員。
[0021]圖1是根據本發明示例性實施例的鈦渣電爐自焙電極水冷護屏的主視圖。圖2是圖1的鈦渣電爐自焙電極水冷護屏下部的局部放大圖。圖3是圖1的鈦渣電爐自焙電極水冷護屏的俯視圖。圖4是圖1的鈦渣電爐自焙電極水冷護屏的側視圖。
[0022]參照圖1至圖4，根據本發明示例性實施例的鈦渣電爐自焙電極水冷護屏100包括彼此相對地設置的面板161和背板162，在面板161和背板162之間限定有空間，所述空間通過多個隔板110分隔成為彼此連通的水道。冷卻水通過水道流動，從而對護屏進行冷卻。
[0023]根據本發明的一個實施例，水道包括多條橫向水道122，設置在水冷護屏100的下部。如圖1和圖2中的箭頭所示，冷卻水通過橫向水道122自下而上地折返運動。
[0024]根據本發明的一個實施例，水道還包括多條縱向水道121，設置在橫向水道122的上方。如圖1和圖2中所示，縱向水道121與橫向水道122連通，并且來自橫向水道122的冷卻水通過縱向水道121從水冷護屏100的一側向另一側折返流動。
[0025]圖1中示出了冷卻水通過一個入口進入到水冷護屏100并沿著橫向水道122至縱向水道121的順序流過水冷護屏100。然而本領域技術人員應當理解，本發明的示例性實施例不限于此，冷卻水可以按照其它順序在水冷護屏中流動，并且水冷護屏也可以具有多個進水口和/或出水口，從而形成多個水流循環。[0026] 根據本發明的一個實施例，隔板110可以包括用于分隔縱向水道121的縱向隔板以及用于分隔橫向水道122的橫向隔板(例如，多個底板)。多個底板可以包括:第一底板110-1，設置在水冷護屏100的最下方；第二底板110-2，與第一底板110-1分隔開預定的間隔設置在第一底板110-1上方；第三底板110-3，與第二底板110-2分隔開預定的間隔設置在第二底板110-2上方；第四底板110-4，與第三底板110-3分隔開預定的間隔設置在第三底板110-3上方。按照這樣的方式設置多個底板，直至第N底板，與第N-1底板分隔開預定的間隔設置在第N-1底板上方。其中，N是大于或等于4的整數。其中，在該示例性
實施例中，第一底板110-1、第二底板110-2、第三底板110-3......第N底板之間的間隔構成
所述多條橫向水道。在一個示例性實施例中，第一底板110-1、第二底板110-2、第三底板110-3、……、第N底板的相對的端部可以彼此間隔地具有開口，使在他們之間限定的多條橫向水道可以彼此連通，從而使冷卻水能夠沿著多條橫向水道折返地向上流動。
[0027]根據本發明的一個實施例，第一底板110-1、第二底板110-2、第三底板110-3、……、第N底板的厚度可以不同。其中,第一底板110-1的厚度可以大于第二底板110-2、第三底板110-3、……、第N底板的厚度。另外，偶數的底板第二底板110-2、第四底板110-4的厚度可以小于奇數的底板第三底板110-3、第五底板110-5 (例如，當上述N等于5或大于5時設置在第四底板100-5上方的底板)的厚度。由于各個底板的厚度彼此不同，因此能夠防止在焊接過程中由于焊接應力大而導致變形，同時有利于降低水冷護屏的制造成本。
[0028]此外，水冷護屏100還可以包括設置在一側上的連接件180，以使多個水冷護屏100之間可以彼此連接。例如，根據一個示例性實施例，可以將五塊護屏100彼此連接，從而形成一個完整的保護屏障。此外，為了使彼此連接的多塊護屏100能夠形成完整的保護屏障，護屏100可以具有弧形的形狀，從而能夠拼接成為整個的圓筒形護屏。然而本發明不限于此。
[0029]根據該示例性實施例，水冷護屏100可以具有在其側部的絕緣件(未示出)，絕緣件可以包括:第一絕緣板(未示出)，設置在水冷護屏的第一側上；第二絕緣板(未示出)，設置在水冷護屏的第一側上且在第一絕緣板上；固定件(未示出)，使第一絕緣板與第二絕緣板彼此固定。其中，第一絕緣板的寬度可以小于第二絕緣板的寬度，第一絕緣板的內部可以與第二絕緣板的內部對齊，從而在拼裝多個水冷護屏時，第一絕緣板與第二絕緣板形成子母扣。在一個示例性實施例中，絕緣板可以是HP-10云母板，其中第一絕緣板的尺寸為:厚15mmX寬45 X長2900mm，第二絕緣板的尺寸為:厚IOmmX寬80mmX長3000mm。在該實施例中，第一絕緣板與第二絕緣板上下組合并且內齊平，利用螺栓定位的方式緊固在護屏100的右邊，當護屏100拼接成環時，第一絕緣板與第二絕緣板形成子母扣，從而保障護屏100的絕緣和電極柱的密閉。然而本發明不限于此，第一絕緣板和第二絕緣板可以具有其它的尺寸、結構、材料和/或拼裝方式。
[0030]在另一個示例性實施例中，水冷護屏100的下部設置有用于固定水冷護屏100和絕緣板的位置的定位螺栓170，定位螺栓170被設置為靠近在水冷護屏100的底部邊緣，從而可以保障水冷護屏100的定位，并且還能夠保障絕緣板與底環(未示出)充分接觸和密閉。其中，底環是設置在電極底部的水冷保護環形裝置，能夠定位和支撐水冷護屏，避免雜質、高溫氣體、粉塵和鈦渣等進入水冷護屏和接觸元件之間而造成絕緣失效。
[0031]例如，在根據本發明的一個示例性實施例中，將第一底板110-1的厚度增大至16毫米。將定位螺栓170與第一底板110-1之間的距離調整到IOOmm以上，底板采用不銹鋼板進行機加工，自下而上共分為4段(即，第一底板110-1至第四底板110-4)，各底板的寬度均為50mm。通過試驗，根據該示例性實施例的水冷護屏在長時間使用后無明顯形變，并且避免了卡阻、刺火等故障的發生。
[0032]根據本發明的一個實施例，還可以在連接件180以及多塊護屏100之間設置絕緣材料，從而保障多塊護屏100之間的絕緣和密閉。此外，還可以在定位螺栓170處設置絕緣材料，從而保障護屏100的下部與底環的絕緣，因此可以避免護屏100的下部出現刺火漏水的現象。
[0033]根據本發明的又一個實施例，護屏100還可以包括第一外水道和第二外水道，第一外水道和第二外水道設置在水冷護屏的上部并與水冷護屏內部的水道連通，其中，第一外水道用于將冷卻水供應到水冷護屏，第二外水道用于排出從水冷護屏流出的冷卻水。然而本發明不限于此，根據實際需要，第一外水道和第二外水道還可以設置在護屏100的其它合適的位置處，例如，可以設置在護屏100的下部或中間部分。
[0034]在該實施例中，當第一外水道設置在護屏的上方時，護屏中的水道還可以餓包括縱向供水水道150。縱向供水水道150連接到第一外水道，并將來自第一外水道的冷卻水直接供應至設置在最下方的橫向水道122。
[0035]根據本發明的一個示例性實施例，面板161、背板162和隔板110由鋼材制成。其中，在利用隔板Iio分隔多個水道時，可以通過焊接來使隔板110與面板161和背板162連接。更具體地說，先利用模具使背板162壓制成型，用事先機加工好的鄉下端板焊接定位后，根據水道的走向，用模具壓制成的“槽型”板按照工序順序地焊接，因此能夠減少焊接量，從而使形變減小。
[0036]圖5是圖1的鈦渣電爐自焙電極水冷護屏的頂部的局部放大側視圖。
[0037]參照圖5，水冷護屏100的頂部靠近銅管200 (其中，銅管200是接觸元件的水冷銅管)并且可以具有拐點190。第一外水道和第二外水道180設置在拐點190的下方。拐點190設置在水冷護屏100的上部，可以增大水冷護屏與銅管之間的距離，從而防止因水冷護屏與銅管接觸而產生短路、刺火等。。拐點可具有傾斜部分195，從而使拐點195具有斜坡形狀。
[0038]由于具有上述結構，可以避免由于擠壓造成的護屏拐點與銅管刺火漏水的現象。在此位置，由于接觸元件導電銅管與護屏的安裝尺寸決定了此位置的距離無法增大，由于電極柱與密封導向環間隙小，電極升降時不可避免產生摩擦擠壓，因此還可以通過在此位置適當增加絕緣材料來實現避免刺火的目的。
[0039]根據本發明的示例性實施例，水冷護屏具有橫向水道以及縱向水道，與現有技術中的僅具有縱向水道的水冷護屏相比較，回水溫度能夠降低5°C左右，因此能夠更好地對護屏進行冷卻。從而能夠滿足冶煉負荷的提升。通過在水冷護屏的底部設置橫向水道，可以使橫向水道成為高溫部分，冷卻水首先進入護屏底部橫向水道，再進入縱向水道，從而保證護屏上下溫度均勻，達到冷卻效果，防止變形。
[0040]此外，根據本發明的示例性實施例，水冷護屏具有改進了的結構，從而在加過工程中焊接量減小，因而能夠減少形變。并且由于改進了的結構，因此可以減少刺火漏水的現象，并且能夠防止水冷護屏變形。因此，根據本發明的示例性實施例的水冷護屏能夠有效地延長其使用壽命，保證了生產的連續性，提高了設備的作業率。
[0041]雖然已經參照附圖描述了本發明的示例性實施例，然而本領域技術人員應當理解，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，可以對上述示例性實施例進行形式和細節上的各種修改和改變。本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種鈦渣電爐自焙電極水冷護屏，所述水冷護屏包括彼此相對地設置的面板和背板，在面板與背板之間限定有空間，所述空間通過多個隔板分隔為彼此連通的水道，其中，所述水道包括: 多條橫向水道，設置在水冷護屏的下部，冷卻水通過所述多條橫向水道自下而上地折返流動； 多條縱向水道，設置在所述多條橫向水道的上方，冷卻水通過所述多條縱向水道從水冷護屏的一側向另一側折返流動。
2.如權利要求1所述的水冷護屏，其中，所述水冷護屏的下部設置有定位螺栓，其中，所述定位螺栓被設置為靠近水冷護屏的底部邊緣。
3.如權利要求1所述的水冷護屏，其中，所述水冷護屏還包括: 第一底板，設置在水冷護屏的最下方； 第二底板，與第一底板分隔開預定的間隔設置在第一底板上方； 第三底板，與第二底板分隔開預定的間隔設置在第二底板上方； 第N底板，與第N-1底板分隔開預定的間隔設置在第N-1底板上方， 其中，所述第一底板、第二底板、第三底板、……、第N底板之間的間隔構成所述多條橫向水道，其中，N是大于或等于4的整數。
4.如權利要求3所述的水冷護屏，其中，所述第一底板、第二底板、第三底板、……、第N底板的厚度不同，其中，所述第一底板的厚度大于第二底板、第三底板、……、第N底板的厚度。
5.如權利要求1所述的水冷護屏，所述水冷護屏還包括第一外水道和第二外水道，第一外水道和第二外水道設置在水冷護屏的上部并與水冷護屏內部的水道連通，其中，第一外水道用于將冷卻水供應到水冷護屏，第二外水道用于排出從水冷護屏流出的冷卻水。
6.如權利要求5所述的水冷護屏，其中，所述水道包括連接到所述第一外水道的縱向供水水道，以將來自第一外水道的冷卻水直接供應至設置在最下方的橫向水道。
7.如權利要求1所述的水冷護屏，其中，所述水冷護屏的上部包括具有斜坡形狀的拐點。
8.如權利要求7所述的水冷護屏，其中，第一外水道和第二外水道設置在拐點下方。
9.如權利要求1所述的水冷護屏，所述水冷護屏還包括設置在所述水冷護屏的側部的絕緣件，其中，所述絕緣件包括: 第一絕緣板，設置在水冷護屏的第一側上； 第二絕緣板，設置在水冷護屏的第一側上且在第一絕緣板上； 固定件，使第一絕緣板與第二絕緣板彼此固定， 其中，第一絕緣板的寬度小于第二絕緣板的寬度，第一絕緣板的內部與第二絕緣板的內部對齊，從而在拼裝多個水冷護屏時，第一絕緣板與第二絕緣板形成子母扣。
【文檔編號】H05B7/12GK103957619SQ201410179233
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】何查克, 葉良軍, 黃興建, 秦興華, 馬勇, 陳永明, 王麗萍 申請人:攀鋼集團鈦業有限責任公司