煙(yan)罩(zhao)(zhao)是礦熱爐(lu)(lu)的(de)(de)重要組成部分。早期使(shi)用的(de)(de)開放式礦熱爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)口直(zhi)接暴露在空氣(qi)中，機(ji)械化程度低(di)，對(dui)環(huan)境(jing)污染大，工人勞動條(tiao)件(jian)差。直(zhi)接的(de)(de)改(gai)進方法(fa)是在爐(lu)(lu)口正上方懸掛一(yi)個集氣(qi)罩(zhao)(zhao)，即(ji)高(gao)煙(yan)罩(zhao)(zhao)。高(gao)煙(yan)罩(zhao)(zhao)為懸掛式鋼結構，直(zhi)徑(jing)與礦熱爐(lu)(lu)口直(zhi)徑(jing)相同。高(gao)煙(yan)罩(zhao)(zhao)底(di)部與爐(lu)(lu)口操作(zuo)平面之間有(you)一(yi)定的(de)(de)工人操作(zuo)空間。高(gao)煙(yan)罩(zhao)(zhao)的(de)(de)使(shi)用在一(yi)定程度上抑制了生(sheng)產過程中對(dui)環(huan)境(jing)的(de)(de)污染，對(dui)吸煙(yan)和(he)改(gai)善操作(zuo)條(tiao)件(jian)有(you)一(yi)定的(de)(de)影響。

　　隨(sui)著(zhu)礦熱(re)爐技術的(de)不(bu)斷發展，廠家普遍通過技術改(gai)造或(huo)更新將爐型改(gai)為(wei)半封閉低(di)(di)煙罩(zhao)。與高(gao)煙罩(zhao)相比(bi)，低(di)(di)煙罩(zhao)具有(you)(you)引用(yong)水冷系統(tong)等非(fei)常明顯的(de)優點，大大降(jiang)(jiang)低(di)(di)了(le)煙罩(zhao)的(de)外部(bu)溫度(du)(du)，降(jiang)(jiang)低(di)(di)了(le)對周圍的(de)熱(re)輻射，提高(gao)了(le)設備的(de)使用(yong)壽命(ming);設置爐門，不(bu)僅可供加料、撥(bo)料、搗爐操作(zuo)，還可減少冷空氣(qi)進入，調(diao)節爐內溫度(du)(du);短網母線(xian)直接(jie)安裝(zhuang)在水冷蓋上方，縮(suo)短了(le)母線(xian)的(de)長度(du)(du)，有(you)(you)利于降(jiang)(jiang)低(di)(di)功耗;煙氣(qi)量(liang)和溫度(du)(du)的(de)降(jiang)(jiang)低(di)(di)有(you)(you)利于凈化和余熱(re)利用(yong)。

　　礦熱爐矮煙(yan)罩可設計為圓形(xing)(xing)(xing)(xing)、六邊(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)、八邊(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)、十(shi)邊(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)或多邊(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)。根據其結構(gou)形(xing)(xing)(xing)(xing)式，大致分為耐火混凝(ning)土結構(gou)、全(quan)金屬水冷結構(gou)、金屬水冷骨架和耐火混凝(ning)土混合結構(gou)。

　　耐火混凝土結(jie)構的低煙罩在操作平臺上，由于不使用(yong)金屬結(jie)構部件，無需考(kao)慮絕緣和隔(ge)磁問題;但該低煙罩自重(zhong)大，結(jie)構強(qiang)度(du)低，使用(yong)壽命短，已(yi)基本(ben)消(xiao)除。

　　全金(jin)屬水(shui)(shui)冷(leng)結構(gou)低煙罩采用(yong)(yong)金(jin)屬水(shui)(shui)冷(leng)骨架作為爐(lu)蓋(gai)的承(cheng)載支架，骨架之(zhi)間(jian)放置(zhi)水(shui)(shui)冷(leng)蓋(gai)板(ban)，蓋(gai)板(ban)內固定隔(ge)水(shui)(shui)擋板(ban);連接處等關鍵部位采用(yong)(yong)不銹鋼(gang)防磁。該(gai)結構(gou)強度高，維護方便，但(dan)生產(chan)成(cheng)本增加(jia)，焊縫(feng)多，骨架容易(yi)漏水(shui)(shui)，維護困難。由于(yu)全金(jin)屬水(shui)(shui)冷(leng)管結構(gou)煙罩在煉鋼(gang)爐(lu)中的成(cheng)熟應用(yong)(yong)，一(yi)些(xie)科研(yan)單位已成(cheng)功應用(yong)(yong)于(yu)礦(kuang)熱爐(lu)，使用(yong)(yong)效果良好。

　　混(hun)合結(jie)構的(de)低煙(yan)罩(zhao)也(ye)采用金(jin)屬水(shui)(shui)(shui)冷(leng)骨(gu)(gu)架(jia)(jia)作為爐蓋(gai)(gai)(gai)的(de)承載支架(jia)(jia)，將水(shui)(shui)(shui)冷(leng)蓋(gai)(gai)(gai)板(ban)(ban)放置(zhi)在(zai)骨(gu)(gu)架(jia)(jia)之間(jian)，蓋(gai)(gai)(gai)板(ban)(ban)內部固定(ding)隔水(shui)(shui)(shui)擋板(ban)(ban)。不同的(de)是(shi)，耐(nai)火混(hun)凝土材(cai)料被噴涂或搗毀在(zai)蓋(gai)(gai)(gai)板(ban)(ban)內部。這樣，金(jin)屬骨(gu)(gu)架(jia)(jia)就支撐了(le)耐(nai)火混(hun)凝土材(cai)料和水(shui)(shui)(shui)冷(leng)蓋(gai)(gai)(gai)板(ban)(ban)的(de)重(zhong)量，同時(shi)承受(shou)了(le)電(dian)極控(kong)制(zhi)器帶來的(de)附(fu)加力，形成了(le)剛性(xing)的(de)整體爐蓋(gai)(gai)(gai)。為了(le)減(jian)少渦流損失，爐蓋(gai)(gai)(gai)靠近電(dian)極的(de)區域采用防磁金(jin)屬材(cai)料，也(ye)可以采用水(shui)(shui)(shui)冷(leng)骨(gu)(gu)架(jia)(jia)的(de)整體混(hun)凝土形式。其優點是(shi)金(jin)屬材(cai)料消耗減(jian)少，成本降低;焊縫受(shou)耐(nai)火混(hun)凝土層保護，減(jian)少漏水(shui)(shui)(shui)現象;煙(yan)罩(zhao)的(de)使(shi)用壽命進一步提高。缺點是(shi)骨(gu)(gu)架(jia)(jia)漏水(shui)(shui)(shui)仍(reng)然存在(zai)，維護不方(fang)便。

　　國外冶金工(gong)業(ye)(ye)發展(zhan)較早(zao)，礦熱爐(lu)設計水平相當成熟。其中，德馬格、克虜伯、埃(ai)肯等(deng)公(gong)司的(de)(de)技術反映了當今世界礦熱爐(lu)技術的(de)(de)較高(gao)水平。德馬格公(gong)司的(de)(de)低(di)煙罩爐(lu)蓋結(jie)構采用(yong)管(guan)框架，管(guan)間(jian)結(jie)合(he)(he)耐(nai)火(huo)混凝土(tu)，爐(lu)蓋內表面(mian)掛(gua)許多銅(tong)線(xian)，提高(gao)爐(lu)蓋壽命，在絕緣、隔磁等(deng)方面(mian)也有(you)獨特的(de)(de)設計。日本(ben)鐵合(he)(he)金生產企業(ye)(ye)采用(yong)多邊形全(quan)金屬(shu)低(di)煙罩爐(lu)蓋，結(jie)合(he)(he)活動水冷蓋板，便于維護和更換。

礦熱爐矮煙罩

　　目前國(guo)內(nei)使(shi)用的(de)低煙(yan)罩(zhao)多(duo)(duo)為(wei)混(hun)合結構。以水(shui)冷(leng)(leng)金屬梁(liang)為(wei)骨(gu)(gu)架(jia)(jia)，以耐火(huo)(huo)混(hun)凝(ning)土為(wei)保(bao)護層，包括支(zhi)架(jia)(jia)、側墻、操作(zuo)(zuo)門(men)、排(pai)煙(yan)孔(kong)(kong)等部分(fen)的(de)混(hun)合低煙(yan)罩(zhao)，如圖1所示。金屬骨(gu)(gu)架(jia)(jia)支(zhi)撐(cheng)由嵌入3個(ge)(ge)防磁電(dian)(dian)極孔(kong)(kong)圈(quan)、多(duo)(duo)個(ge)(ge)進(jin)料(liao)孔(kong)(kong)圈(quan)的(de)大(da)環(huan)和(he)多(duo)(duo)個(ge)(ge)水(shui)冷(leng)(leng)支(zhi)管(guan)(guan)組成，采用防磁不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)和(he)鍋爐鋼管(guan)(guan)。每個(ge)(ge)電(dian)(dian)極孔(kong)(kong)圈(quan)與周圍進(jin)料(liao)孔(kong)(kong)圈(quan)和(he)部分(fen)水(shui)冷(leng)(leng)支(zhi)管(guan)(guan)形成循環(huan)冷(leng)(leng)卻水(shui)路。每個(ge)(ge)水(shui)冷(leng)(leng)支(zhi)管(guan)(guan)用T形鋼板加(jia)固(gu)連接，每個(ge)(ge)孔(kong)(kong)圈(quan)和(he)水(shui)冷(leng)(leng)支(zhi)管(guan)(guan)在同一(yi)平面上(shang)。柱子、底板直接壓在絕緣板上(shang)，“坐”在地板土建(jian)環(huan)梁(liang)上(shang)。耐火(huo)(huo)混(hun)凝(ning)土層采用高耐火(huo)(huo)鋁鉻渣為(wei)骨(gu)(gu)料(liao)，整體澆(jiao)筑(zhu)，保(bao)護整個(ge)(ge)頂蓋骨(gu)(gu)架(jia)(jia)。支(zhi)架(jia)(jia)由空心鋼柱和(he)回(hui)水(shui)管(guan)(guan)組成，不(bu)僅支(zhi)撐(cheng)著低煙(yan)罩(zhao)的(de)重(zhong)量，還形成了操作(zuo)(zuo)門(men)和(he)側墻的(de)框架(jia)(jia)。側墻一(yi)般采用耐火(huo)(huo)磚，操作(zuo)(zuo)門(men)在電(dian)(dian)極大(da)面上(shang)打開(kai)。根據(ju)爐蓋和(he)側墻的(de)位置，排(pai)煙(yan)孔(kong)(kong)分(fen)別與煙(yan)囪或爐氣除塵回(hui)收設(she)備相連。根據(ju)實(shi)際(ji)情況，在爐蓋上(shang)方開(kai)設(she)煙(yan)道孔(kong)(kong)和(he)進(jin)料(liao)管(guan)(guan)口。該(gai)結構具有耐火(huo)(huo)性好、抗變(bian)形、承載(zai)強度大(da)、功耗低、投(tou)資少、使(shi)用壽命長等優點。

整體結構混合低煙罩

　　某12.5MV·A半密閉礦(kuang)熱爐冶(ye)煉硅鐵車間低煙罩(zhao)及爐口操作平臺如(ru)圖(tu)2所示。

12.5MVA半密閉礦熱(re)爐(lu)冶煉硅鐵(tie)車間低煙罩及(ji)爐(lu)口操(cao)作平臺(tai)

　　這種結構形(xing)式(shi)的(de)(de)(de)缺點(dian)是(shi)耐(nai)熱(re)混凝土(tu)整(zheng)體澆筑后(hou)難以(yi)改變工藝參數;在(zai)(zai)使用(yong)中發現(xian)，由于(yu)(yu)骨架(jia)(jia)(jia)漏水，該(gai)結構的(de)(de)(de)熱(re)停(ting)(ting)爐時間較長(chang)(占所有熱(re)停(ting)(ting)爐時間的(de)(de)(de)50%~86%);耐(nai)火混凝土(tu)層長(chang)期使用(yong)后(hou)會脫落;煙(yan)罩對地絕(jue)緣性(xing)(xing)差(cha)，易(yi)漏電(dian)。因(yin)此，在(zai)(zai)實踐中出現(xian)了多種改進(jin)。由于(yu)(yu)骨架(jia)(jia)(jia)是(shi)整(zheng)個(ge)爐蓋的(de)(de)(de)關(guan)鍵部(bu)位，需要足夠(gou)的(de)(de)(de)剛度、強(qiang)度、抗磁性(xing)(xing)和(he)絕(jue)緣性(xing)(xing)能(neng)，部(bu)分廠家將(jiang)骨架(jia)(jia)(jia)設(she)計(ji)為“中心(xin)(xin)凸骨架(jia)(jia)(jia)”，即保持骨架(jia)(jia)(jia)水圈(quan)(quan)、加料(liao)(liao)圈(quan)(quan)、水冷支(zhi)管(guan)連接在(zai)(zai)同一(yi)平面(mian)布置(zhi)不變，將(jiang)三(san)個(ge)電(dian)極孔(kong)(kong)圈(quan)(quan)和(he)中心(xin)(xin)管(guan)孔(kong)(kong)圈(quan)(quan)提高一(yi)定高度(超過原(yuan)平面(mian)50~100mm)，形(xing)成中心(xin)(xin)突出的(de)(de)(de)連接方式(shi)。電(dian)極孔(kong)(kong)圈(quan)(quan)采(cai)(cai)用(yong)防(fang)磁性(xing)(xing)好的(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼材質(zhi)，輻射(she)骨架(jia)(jia)(jia)水冷支(zhi)管(guan)、大(da)水圈(quan)(quan)、三(san)角肋板采(cai)(cai)用(yong)T型(xing)鋼板與(yu)20G鋼管(guan)相結合，加強(qiang)受力(li)部(bu)位的(de)(de)(de)機械強(qiang)度。其余進(jin)料(liao)(liao)孔(kong)(kong)圈(quan)(quan)采(cai)(cai)用(yong)普通低碳鋼(Q235)，關(guan)鍵部(bu)位采(cai)(cai)取隔磁措施，如圖(tu)3所示(shi)。

密封固定混凝(ning)結絕(jue)緣(yuan)示(shi)意圖(tu)

　　支撐地(di)面(mian)的(de)(de)方式改為密封固定混凝打(da)結(jie)(jie)(jie)絕(jue)(jue)緣(yuan)，放置在爐殼法蘭(lan)內，鋪設硅酸鋁(lv)纖維氈和高(gao)鋁(lv)耐(nai)火磚(zhuan)。各柱通過底板(ban)按(an)(an)角度固定焊接，用(yong)高(gao)鋁(lv)水(shui)泥按(an)(an)比例混凝打(da)結(jie)(jie)(jie)，實現地(di)面(mian)絕(jue)(jue)緣(yuan)。骨(gu)(gu)架(jia)內采(cai)用(yong)整體打(da)結(jie)(jie)(jie)耐(nai)火混凝土，厚度為280~340mm，耐(nai)火打(da)結(jie)(jie)(jie)材料(liao)與構件底部、孔圈(quan)厚度為40~60mm，形成“水(shui)冷金屬-耐(nai)火混凝保護”的(de)(de)混合結(jie)(jie)(jie)構。它可(ke)以將骨(gu)(gu)架(jia)與爐氣(qi)的(de)(de)強腐蝕介質(zhi)環境隔離開來，既減少了(le)爐氣(qi)對(dui)骨(gu)(gu)架(jia)的(de)(de)腐蝕破壞(huai)，又起到了(le)緩解溫差(cha)和隔熱(re)的(de)(de)作(zuo)用(yong)，具有良(liang)好的(de)(de)相(xiang)對(dui)相(xiang)、相(xiang)對(dui)絕(jue)(jue)緣(yuan)性能。由于改善了(le)煙罩骨(gu)(gu)架(jia)的(de)(de)應力結(jie)(jie)(jie)構、絕(jue)(jue)緣(yuan)和冷卻方式，大(da)大(da)延長了(le)爐蓋的(de)(de)使用(yong)壽命(ming)，提高(gao)了(le)經濟效(xiao)益。中心凸骨(gu)(gu)架(jia)如圖4所示。

中心凸骨架

　　由于骨架(jia)(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)存在(zai)，漏水(shui)(shui)(shui)將(jiang)永遠不(bu)(bu)可避免，只有取(qu)消(xiao)骨架(jia)(jia)(jia)(jia)才能徹底消(xiao)除(chu)漏水(shui)(shui)(shui)。因為(wei)三相電(dian)極在(zai)極心圓周上是120°星形(xing)對稱布置(zhi)，任何兩(liang)(liang)相電(dian)極之(zhi)間的(de)(de)(de)圓心角為(wei)120°扇(shan)(shan)形(xing)，所以(yi)有些廠家取(qu)消(xiao)了(le)(le)骨架(jia)(jia)(jia)(jia)，設(she)(she)計(ji)(ji)了(le)(le)三個圓角為(wei)120°扇(shan)(shan)形(xing)組裝爐(lu)(lu)蓋(gai)。取(qu)消(xiao)骨架(jia)(jia)(jia)(jia)后，水(shui)(shui)(shui)冷(leng)(leng)(leng)蓋(gai)板(ban)和(he)骨架(jia)(jia)(jia)(jia)合二為(wei)一，爐(lu)(lu)蓋(gai)無疑會起到(dao)骨架(jia)(jia)(jia)(jia)和(he)密封的(de)(de)(de)雙重(zhong)(zhong)作用。除(chu)了(le)(le)自身重(zhong)(zhong)量外(wai)，爐(lu)(lu)蓋(gai)的(de)(de)(de)剛(gang)度和(he)水(shui)(shui)(shui)路(lu)設(she)(she)計(ji)(ji)尤為(wei)重(zhong)(zhong)要，特別是在(zai)控制(zhi)(zhi)器(大(da)套)升降過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)徑(jing)向推力和(he)垂(chui)直摩擦(ca)。為(wei)了(le)(le)使(shi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)在(zai)水(shui)(shui)(shui)冷(leng)(leng)(leng)板(ban)中(zhong)(zhong)強(qiang)制(zhi)(zhi)流(liu)動，減少結垢對煙罩(zhao)的(de)(de)(de)影響，應(ying)(ying)減少水(shui)(shui)(shui)路(lu)設(she)(she)計(ji)(ji)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)死(si)角和(he)回路(lu)，但也(ye)應(ying)(ying)確(que)保冷(leng)(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)流(liu)過(guo)煙罩(zhao)的(de)(de)(de)各個部(bu)(bu)位。水(shui)(shui)(shui)路(lu)隔(ge)(ge)板(ban)可沿徑(jing)向設(she)(she)置(zhi)為(wei)散射狀，使(shi)隔(ge)(ge)板(ban)不(bu)(bu)僅(jin)是水(shui)(shui)(shui)冷(leng)(leng)(leng)板(ban)的(de)(de)(de)加強(qiang)肋，也(ye)是扇(shan)(shan)形(xing)循環水(shui)(shui)(shui)路(lu)的(de)(de)(de)隔(ge)(ge)板(ban)。如圖5所示(shi)，爐(lu)(lu)蓋(gai)的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)(ji)分(fen)為(wei)兩(liang)(liang)部(bu)(bu)分(fen)，包括不(bu)(bu)銹(xiu)鋼制(zhi)(zhi)造的(de)(de)(de)電(dian)極孔，以(yi)及普(pu)(pu)通碳鋼制(zhi)(zhi)造的(de)(de)(de)外(wai)部(bu)(bu)。使(shi)用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼是為(wei)了(le)(le)達到(dao)隔(ge)(ge)磁的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)，而普(pu)(pu)通碳鋼可以(yi)解決爐(lu)(lu)蓋(gai)漏水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)問題。兩(liang)(liang)部(bu)(bu)分(fen)的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)分(fen)別流(liu)動，每(mei)部(bu)(bu)分(fen)的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)單獨進(jin)出，改變了(le)(le)過(guo)去所有骨架(jia)(jia)(jia)(jia)與(yu)蓋(gai)板(ban)水(shui)(shui)(shui)路(lu)串(chuan)聯的(de)(de)(de)不(bu)(bu)合理結構(gou)。低煙罩(zhao)在(zai)實際生產(chan)(chan)中(zhong)(zhong)具有良好的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用效(xiao)果，基本(ben)解決了(le)(le)爐(lu)(lu)蓋(gai)漏水(shui)(shui)(shui)問題，三年(nian)內未發生爐(lu)(lu)蓋(gai)漏水(shui)(shui)(shui)引(yin)起的(de)(de)(de)熱停(ting)爐(lu)(lu)事故。