专利名称：交流等离子矿热炉装置的制作方法
技术领域：
本发明属于冶炼装置，尤其涉及用交流等离子冶炼铁合金的矿热炉装置。
背景技术：
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使短(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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效廉价的交流等离子矿热炉装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是交流等离子矿热炉装置，它包括矿热炉，矿热炉包括自焙电极11、导电铜瓦12、短网15、炉缸16，自焙电极11为三根，三根自焙电极11与三相交流电源相连接，自焙电极11一端位于炉缸16内；其特征在于自焙电极11内埋一根无缝钢管，无缝钢管的下端位于炉缸内，无缝钢管的上端由软管与进气管10的一端连接；进气管10的另一端与载气制备装置相连通。
本发明采用在现有矿热炉的自焙电极11内埋一根无缝钢管，无缝钢管的下端位于炉缸内，无缝钢管的上端由软管连接一进气管10；通过进气管10、无缝钢管稳定注入由载气制备装置产生的气体，在电极电弧高温下气体被电离成等离子体，即将普通矿热炉改装成交流等离子矿热炉装置，可以较大幅度节省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。本发明适用于各种类型矿热炉。本发明节电和增产幅度大，设备可靠，投资少，改建(设备)廉价，不改变矿热炉原设备和冶炼工艺、不需停产，很容易推广。
图1是本发明的结构示中1-燃煤气化炉，2-除尘器，3-喷淋塔，4-第一脱水塔，5-第一气体排送机，6-第二脱水塔，7-第二气体排送机，8-气体分配器，9-送气管道，10-进气管，11-自焙电极，12-导电铜瓦，13-等离子弧，14-出铁口，15-短网，16-炉缸。
具体实施例方式
如图1所示，交流等离子矿热炉装置，它主要由矿热炉和载气制备装置组成，矿热炉包括自焙电极11、导电铜瓦12、短网15、炉缸16，自焙电极11一端位于炉缸16内，自焙电极11为三根，自焙电极11由导电铜瓦12与短网15相连，短网15与交流电源相连接，交流电源为三相交流电源。三根自焙电极11内各埋一根无缝钢管，无缝钢管的下端位于炉缸内，无缝钢管的直径为φ8mm-φ20mm(直径视矿热炉的容量不同而不同)，无缝钢管的上端由软管与进气管10的一端连接；进气管10的另一端与载气制备装置相连通。
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筒(或称电极糊筒)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，预埋的无缝钢管随电极下降到炉缸内，开始产生电弧时，注入由载气制备装置提供的载气。软管与进气管10的一端、无缝钢管的上端采用插入方式连接，方便加无缝钢管时的连接。载气被电弧离解成等离子体，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。载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，可以通过调节载气的流量来调节等离子体弧的稳定性和加热强度。
所述的载气制备装置包括燃煤气化炉1、煤气净化装置、气体分配器8和送气管道9，燃煤气化炉1的煤气出口由管道与煤气净化装置的输入口相连通，煤气净化装置的输出口由管道与气体分配器8的输入口相连通，气体分配器8的输出口由送气管道9与进气管10相连通。
所述的煤气净化装置包括除尘器2、喷淋塔3、第一脱水塔4、第一气体排送机5、第二脱水塔6和第二气体排送机7，除尘器2的输入口由管道与燃煤气化炉1的煤气出口相连通，除尘器2的输出口由管道与喷淋塔3的输入口相连通，喷淋塔3的输出口由管道与第一脱水塔4的输入口相连通，第一脱水塔4的输出口由管道与第一气体排送机5的输入口相连通，第一气体排送机5的输出口由管道与第二脱水塔6的输入口相连通，第二脱水塔6的输出口由管道与第二气体排送机7的输入口相连通，第二气体排送机7的输出口由管道与气体分配器8的输入口相连通。燃煤气化炉1、除尘器2、喷淋塔3、第一脱水塔4、第一气体排送机5、第二脱水塔6、第二气体排送机7和气体分配器8各设备可采用公知技术。
操作过程(一)载气制备装置的操作1、燃煤气化炉1①点火，从炉门加入木柴，并从炉门将引火物点燃，木柴量以确保燃煤均匀燃烧为准，点火时应打开放散阀。②待木柴燃旺后，启动助燃风机加煤助燃，待煤气出口温度达600℃左右，进行第二次加煤，如火情良好，点火过程即完成。待全炉膛均匀着火后封闭炉门，用耐火砖和耐火泥将炉门封闭。封闭炉门后加2-3斗煤；当燃煤气化炉出口温度、压力及载气流量均匀达到稳定时，可以向后续系统供气。
2、启动水泵，按顺序打开相关给水和回水阀门。
3、开启并调节除尘器2，喷淋塔3的进水阀门。
4、开启除尘器2、喷淋塔3、第一脱水塔4、第一气体排送机5、第二脱水塔6和第二气体排送机7、气体分配器8的进气阀(设在相连的管道上)，开启气体分配器8的放散阀。并关闭送气管道9上的进气阀和出气阀。
5、启动第一气体排送机5、第二气体排送机7向气体分配器8供气。
6、关闭气化炉1炉顶放散阀。
7、当整个载气制备装置运转正常，生产出成分合格，流量稳定的载气后，就可以向矿热炉供气(即打开送气管道9上的进气阀和出气阀，部分或全部关闭气体分配器8的放散阀)。
(二)向矿热炉供气操作1、部分或全部关闭气体分配器8的放散阀，使载气压力和流量达到要求。
2、打开送气管道9上的进气阀和出气阀，直接向矿热炉内供气。
待等离子弧13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.交流等离子矿热炉装置，它包括矿热炉，矿热炉包括自焙电极(11)、导电铜瓦(12)、短网(15)、炉缸(16)，自焙电极(11)为三根，三根自焙电极(11)与三相交流电源相连接，自焙电极(11)一端位于炉缸(16)内；其特征在于自焙电极(11)内埋一根无缝钢管，无缝钢管的下端位于炉缸内，无缝钢管的上端由软管与进气管(10)的一端连接；进气管(10)的另一端与载气制备装置相连通。
2.根据权利要求1所述的交流等离子矿热炉装置，其特征在于无缝钢管的直径为φ8mm-φ20mm。
3.根据权利要求1所述的交流等离子矿热炉装置，其特征在于所述的载气制备装置包括燃煤气化炉(1)、煤气净化装置、气体分配器(8)和送气管道(9)，燃煤气化炉(1)的煤气出口由管道与煤气净化装置的输入口相连通，煤气净化装置的输出口由管道与气体分配器(8)的输入口相连通，气体分配器(8)的输出口由送气管道(9)与进气管(10)相连通。
4.根据权利要求3所述的交流等离子矿热炉装置，其特征在于所述的煤气净化装置包括除尘器(2)、喷淋塔(3)、第一脱水塔(4)、第一气体排送机(5)、第二脱水塔(6)和第二气体排送机(7)，除尘器(2)的输入口由管道与燃煤气化炉(1)的煤气出口相连通，除尘器(2)的输出口由管道与喷淋塔(3)的输入口相连通，喷淋塔(3)的输出口由管道与第一脱水塔(4)的输入口相连通，第一脱水塔(4)的输出口由管道与第一气体排送机(5)的输入口相连通，第一气体排送机(5)的输出口由管道与第二脱水塔(6)的输入口相连通，第二脱水塔(6)的输出口由管道与第二气体排送机(7)的输入口相连通，第二气体排送机(7)的输出口由管道与气体分配器(8)的输入口相连通。
全文摘要
本发明属于冶炼装置。交流等离子矿热炉装置，它包括矿热炉，矿热炉包括自焙电极(11)、导电铜瓦(12)、短网(15)、炉缸(16)，自焙电极(11)为三根，三根自焙电极(11)与三相交流电源相连接，自焙电极(11)一端位于炉缸(16)内；其特征在于自焙电极(11)内埋一根无缝钢管，无缝钢管的下端位于炉缸内，无缝钢管的上端由软管与进气管(10)的一端连接；进气管(10)的另一端与载气制备装置相连通。本发明节电和增产幅度大，设备可靠，投资少，不改变矿热炉原设备和冶炼工艺、不需停产，很容易推广。
文档编号F27B3/08GK1818526SQ20061001853
公开日2006年8月16日 申请日期2006年3月14日 优先权日2006年3月14日
发明者罗廷和, 李伟, 黄秀龙 申请人:罗廷和