大型直流中空电极密闭矿热炉制造技术

本发明专利技术为大型直流中空电极密闭矿热炉，解决了现有直流电弧炉无法应用在矿热炉以及交流密闭矿热炉电耗高、电极消耗大、安全性较低的技术问题。其技术解决方案是：包括直流电源、炉体、炉盖、设置在炉体内的至少三个中空电极及电极升降系统、自控系统、连接中空电极和直流电源的阴极水冷电缆以及连接炉体和直流电源的阳极水冷电缆；中空电极圆周均布并贯穿炉盖；粉末料输送系统与中空电极相通。具有安全性高、产品质量和产量提升、消耗低的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种埋弧式电弧炉，尤其涉及一种直流埋弧式电弧炉。技术背景直流电弧炉技术已经在炼钢上得以广泛地应用，并在大型化和各项经济技 术上取得了令人瞩目的业绩，但在矿热炉的应用上却举步为艰， 一直停留在中、 小型冶炼炉上，其经济技术指标也不甚理想。现有的大型交流密闭矿热炉由于交流技术的限制，已无太大潜力可挖，若 要降低电耗和提高各项经济技术指标，只能另辟蹊径，同时现有交流矿热炉存 在着炉底矿热炉电流分布不均，进而导致炉底温度不均，不利于冶炼过程的顺 利进行；还有炉况不稳，难于掌控，电耗高，电极消耗大。难于改造及安全性 较低等等诸多问题，不利于产品质量和产量的提高；而且现有自焙中空电极只 能用来调整炉况，不能定时定量送料，不能用于熔化原料。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种大型直流中空电极密闭矿热炉，其解决了
技术介绍
直流电弧炉无法应用在矿热炉以及交流密闭矿热炉电耗高、电极消耗大、安全 性较低的技术问题。本专利技术的技术解决方案是 . 一种大型直流中空电极密闭矿热炉，包括直流电源24、炉体、炉盖、设置在炉体内的至少三个中空电极21及电极升降系统、自控系统27、连接中空电 极21和直流电源24的阴极水冷电缆22以及连接炉体和直流电源24的阳极水 冷电缆23;所述炉体包括固连在一起的炉壁25和炉底26;所述中空电极21 圆周均布并贯穿炉盖；其特殊之处是，所述矿热炉还包括粉末料输送系统20; 所述粉末料输送系统20与中空电极21相通；所述矿热炉还包括连接炉体和阳极水冷电缆23的底电极外接头12;所述中空电极21包括中空柱状电极本体8以及可对电极本体8上端部进行密封的电极密封盖14;所述炉盖由内至外依次包括高铝轻质耐火砖层7、炉盖绝热弹性层6和炉盖外壳19;所述炉壁25由 内至外依次包括导电碳砖层5、粘土耐火砖电绝缘层4、炉体绝热弹性层3、炉 体外壳2;所述炉底26由内至外依次包括导电碳砖层5、粘土耐火砖电绝缘层 4、镁碳砖层IO、底电极、炉体绝热弹性层3、炉体外壳2。上述底电极包括环状的导电水冷管31以及上下贯穿镁碳砖层10的多个触 点座9，所述触点座9的数量与中空电极21的数量一致且位置与中空电极21 底部开口处相对应；所述每个触点座9均包括多个独立的圆周均布的中空桶状 触点32;所述导电水冷管31与所有触点32相连通；所述底电极外接头12用 于连接水循环系统和导电水冷管31。上述水循环系统为热泵90。上述炉体包括设置在炉体外壳2侧面外部的保温层1。 上述电极本体8外侧面设置有不锈钢薄板16。上述自控系统27包括控制计算机以及设置在矿热炉内的至少一个传感器。上述传感器包括流量传感器18、温度传感器17、压力传感器15、位移传 感器、监视器中的一种或多种；所述流量传感器18和压力传感器15设置在粉 末料输送系统20中；所述温度传感器17设置在炉体内；所述位移传感器设置 在电极升降系统中；所述监视器设置在炉体外。上述自控系统27包括互为检测和备份的两套自控系统27。上述炉盖为穹顶结构。上述矿热炉包括中空电极冷却系统40和炉体冷却系统41。 本专利技术具有如下优点1、 矿热炉的安全性大大提高，基本上可以消除现有大型交流密闭炉所存 在的安全隐患。2、 底电极的结构实际上将整个炉底都变成了一个完整的电极，因而能使 电负荷和电流在整个炉底基本分布均匀，而不是象现有交流炉那样只集中于电 极围一个不大的区域，形成局部过热而大部分则成为冷区的不良热分布。因此 该炉的坩埚区较大，温度也均匀，有利于提高产品质量和产量。3、 由于采用了自控系统，使得矿热炉的自动化程度、可靠性大幅度提高，设备出勤率可达98%左右。4、 设备的自然功率因数高，电能利用率高。本套矿热炉的自然功率因数 可高达0. 94以上，而现有同等功率的交流密闭炉一般只能达0. 85左右，由于 它可采用高电压熔炼，因而其电能损失低于现有密闭炉。5、 可提高原料的利用率，并可得到良好的炉况；可使生产过程十分稳定， 获得高产稳产。现有密闭炉如果原料混有一定量的粉末与碎料，则会造成炉况 不顺，出现剌火塌料，吃料明显减慢，废气粉尘增多等一系列问题。而该矿热 炉则是将粉末与碎料通过中空电极送入炉内熔化，因而料堆透气良好，不会出 现现有密闭炉原料中有粉末而产生的问题，还可完美地使用的粉末原料(这点 对电石的生产有较大的经济价值)。6、 延长了水冷部件的使用寿命，由于采用了脱盐内循环水冷系统，水冷 部件内部不会结垢，因而使用寿命长。7、 余热回收利用装置可将现有密闭炉无法利用的余热变为宝贵的电力资源。8、 可实现节能、降耗、资源综合利用的目标，中空电极熔化技术的使用 可较大地提高原料的熔化率，比块料提高约40%左右，同时还能很好地使用现 有技术所不能使用的粉末及碎料，其节能(节约电能)、降耗(降低原料消耗) 的效果十分明显。本专利技术矿热炉配备了废气处理利用装置，使得现有炉中没有 太高利用价值且污染环境的矿热炉废气成为了一种有较高利用价值的化工产 品原料气，并可生产出多种化工产品。中空电极粉末熔化技术虽然有人曾在现 有的大型交流密闭矿热炉中使用过，但由于前期的中空电极技术不够完善，加 之交流炉电弧长度受到炉料电阻及电流、电压比的严格限制，使得它的应用效 果不甚理想。而在直流矿热炉中没有炉料、电流、电压比的严格限制，因而在 相同的炉料电阻情况下，直流矿热炉的电弧可比交流矿热炉长得多，而且热量 高度集中，这给中空电极粉末熔化提供了极佳的条件，在总结了 ZL200410026291. 8专利技术专利的实验成果基础上,本专利技术将中空电极粉末熔化技 术应用在该新型直流密封大型矿热炉上，可产生如下的效果①电极的消耗大 大减少，由于输料载气和粉末对电极端头的冷却作用的优点，可使电极的消耗减少50%，加上直流电弧的稳定性减少电极消耗，本专利技术矿热炉可比交流炉减少一倍的电极消耗。②当炉况发生变化出现偏料时，可迅速调整炉况，通过中 空电极在自控系统的操控下精确地补充缺损的某种原料，从而确保了产品的高 质量。③可将目前现有技术中不可避免和难以利用的粉末原料，全部完美地利 用，提高了原料的利用率。④由于粉末料直接进入温度极高的电弧区，可在瞬 间完成熔化反应，所以提高了原料熔化反应速度，增加了产量。⑤由于炉料中 没有粉末及碎料，料堆透气良好，可大大地改善炉况，加快矿热炉的吃料速度, 提高矿热炉的生产率。⑥有利于调整电极的插入深度，得到最佳的熔化工况。 ⑦由于炉料(在生产电石时，炉料为块状石灰、块状焦炭)中不存在粉末及碎 料(碎料是块状石灰和块状焦炭的不合格物质)，熔炼过程中原料受热破碎形 成的粉末也大为减少，因而降低了冶炼尾气的除尘难度。9、 本矿热炉有完善的保温绝热结构，可使矿热炉各处的散热损失最小， 还改善了矿热炉周边的工作环境。为了减少热能损失，提高热能的利用率，除 了在炉体的耐火材料层外增加保温层外，还在炉体之外再加一层由保温性能较 好的保温材料构成的保温层。将现有密闭炉盖的强水冷降温使用改为绝热保温 弱水冷降温使用，最大限度地减少炉盖热损失，并对废气管进行保温绝热处理， 以求减少废气热量的损失。10、 可用于冶炼电石、铁合金、黄磷等需要高温、高电耗的产品。根据试 验结果，本专利技术大型直流中空电极密闭矿热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型直流中空电极密闭矿热炉，包括直流电源（２４）、炉体、炉盖、设置在炉体内的至少三个中空电极（２１）及电极升降系统、自控系统（２７）、连接中空电极（２１）和直流电源（２４）的阴极水冷电缆（２２）以及连接炉体和直流电源（２４）的阳极水冷电缆（２３）；所述炉体包括固连在一起的炉壁（２５）和炉底（２６）；所述中空电极（２１）圆周均布并贯穿炉盖；其特征在于：所述矿热炉还包括粉末料输送系统（２０）；所述粉末料输送系统（２０）与中空电极（２１）相通；所述矿热炉还包括连接炉体和阳极水冷电缆（２３）的底电极外接头（１２）；所述中空电极（２１）包括中空柱状电极本体（８）以及可对电极本体（８）上端部进行密封的电极密封盖（１４）；所述炉盖由内至外依次包括高铝轻质耐火砖层（７）、炉盖绝热弹性层（６）和炉盖外壳（１９）；所述炉壁（２５）由内至外依次包括导电碳砖层（５）、粘土耐火砖电绝缘层（４）、炉体绝热弹性层（３）、炉体外壳（２）；所述炉底（２６）由内至外依次包括导电碳砖层（５）、粘土耐火砖电绝缘层（４）、镁碳砖层（１０）、底电极、炉体绝热弹性层（３）、炉体外壳（２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢西平，
申请(专利权)人：谢西平，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]