密闭矿热炉系统技术方案

本发明专利技术为密闭矿热炉系统，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、安全性较低的问题。其解决方案是：包括密闭矿热炉、余热回收利用装置和废气处理利用装置；余热回收利用装置包括汽轮发电机和热泵；废气处理利用装置包括与密闭矿热炉废气出口相连的余热锅炉、与余热锅炉气体出口相连的废气除尘装置、与废气除尘装置气体出口相连的废气反应装置；热泵进水口与中空电极冷却系统出水口、汽轮发电机出水口相连，热泵热水出口与余热锅炉热交换器入口相连，热泵冷水出口与中空电极冷却系统入水口相连；余热锅炉热交换器出口与汽轮发电机蒸汽入口相连。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。
技术介绍
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。且现有的密闭矿热 炉的废气排放导致环境污染。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种密闭矿热炉系统，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、环境 污染大的技术问题。本专利技术的技术解决方案是一种密闭矿热炉系统，包括密闭矿热炉30，所述密闭矿热炉30包括炉体、 炉盖、中空电极21、电极升降系统、中空电极冷却系统40和炉体冷却系统41; 其特殊之处是，所述密闭矿热炉系统还包括余热回收利用装置和废气处理利用 装置；所述余热回收利用装置包括汽轮发电机50和热泵90;所述废气处理利 用装置包括与密闭矿热炉30废气出口相连的余热锅炉60、与余热锅炉60气体 出口相连的废气除尘装置70、与废气除尘装置70气体出口相连的废气反应装 置80;所述热泵90的进水口分别与中空电极冷却系统40的出水口、汽轮发电 机50的出水口相连，所述热泵90的热水出口与余热锅炉60的热交换器的入4口相连，所述热泵90的冷水出口与中空电极冷却系统40入水口相连；所述余热锅炉60的热交换器的出口与汽轮发电机50的蒸汽入口相连。上述密闭矿热炉30还包括粉末料输送系统20;所述废气除尘装置70的气体出口与粉末料输送系统20的载气入口相连。上述热泵90的进水口与炉体冷却系统41出水口相连，所述热泵90的冷水出口与炉体冷却系统41入水口相连。上述废气除尘装置70包括依次设置的布袋除尘器71、湿法除尘器72、静电除尘器73。上述密闭矿热炉30为直流密闭矿热炉，其包括直流电源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、粉末料 输送系统20、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的底电极外接头12和阳极水冷电缆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；所述粉末料 输送系统20与中空电极21相通；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 于连接热泵90和导电水冷管31。上述炉体包括设置在炉体外壳2侧面外部的保温层1;所述中空柱状电极 本体8外侧面设置有不锈钢薄板16。上述密闭矿热炉30为直流密闭矿热炉，其包括直流电源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、粉末料 输送系统20、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的底电极外接头12和阳极水冷电缆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；所述粉末料 输送系统20与中空电极21相通；所述中空电极21包括中空柱状电极本体8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 于连接热泵90和导电水冷管31。上述炉体包括设置在炉体外壳2侧面外部的保温层1;所述中空柱状电极 本体8外侧面设置有不锈钢薄板16。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，出现刺火塌料，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、电压比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密闭矿热炉系统，包括密闭矿热炉（３０），所述密闭矿热炉（３０）包括炉体、炉盖、中空电极（２１）、电极升降系统、中空电极冷却系统（４０）和炉体冷却系统（４１）；其特征在于：所述密闭矿热炉系统还包括余热回收利用装置和废气处理利用装置；所述余热回收利用装置包括汽轮发电机（５０）和热泵（９０）；所述废气处理利用装置包括与密闭矿热炉（３０）废气出口相连的余热锅炉（６０）、与余热锅炉（６０）气体出口相连的废气除尘装置（７０）、与废气除尘装置（７０）气体出口相连的废气反应装置（８０）；所述热泵（９０）的进水口分别与中空电极冷却系统（４０）的出水口、汽轮发电机（５０）的出水口相连，所述热泵（９０）的热水出口与余热锅炉（６０）的热交换器的入口相连，所述热泵（９０）的冷水出口与中空电极冷却系统（４０）入水口相连；所述余热锅炉（６０）的热交换器的出口与汽轮发电机（５０）的蒸汽入口相连。

【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]