闪速炉炼铜上升烟道顶

摘要

本发明提供一种闪速炉炼铜上升烟道顶，其特征在于：中部方形水套靠近锅炉侧的区域布置板型铜水套，板型铜水套的板面平置，板型铜水套由铜水套单元板边紧邻布置构成，铜水套单元板体内部设置有冷却水路，铜水套单元的下板面上布置耐火层，冷却水路的进、出水管延伸到铜水套单元的上板面上，铜水套单元的上板面上还设置有吊耳。上述技术方案中，板体平置的铜水套单元板体内部设置有冷却水路，具备优良的冷却效果，附设在铜水套单元下板面上的耐火层也可以得到及时有效、均匀的冷却，其抗热变形能力显著增强，提高熔炼炉烟道顶的结构强度，延长了使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及闪速炉炼铜工艺中炉体的上升烟道顶部结构。

背景技术

闪速炉炼铜工艺中炉体的上升烟道顶部为高温烟气上升集中冲击 区域，考虑到持续所受热负荷大，因此烟道顶主体部分由吊挂镁铬砖吊 挂密封覆盖，而为了减轻热负荷，减缓吊挂砖耗损过快，每隔几组耐火 砖加装一组水套，起到吸收热量，采用冷却方式以保护耐火砖的目的。 自闪速炉体向锅炉方向间隔布置水套，如图1所示，同列中依次布置三个板型水套单元1构成一组，在左、右方向上整体均匀间隔布置5组板 面位于铅垂面且以吊挂方式固定，图1所示的俯视图中，每组中的板状 水套单元1的区域为条带状区域，左侧三组水套和右侧两组水套之间布 置有中偏右的一块构成烟道口2的方形水套3，各组水套间的区域由吊 挂耐火砖紧密填充排列组成。

由于冲顶烟气温度可以达到1400多度，持续承受高热负荷，虽然 烟道顶部采用了上述冷却水套结构，但每组水套之间的间距较大，对水 套间的吊挂砖冷却强度不够。并且从后期生产中观察到烟道顶部最右边 (靠近锅炉侧)两组板状水套所在区域，受到的热负荷冲击更大，图1 中右侧的箭头指向为烟气的流动方向，此区域水套和砖的损耗程度比其它部分更严重，说明此区域最初设计的冷却方式针对此处更加不足，而 损耗程度不同的砖之间出现了膨胀挤压力不一致，烟道顶也因此出现砖 体拱起的情况，最终导致上升烟道顶整体稳定性差，吊挂砖垮塌、脱落。

发明内容

本发明的目的是提供一种闪速炉炼铜上升烟道顶，针对热负荷区域 差异提供相应的冷却方案，提高熔炼炉烟道顶的结构强度，延长使用寿 命。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种闪速炉炼铜上 升烟道顶，其特征在于：中部方形水套靠近锅炉侧的区域布置板型铜水 套，板型铜水套的板面平置，板型铜水套由铜水套单元板边紧邻布置构 成，铜水套单元板体内部设置有冷却水路，铜水套单元的下板面上布置 耐火层，冷却水路的进、出水管延伸到铜水套单元的上板面上，铜水套 单元的上板面上还设置有吊耳。

上述技术方案中，板体平置的铜水套单元板体内部设置有冷却水 路，具备优良的冷却效果，附设在铜水套单元下板面上的耐火层也可以 得到及时有效、均匀的冷却，其抗热变形能力显著增强，提高熔炼炉烟 道顶的结构强度，延长了使用寿命。

附图说明

图1是现有技术中闪速炉炼铜上升烟道顶的水套布置俯视图；

图2、3、4是本发明中的烟道顶的水套布置主视图、俯视图、立体 图；

图5是铜水套单元的主视图；图6、7分别是图5的俯视图、左视 图；

图8、9分别是铜水套单元底部附设有耐火层后的示意图；

图10是冷却闸板孔套的俯视图；

图11是图10中的C-C剖视图；

图12是冷却闸板孔套的立体图。

具体实施方式

结合图2、3、4，本发明的基本任务就是要求保证热负荷严重的顶 部区域的冷却，具体的方案是一种闪速炉炼铜上升烟道顶，中部方形水 套10靠近锅炉侧的区域布置板型铜水套，板型铜水套的板面平置，板 型铜水套由铜水套单元20板边紧邻布置构成，铜水套单元20板体内部 设置有冷却水路21，铜水套单元20的下板面上布置耐火层22，冷却水 路21的进、出水管延伸到铜水套单元20的上板面上，铜水套单元20 的上板面上还设置有吊耳23。

上述方案彻底解决了靠近锅炉侧的烟道顶部区域的冷却问题，合理 布置的冷却水路有效地吸收、交换了更多热量，降低高温烟气对烟道顶 水套及镁铬砖的热负荷损坏，使得熔炼炉烟道顶的使用寿命延长，吊耳 23采用顶部预埋结构，不会直接接触炉内高温损坏吊挂件。中部方形水 套10为事故烟道根部水套，主要供维修使用时与维修过渡烟管连接， 吊耳23用于连接吊挂部件如吊杆等。

作为优选方案，板型铜水套位于锅炉侧处设置有闸板孔套30，两闸 板孔套30的长孔径向同向顺齐布置，两闸板孔套30的套壁内设置冷却 水管31与冷却水源管路相连。

闸板孔套30布置的位置直接紧邻上述板型铜水套的布置区域，该 处温度几乎相同，由于需要为闸板提供上下的通路，采用套式结构以形 成窄缝式通路以便闸板上下，因此该处结构的特殊性必然要求结构具备 相应抗热变形能力，沿着闸板孔套30的套壁布置冷却水管31可以保证 闸板孔套30的换热能力以减少热变形现象，其使用寿命得到保证。

铜水套单元20的周边轮廓为方形，冷却水路21布置内外两路，其 中外水路211为C形，内水路212为U形，外水路211、内水路212端 部水管接头位于彼此远离的方向且自铜水套单元20的上板面处引出。 采用上述内、外双路冷却水路的布置可以保证铜水套单元20整体得到 均匀的冷却。所述的方形如图所示，为长宽差异较小并接近正方形，这 主要是依据所需覆盖的区域的整体尺寸和形状而定。

为了方便布置冷却水管，冷却水管31沿闸板孔套30的套壁周向布 置且自板型铜水套所在侧的上部引出。

为了确保耐火层22附设的牢固、稳定性，铜水套单元20的下板面 为间隔平行布置的凸条24，凸条24之间的凹槽为槽口窄、槽底宽的燕 尾槽，耐火层22的上层部嵌入所述的槽腔内，为了减少局部区域的用 力集中，凸条24之间的凹槽的槽底与槽壁之间以及槽壁与槽沿之间为 圆弧过渡。

上述方案可以视为铜水套单元20下板面为齿形面，齿槽区域保证 了耐火层22嵌置的可靠性，同时还增大了换热面积，有利于及时冷却 换热。

为了避免铜水套单元20下板面与耐火层22出现分层脱离现象，如 图5、7所示，铜水套单元20的下板面上布置有爪钉25，爪钉25置入 耐火层22内。爪钉25端部的爪部呈显露状，更优选的方案是在凸条24 下端面上布置有向下延伸的爪钉25，爪钉25埋置于耐火层22的下层中。 这样就更进一步确保了铜水套单元20下板面与耐火层22连接的可靠 性。

中部方形水套10远离锅炉侧的区域布置板状铜水套40，板状铜水 套40的板面立式平置，靠近中部方形水套10的相邻两组板状铜水套40 之间的间距小于、等于远离中部方形水套10的相邻两组板状铜水套40 之间的间距。结合图2、3、4，中部方形水套10左侧的四组板状铜水套 40之间的间距基本是相等的，也可以布置成如下方式，即自右向左第一 组、第二组板状铜水套40之间的间距略大于自右向左第二组、第三组 板状铜水套40之间的间距，最左侧的两组板状铜水套40之间的间距为 最大，换言之就是自右向左的各组板状铜水套之间的间距逐渐变大。

对比图1、3，上述方案可以确保高温、高流速区域的热负荷作用， 鉴于最左侧区域虽然高温，但无高速烟气的冲刷，所以其所需的强制冷 却力度可以小于其他热负荷严重并伴有烟气冲刷的区域。具体讲，中部 方形水套10左侧的区域采用的板状铜水套40可以采用现有技术中的水 套结构，已经可以满足使用要求。

采用本发明提供的技术方案，现场水套回水温度正常，使炉内壁挂 渣均匀，冷却水量大约为200～300m