适于多种矿料冶炼的交流等离子矿热炉制造技术

本实用新型专利技术属于冶炼装置。适于多种矿料冶炼的交流等离子矿热炉，它包括矿热炉，矿热炉包括自焙电极、导电铜瓦、短网、炉盖、炉缸，三根自焙电极分别由导电铜瓦经短网与三相交流电源相连接；自焙电极中预埋一根无缝钢管，无缝钢管的下端位于炉缸中，无缝钢管的上端由软管与输载气管的一端连接；输载气管的另一端与分配器的输出端相连通，分配器的输入端与制氮机的氮气输出管相连通；其特征在于：氮气输出管、三根输载气管上均设有节流阀、流量计。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。本实用新型专利技术可用于冶炼多种铁合金、钒钛磁铁矿和电石等。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

适于多种矿料冶炼的交流等离子矿热炉
本技术属于冶炼装置，尤其涉及用交流等离子冶炼铁合金、钒钛磁铁矿和电 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 种王要有娃铁、娃韩合金、碳素猛铁、娃猛合金、碳素络铁、娃络合金、结晶娃和鹤铁等，其广 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还原 和熔化。还原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。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高效廉价的适于多种矿料冶炼的交流等离子矿热 炉。为了实现上述目的，本技术的技术方案是适于多种矿料冶炼的交流等离子 矿热炉，它包括矿热炉，矿热炉包括自焙电极、导电铜瓦、短网、炉盖、炉缸，三根自焙电极分 别由导电铜瓦经短网与三相交流电源相连接，自焙电极的上端为电极接头，自焙电极的下 端位于炉盖内的炉缸中；自焙电极中预埋一根无缝钢管，无缝钢管的下端位于炉缸中，无缝 钢管的上端由软管与输载气管的一端连接；输载气管的另一端与分配器的输出端相连通， 分配器的输入端与制氮机的氮气输出管相连通；所述输载气管为三根，分别为第一根输载 气管、第二根输载气管、第三根输载气管；其特征在于氮气输出管上设有第一节流阀、第 一流量计、第二节流阀，第一流量计位于第一节流阀与第二节流阀之间；第一根输载气管 上设有第三节流阀、第二流量计、第四节流阀，第二流量计位于第三节流阀与第四节流阀之 间；第二根输载气管上设有第五节流阀、第三流量计、第六节流阀，第三流量计位于第五节 流阀与第六节流阀之间；第三根输载气管上设有第七节流阀、第四流量计、第八节流阀，第 四流量计位于第七节流阀与第八节流阀之间。第一根输载气管上设有第九节流阀；第二根输载气管上设有第十节流阀；第三根输载气管上设有第十一节流阀。本技术采用氮气作为产生等离子体的载气体，由制氮机(即载气制备装置)连续稳定地向矿热炉提供一定压カ和流量的氮气。冶炼钒钛磁铁矿和电石用矿热炉与冶炼铁合金矿热炉结构也是ー样的，所不同的是，冶炼钒钛磁铁矿是用钒钛磁铁矿作原料，用碳作还原剂，冶炼产品是含钒生铁和高TiO2钛渣；冶炼电石是用石灰石和焦炭作原料；都是耗电大户。本技术的有益效果是采用在现有矿热炉的自焙电极中埋一根无缝钢管，无缝钢管的下端位于炉缸内，无缝钢管的上端由软管与输载气管的一端连接，通过输载气管、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。其最大特点还在干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，不影响原冶炼エ艺，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。采用节流阀、流量计可有效起调节流量的作用。本技术的交流等离子矿热炉可用于冶炼多种铁合金、钒钛磁铁矿和电石等。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-出铁ロ ；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_热交換器组；21_透平膨胀机；22_冷凝蒸发器；23_精馏塔；24_液氮储罐；25_第一节流阀；26_第一流量计；27_第二节流阀；28_第三节流阀；29_第二流量计；30_第四节流阀；31_第五节流阀；32_第三流量计；33_第六节流阀；34_第七节流阀；35_第四流量计；36-第八节流阀；37_第九节流阀；38_第十节流阀；39_第^^一节流阀。具体实施方式如图1所示，适于多种矿料冶炼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I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、出铁ロ 7 ;自焙电极2中预埋ー根无缝钢管，无缝钢管直径为￠8 ct20mm(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；所述输载气管16为三根,分别为第一根输载气管、第二根输载气管、第三根输载气管；氮气输出管13上设有第一节流阀25、第一流量计26、第二节流阀27,第一流量计26位于第一节流阀25与第二节流阀27之间；第一根输载气管上设有第三节流阀28、第二流量计29、第四节流阀30、第九节流阀37，第二流量计29位于第三节流阀28与第四节流阀30之间；第二根输载气管上设有第五节流阀31、第三流量计32、第六节流阀33、第十节流阀38,第三流量计32位于第五节流阀31与第六节流阀33之间；第三根输载气管上设有第七节流阀34、第四流量计35、第八节流阀36、第H--节流阀39,第四流量计35位于第七节流阀34与第八节流阀36之间。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Φ8πιπι Φ 20mm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，从而将普通本文档来自技高网...

【技术保护点】
适于多种矿料冶炼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；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；所述输载气管(16)为三根，分别为第一根输载气管、第二根输载气管、第三根输载气管；其特征在于：氮气输出管(13)上设有第一节流阀(25)、第一流量计(26)、第二节流阀(27)，第一流量计(26)位于第一节流阀(25)与第二节流阀(27)之间；第一根输载气管上设有第三节流阀(28)、第二流量计(29)、第四节流阀(30)，第二流量计(29)位于第三节流阀(28)与第四节流阀(30)之间；第二根输载气管上设有第五节流阀(31)、第三流量计(32)、第六节流阀(33)，第三流量计(32)位于第五节流阀(31)与第六节流阀(33)之间；第三根输载气管上设有第七节流阀(34)、第四流量计(35)、第八节流阀(36)，第四流量(35)位于第七节流阀(34)与第八节流阀(36)之间。...

【技术特征摘要】
1.适于多种矿料冶炼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⑵分别由导电铜瓦(3)经短网 ⑷与三相交流电源(5)相连接，自焙电极⑵的上端为电极接头(11)，自焙电极⑵的下端位于炉盖(6)内的炉缸(8)中；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；所述输载气管(16)为三根，分别为第一根输载气管、第二根输载气管、第三根输载气管；其特征在于氮气输出管(13)上设有第一节流阀(25)、第一流量计(26)、第二节流阀(27...

【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：