针对我国矿热炉金属水冷骨架式矮烟罩破裂漏水的问题,提出一种新的解决方法——设计一种新型的组合式无水冷骨架的矮烟罩装置。本文从矿热炉烟罩发展的历程出发,说明了烟罩的作用功能,指出了传统的矮烟罩可分为耐火混凝土、全金属水冷和金属水冷骨架与耐火混凝土等三种结构形式,目前以金属水冷骨架与耐火混凝土结构应用最多。分析了金属水冷骨架的矮烟罩由于其结构复杂,焊缝过多,工作环境恶劣,因此常出现骨架结构破裂漏水的现象,造成频繁的热停炉事故。调查了解决骨架破裂漏水的多种方法,如:改进冷却水路线、采用软水冷却、减少焊缝数量、提高焊接工艺水平等,这些方法对解决问题起到了一定的作用。为从根本上解决骨架漏水的问题,设计了一种无水冷骨架的矮烟罩装置。根据矿热炉形状和电极分布情况,将炉盖设计成三块120°扇形板拼接而成的形式,通过重心计算和静力分析得出炉盖可稳定支承于盖板支架上。重新设计了冷却水路,使水冷隔板同时也是盖板的加劲筋板,增强了结构稳定性。在炉盖热面预先焊接锚刺,再喷涂耐火混凝土,减少其脱落现象。对炉盖制作材料的选择条件和焊接工艺作了说明和改进,以提高焊接的质量。对矮烟罩内的传热情况进行了数值计算。高温条件下,辐射传热将占主导。本文比较了计算辐射传热的三种数值计算方法:区域法、假想面法和热流法,提出了用假想面法进行矮烟罩内辐射传热计算。在对计算区域进行合理简化和假设后,建立起计算模型;结合辐射基本理论,推导出本模型下假想面方法的计算通式和直接辐射交换面积的计算式。利用QB(QuickBasic)和MATLAB(Matrix Laboratory)两种计算机语言编写了计算程序并运行成功。计算结果表明:矮烟罩内烟气温度和壁面温度随高度升高而降低,烟气温度略高于壁面温度;侧墙黑度增大将有利于传热的进行;污垢热阻的增大会削