25500kVA镍铁矿热炉工程可研报告(9)

以达到良好的冷却效果。在进口处有一个纵向隔板，使冷却水直接进入温度最高的底层，再沿水路逆流向上。这种逆流冷却方式，能够使冷却水在温度较低的情况下进入大套温度高的地方，从而使大套壁温趋于接近，减小热应力导致的损坏。

图5-8 冷却水路图

5.5.2.3 水冷活动小套的结构设计

采用活动水冷小套，小套由4个1/4水冷环体组成，其目的是便于铜瓦拆换和检修时，环体可方便卸下，环体之间由销子联接。水路设计上采用两个1/4环体串联，即整个小套形成两个独立水路。在小套内壁与电极及铜瓦等部件之间的空隙充填了严密的硅酸铝耐火纤维，起到了很好的隔热和密封作用，使在高温恶劣环境下工作的电极和导电铜瓦免遭电弧、火焰的直接热辐射作用。

小套内部的水路设计如图5-9所示，水路不锈钢板隔成五层，其设计理念与大套相同。

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图5-9 冷却水路图

5.5.2.4新型压力环的结构设计

矿热炉压力环主要由内环板、外环板、上环板、下环板构成环体，环体的直径一般根据电极的尺寸确定，为使压力环能夹紧电极，压力环的内径必须适合电极的直径。

压力环由两个半环焊接成整环，采用液压油缸与螺栓组合式，其结构如图5-10所示。一个半环中的三块或四块铜瓦由各自的液压缸装置压紧，另一个半环中的三块或四块铜瓦仍由螺栓顶紧固定。压力环中每个液压径向顶紧装置由连接油泵的液压缸和带有钢质顶头的活塞组成，其工作原理是当油泵加压时，油压压紧活塞使顶头顶紧铜瓦；当系统卸压时，则铜瓦被松开。因为铜瓦是对称安放的，并且每块铜瓦对应各自的压紧装置，所以每个铜瓦的受力比较平均，不易打弧，可大大提高铜瓦使用寿命。冷却水包围着输油管，对油管起冷却保护作用；两个半环独立的冷却水路设计保证了较好的冷却效果。

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半环（乙）AA半环（甲）出水路油缸进油管半环（甲）进水路半环（甲） 半环（乙）进水路半环（乙）出水路

1-油缸 2-螺栓 3-吊耳

图5-10 压力环结构示意图

（1）油缸的设计

压力环中的油缸是非标设备，而油缸是整个压力环压紧装置的施力部分，所以，油缸设计就显得很重要，设计的好坏将直接影响到压力环能否正常工作。

油缸主要由缸盖、缸筒、顶头、活塞等组成。以顶头来直接顶紧铜瓦， 其与活塞之间是活动连接。由油缸螺母旋紧顶紧缸盖，确保油缸不会因压力过大而从后面涨开。当液压系统加压时，高压的液压油进入油缸，把活塞向前推动，活塞推动顶头顶紧铜瓦，达到了夹紧的目的，可实现电极的自

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动下放。压力环工作状态时，油缸处于冷却水包围中，可以避免油缸因温度过高出现故障。在压力环外环板安装了排气阀，用于故障时辅助卸油或排气。 （2）油缸的密封

本系统的油缸虽然是在被冷却水包围的条件下工作的，但是在工作状态下，缸内压力很高，所以油缸的密封设计显得十分重要。

油缸的活塞设计成中间带有两道密封，密封圈的材料采用O形橡胶密封圈GB/T3452.3-1998，其中末端采用YX形密封圈JB/ZQ4264-1997，这种密封圈的截面形状成V形。在这种结构中，一定压力下油会使密封圈的边缘涨开而贴紧缸筒，起到密封作用，油压越高，密封能力越强，并能自动补偿磨损，从而达到较好的密封效果。V密封的结构如图5-11所示。

图5-11 YX密封示意图 图5-12 金属密封示意图 为防止冷却水的流出，油缸尾部端盖法兰必须设计密封装置。由于长期处于高温辐射（刺火、翻渣等）热流冲击，导致这里不能被完全冷却，因此较适宜采取耐高温密封结构和密封材料，彻底解决早期密封结构出现频繁漏水的问题。密封结构如图5-12所示。 （3）螺栓顶紧装置的设计

由于压力环是一个易损易耗件，降低压力环的造价对使用厂家极为有利。

螺栓顶紧装置是压力环的另外一个主要部件，结构如图5-13所示。它与油缸对称安装，顶紧装置是固定在压力环环体上，当液压系统加压，对应的顶紧装置也给压力环与油缸同样大小的反作用夹紧力，就可以用替代一半数量的油缸，达到更加经济的目的。顶紧装置主要由套筒、前板、螺母座、顶

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紧螺栓、后座等组成。套筒焊接在压力环上，用来定位整个顶紧装置。螺母座设计了两个与螺母凸凹相对的卡槽，以防止螺母移动或转动。螺母卡稳后，将顶紧螺栓旋入螺母中，其前端是顶紧块，顶紧块的一部分伸出套筒，用来顶紧铜瓦。顶紧块的位置是固定的，它并不随着压放电极而变化，即顶紧块的位置始终是处于顶紧铜瓦的最大位移处。 1—套筒 2—前板 3—螺母座 4—后法兰 5—后座 6—顶紧螺栓 7—顶紧螺母 8—定位销 图5-13 顶紧螺栓结构图 5.5.2.5 其它部分结构设计

在压力环顶部设计了一个环形定位钢围板，它是由不锈钢板焊制的构

件，其外径比活动小套的内径稍小，其作用是防止小套在径向上产生位移。此外，将大小套及压力环的材质由锅炉钢改为不锈钢，提高了隔磁能力，且大小套环体内构成冷却水循环水道的一组隔板采用T型焊连接，提高了焊连接强度，可有效延长套体寿命。

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