带有载气制备装置的交流等离子矿热炉制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于冶炼装置。带有载气制备装置的交流等离子矿热炉，它包括矿热炉，矿热炉包括自焙电极（２）、导电铜瓦（３）、短网（４）、炉盖（６）、炉缸（８），三根自焙电极（２）分别由导电铜瓦（３）经短网（４）与三相交流电源（５）相连接；其特征在于：自焙电极（２）中预埋一根无缝钢管，无缝钢管的下端位于炉缸（８）中，无缝钢管的上端由软管与输载气管（１６）的一端连接；输载气管（１６）的另一端与分配器（１５）的输出端相连通，分配器（１５）的输入端与制氮机（１２）的氮气输出管（１３）相连通。本实用新型专利技术节电和增产幅度大，设备可靠，投资少、不改变矿热炉的原设备和冶炼工艺，不用停产，很容易推广。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于冶炼装置，尤其涉及用交流等离子冶炼铁合金和电石的矿热炉装置。
技术介绍
矿热炉是用碳作还原剂冶炼铁合金的矿石还原炉。用这种装置所冶炼的铁合金品种主要有硅铁、硅钙合金、碳素锰铁、硅锰合金、碳素铬铁、硅铬合金、结晶硅和钨铁等，其产量占铁合金总产量的60％以上。用矿热炉冶炼铁合金的基本过程是将混合好的炉料从炉口装入炉内，将电极埋在炉料中，依靠电弧和电流通过炉料而产生的电阻热进行加热和熔化。熔化的金属和炉渣集聚在炉底，通过出铁口定时出铁放渣，生产过程是连续的。用碳作还原剂冶炼铁合金的反应是一强吸热过程。因此，铁合金的冶炼是电能消耗的特大用户。而缩短冶炼时间、降低电能消耗，则是降低吨铁合金成本的主要措施。用等离子冶炼铁合金是最有效的替代能源。等离子体是一种高温、高能量密度和高电热转换率的新型高效能源。电弧等离子体的温度为5000-30000K，而普通电弧温度只有4500K左右，国外已将等离子体用于铁合金冶炼，国内也曾试用过。但乞今为止，都只限于用直流等离子冶炼，而直流等离子冶炼需要用可控硅整流及变频装置和使用钨钍(铈)金属等离子枪，其设备复杂、投资大，而且金属等离子枪的使用寿命短(小于100小时)。这就是直流等离子冶炼装置难于获得推广的主要原因，尤其对我国大量的铁合金冶炼更是如此。冶炼电石用矿热炉与冶炼铁合金矿热炉结构是一样的，所不同的是，前者是用石灰石和焦炭作原料，都是耗电大户。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高效廉价的带有载气制备装置的交流等离子矿热炉。为了实现上述目的，本技术的技术方案是带有载气制备装置的交流等离子矿热炉，它包括矿热炉，矿热炉包括自焙电极2、导电铜瓦3、短网4、炉盖6、炉缸8，三根自焙电极2分别由导电铜瓦3经短网4与三相交流电源5相连接，自焙电极2的上端为电极接头11，自焙电极2的下端位于炉盖6内的炉缸8中；其特征在于自焙电极2中预埋一根无缝钢管，无缝钢管的下端位于炉缸8中，无缝钢管的上端由软管与输载气管16的一端连接；输载气管16的另一端与分配器15的输出端相连通，分配器15的输入端与制氮机12的氮气输出管13相连通。本技术采用氮气作为产生等离子体的载气体，由制氮机12(即载气制备装置)连续稳定地向矿热炉提供一定压力和流量的氮气。本技术采用在现有矿热炉的自焙电极2中埋一根无缝钢管，无缝钢管的下端位于炉缸8内，无缝钢管的上端由软管与输载气管16的一端连接，通过输载气管16、无缝钢管稳定注入由制氮机产生的氮气，在电极电弧高温下氮气被电离成等离子体，从而将普通矿热炉改建成交流等离子矿热炉装置，可以较大幅度降低吨铁合金电耗和提高铁合金产量。生产效率高。其最大特点还在于在改建过程中所有矿热炉的机电及控制设备均不做任何改变，不影响原冶炼工艺，也不需停产。本技术适用于各类型矿热炉。本技术节电和增产幅度大，设备可靠，投资少，改建(设备)价廉，容易推广。附图说明图1是本技术的结构示意图图中1-料仓；2-自焙电极；3-导电铜瓦；4-短网；5-三相交流电源；6-炉盖；7-出铁口；8-炉缸；9-等离子弧；10-炉气导出管；11-电极接头；12-制氮机；13-氮气输出管；14-废氮气输出管；15-分配器；16-输载气管；17-空气压缩机；18-制冷系统；19-纯化器；20-热交换器组；21-透平膨胀机；22-冷凝蒸发器；23-精馏塔；24-液氮储罐。具体实施方式如图1所示，带有载气制备装置的交流等离子矿热炉，它包括矿热炉，矿热炉包括自焙电极2、导电铜瓦3、短网4、炉盖6、炉缸8，自焙电极2为三根，三根自焙电极2分别由导电铜瓦3经短网4与三相交流电源5相连接，自焙电极2的上端为电极接头11，自焙电极2的下端位于炉盖6内的炉缸8中；料仓1由料管与炉盖6的加料输入口相连，炉盖6上设有炉气导出管10、出铁口7；自焙电极2中预埋一根无缝钢管，无缝钢管直径为φ8~φ20mm(直径视矿热炉的容量不同而不同)，无缝钢管的下端位于炉缸8中，无缝钢管的上端由软管与输载气管16的一端连接；输载气管16的另一端与分配器15的输出端相连通，分配器15的输入端与制氮机12的氮气输出管13相连通。制氮机12采用现有的深冷法空分制氮机，如图1所示，主要由空气压缩机17、制冷系统18、纯化器19、热交换器组20、透平膨胀机21、冷凝蒸发器22、精馏塔23、液氮储罐24、氮气输出管13、废氮气输出管14组成。本技术的制氮机12还可采用现有的变压吸附(PSA)制氮机或者膜分离制氮机。制氮机的容量按不同矿热炉的容量进行选择。无缝钢管的埋入具体操作方法为当普通矿热炉处于正常冶炼铁合金状态时，在矿热炉炉顶沿电极(糊)筒的轴心埋入直径为φ8mm~φ20mm的无缝钢管，按正常加电极糊的方式加入电极糊，随着电极(筒)的不断下移，在焊接电极筒的同时，焊接无缝钢管，预埋的钢管随电极下降到炉缸内，并开始产生电弧时，注入由制氮机12提供的氮气。软管与输载气管16的一端、无缝钢管的上端采用插入方式连接，以便加无缝钢管时的连接。氮气被电弧离解成等离子体(等离子弧9)，放出巨大能量，能量的表现形式即高温，从而将普通矿热炉改建成交流等离子矿热炉。氮气最小压力应能保证克服管道的沿程阻力和矿热炉内的静压力。可以通过调节氮气的流量来调节等离子体弧的稳定性和加热强度。操作过程一、制氮机载气装置的操作按现有的制氮机的操作程序启动、运转，达到稳定输出一定压力和流量的氮气时，即可准备向矿热炉系统供气。二、向矿热炉供气操作 1、开启分配器15的进气阀，使制氮机氮气输出管13向分配器15供气。2、部分或全部关闭气体分配器15的放散阀，使氮气压力和流量达到要求。3、开启输载气管16上的进气阀和出气阀，直接向矿热炉内供氮气。待等离子弧9稳定后，再开到额定流量，可通过调节电、气参数来调节等离子体的加热强度。权利要求1.带有载气制备装置的交流等离子矿热炉，它包括矿热炉，矿热炉包括自焙电极(2)、导电铜瓦(3)、短网(4)、炉盖(6)、炉缸(8)，三根自焙电极(2)分别由导电铜瓦(3)经短网(4)与三相交流电源(5)相连接，自焙电极(2)的上端为电极接头(11)，自焙电极(2)的下端位于炉盖(6)内的炉缸(8)中；其特征在于自焙电极(2)中预埋一根无缝钢管，无缝钢管的下端位于炉缸(8)中，无缝钢管的上端由软管与输载气管(16)的一端连接；输载气管(16)的另一端与分配器(15)的输出端相连通，分配器(15)的输入端与制氮机(12)的氮气输出管(13)相连通。2.根据权利要求1所述的带有载气制备装置的交流等离子矿热炉，其特征在于所述的制氮机(12)为深冷法空分制氮机。专利摘要本技术属于冶炼装置。带有载气制备装置的交流等离子矿热炉，它包括矿热炉，矿热炉包括自焙电极(2)、导电铜瓦(3)、短网(4)、炉盖(6)、炉缸(8)，三根自焙电极(2)分别由导电铜瓦(3)经短网(4)与三相交流电源(5)相连接；其特征在于自焙电极(2)中预埋一根无缝钢管，无缝钢管的下端位于炉缸(8)中，无缝钢管的上端由软管与输载气管(16)的一端连接；输载气管(16)的另一端与分配器(15)的输出端相连通，分配器(15)的输入端与制氮机(12)的氮气输出管(13)相连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
带有载气制备装置的交流等离子矿热炉，它包括矿热炉，矿热炉包括自焙电极（２）、导电铜瓦（３）、短网（４）、炉盖（６）、炉缸（８），三根自焙电极（２）分别由导电铜瓦（３）经短网（４）与三相交流电源（５）相连接，自焙电极（２）的上端为电极接头（１１），自焙电极（２）的下端位于炉盖（６）内的炉缸（８）中；其特征在于：自焙电极（２）中预埋一根无缝钢管，无缝钢管的下端位于炉缸（８）中，无缝钢管的上端由软管与输载气管（１６）的一端连接；输载气管（１６）的另一端与分配器（１５）的输出端相连通，分配器（１５）的输入端与制氮机（１２）的氮气输出管（１３）相连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗廷和，李伟，黄秀龙，
申请(专利权)人：罗廷和，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]