节能型电炉系统的制作方法

一种电炉系统属于熔融电炉装备技术领域，主要涉及节能型电炉系统。

背景技术：

电弧炉利用电弧热，在电弧作用区，温度高达400℃，具有温度掌控灵活、热效率相对较高、炉内气氛可控、设备简单、工艺流程短的有点，在炉体工作过程中，不仅能造成氧化气氛，还能造成还愿气氛，工作效率高，得到了广泛的应用，尤其是大容量的炉子，其热效率高，可以降低耗电量，同时也降低了原料成本，但是目前由于电力限制，大型电炉的耗电费用仍然是很大的一笔工业成本支出，制约了炼钢、废渣提炼等工业项目的发展，所以提高电炉的热能利用率的节能电炉系统越来越受到人们的重视。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明公开了节能型电炉系统，热能利用率高、结构简单、可控性强。

本发明的目的是这样实现的：

节能型电炉系统，包括炉体、电极系统和冷冻系统，炉体为上端敞口的空心柱体结构，电极系统包至少一根电极，电极下端部分的伸入炉体内部，冷冻系统用于对炉体提供冷却液，所述炉体包括壳体，间隔铺设在壳体下部的底面碳砖层和粗碳糊构成炉底，炉底的上端面呈下凹的球面底面，壳体的内侧壁上附着有侧壁碳砖，侧壁碳砖的厚度由炉底向敞口端方向逐渐减小，所述炉体侧壁上开设有由内向外贯通的流股口和放铁口，且流股口与放铁口呈一角度布置。

进一步的，所述炉底包括由下至上依次铺设的粘土砖层、高铝砖层、第一炉底碳砖层和第二炉底碳砖层，第二炉底碳砖层上端、第二炉底碳砖层与第一炉底碳砖层之间和第一炉底碳砖层与高铝砖层之间为粗碳糊层，侧壁碳砖与壳体之间设有粗碳糊层。

进一步的，所述流股口由流股口碳砖围合而成，流股口大致呈棱锥台形，流股口位于炉体内部为流股入口，流股口位于炉体外部为流股出口，流股入口的开口面积大于流股出口的开口面积。

进一步的，所述流股口碳砖包括左侧第一流股口碳砖、右侧第一流股口碳砖、第二流股口碳砖和第三流股口碳砖，第二流股口碳砖固定在第三流股口碳砖的上端，第二流股口碳砖的下端设有向内凹陷的流股凹槽，流股凹槽与第三流流股口碳砖的上端面围合呈流股口，左侧流股口碳砖和右侧第一流股口碳砖安装在第二流股口碳砖的上断面上。

进一步的，所述第二流股口碳砖和第三流股口碳砖的横截面大致呈等腰梯形，左侧第一流股口碳砖和右侧第一流股口碳砖结构形状相同，左侧第一流股口碳砖和右侧第一流股口碳砖的横截面呈直角梯形，且左侧第一流股口碳砖和右侧第一流股口碳砖的直角边侧对合连接。

进一步的，所述左侧第一流股口碳砖和右侧第一流股口碳砖之间具有间隙。

进一步的，所述第一炉底碳砖层包括若干第一中心碳砖和若干第一边缘碳砖，第一中心碳砖大小形状相同，第一中心碳砖均匀铺设在炉底的中部位置构成第一炉底中心区域，第一边缘碳砖围绕第一炉底中心区域铺设，相邻两第一中心碳砖之间、相邻两第一边缘碳砖之间和相邻第一中心碳砖与第一边缘碳砖之间留有宽度相同的缝隙。

进一步的，所述第二炉底碳砖层包括若干第二中心碳砖和若干第二边缘碳砖，第二中心碳砖均匀铺设在炉底的中心位置构成第二陆地中心区域，第二边缘碳砖围绕第二炉底中心区域铺设，相邻两第二中心碳砖之间、相邻两第二边缘碳砖之间和相邻第二中心碳砖与第二边缘碳砖之间嵌设有粗碳糊。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果，本发明的结构简单，电极通电形成电弧对炉内原料进行加热熔炼，通过不同层面的粗碳糊的分布，可以有效的使热量由电极处向四周辐射扩散，增加气袋层的面积，使炉内边缘的物料的受热情况有效的减少炉结的产生，提高了电炉的能量利用效率，降低了电炉的耗能。

附图说明

图1是本发明炉体结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图2中a部分放大示意图；

图4是本发明流股口碳砖结构示意图；

图5是本发明放铁口结构示意图；

图6是本发明第一层炉底碳砖层结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。

本实施例的节能型电炉系统，包括炉体、电极系统和冷冻系统，炉体为上端敞口的空心柱体结构，电极系统包至少一根电极，电极下端部分的伸入炉体内部，冷冻系统用于对炉体提供冷却液，使电炉进行被动散热冷却；

所述炉体包括壳体1，壳体1的底面和侧壁上附着有石棉板2-1作为绝热层，石棉板2-1的厚度约为壳体1厚度的二分之一，位于壳体1侧壁的石棉板2-1的内侧侧壁上砌有一层耐火保温砖层3，耐火保温砖层3的内侧砌有侧壁碳砖4，侧壁碳砖4与耐火保温砖之间设有粗碳糊层5，侧壁碳砖4作为炉腔的侧壁构成，在电炉工作过程中承受热应力，容易造成碳砖出现裂痕和腐蚀现象，故侧壁碳砖4的厚度由炉底向敞口端方向逐渐减小，下部主要工作区域的碳砖厚度大，可以使其经受的侵蚀次数增多，上部碳砖厚度减小，可以适当的延长碳砖与电极之间的距离，减少其磨损系数，并且相应的扩大了炉腔的体积，增大了反应容积，本实施例中的侧壁碳砖4采用两级阶梯状结构的碳砖，下端碳砖材质与炉底碳砖相同，上端为高铝砖；

本实施例所述炉底包括由下至上依次铺设的粘土砖层6、高铝砖层7、第一炉底碳砖层8和第二炉底碳砖层9，第二炉底碳砖层上端、第二炉底碳砖层9与第一炉底碳砖层8之间和第一炉底碳砖层8与高铝砖层7之间为粗碳糊层5，位于第二炉底碳砖层上端的粗碳糊内部向下凹陷，形成球面底面，下端的粘土砖层6和高铝砖层7起到良好的绝热和缓冲作用，粗碳糊与碳砖层间隔布置，一方面可以减少熔融物对碳砖侵蚀，另一方面，在电极伸入后与物料之间，增加热量的反射强度，使用受热部分面积增大，防止炉腔角落和电极下端部位出现炉结，炉腔内整体受热均匀，促进了炉腔内物料的热交换速度，降低了电耗。

所述第一炉底碳砖层8包括若干第一中心碳砖8-1和若干第一边缘碳砖8-2，第一中心碳砖8-1大小形状相同，第一中心碳砖8-1均匀铺设在炉底的中部位置构成第一炉底中心区域，第一边缘碳砖8-2围绕第一炉底中心区域铺设，相邻两第一中心碳砖8-1之间、相邻两第一边缘碳砖8-2之间和相邻第一中心碳砖8-1与第一边缘碳砖8-2之间留有宽度相同的缝隙，可以减少碳砖受热后出现膨胀而造成碳砖之间的磨损，缝隙设置也可以有效的缓冲热胀效应对炉腔的冲击，防止熔液泄漏；

所述第二炉底碳砖层9包括若干第二中心碳砖9-1和若干第二边缘碳砖9-2，第二中心碳砖9-1均匀铺设在炉底的中心位置构成第二陆地中心区域，第二边缘碳砖9-2围绕第二炉底中心区域铺设，相邻两第二中心碳砖9-1之间、相邻两第二边缘碳砖9-2之间和相邻第二中心碳砖9-1与第二边缘碳砖9-2之间嵌设有粗碳糊，粗碳糊可以使第二炉底碳砖层的碳砖相对位置稳定，物料加热过程中受到热辐射作用和不同位置处物料熔融效果有差别的影响，使炉底不仅受到热冲击还有物料的机械冲击，通过粗碳糊的嵌设作用，使第二炉底碳砖层9整体稳定性增强，防止炉体出现热胀变形。

所述炉体侧壁上开设有由内向外贯通的流股口10和放铁口11，且流股口10与放铁口11呈120°角度布置，流股口10距离炉底上端面边缘的垂直高度大于放铁口11距离炉底上端面边缘的垂直高度；

所述流股口10由流股口碳砖围合而成，流股口碳砖嵌设在侧壁碳砖4之中，流股口10大致呈棱锥台形，流股口10位于炉体内部为流股入口，流股口10位于炉体外部为流股出口，流股入口的开口面积大于流股出口的开口面积。

所述流股口碳砖包括左侧第一流股口碳砖12、右侧第一流股口碳砖13、第二流股口碳砖14和第三流股口碳砖15，第二流股口碳砖14固定在第三流股口碳砖15的上端，第二流股口碳砖14的下端设有向内凹陷的流股凹槽，流股凹槽与第三流流股口碳砖的上端面围合呈流股口10，左侧流股口碳砖和右侧第一流股口碳砖安装在第二流股口碳砖14的上断面上。

所述第二流股口碳砖14和第三流股口碳砖15的横截面大致呈等腰梯形，左侧第一流股口碳砖12和右侧第一流股口碳砖13结构形状相同，左侧第一流股口碳砖12和右侧第一流股口碳砖13的横截面呈直角梯形，且左侧第一流股口碳砖12和右侧第一流股口碳砖13的直角边侧对合连接，所述左侧第一流股口碳砖12和右侧第一流股口碳砖之间具有间隙。

所示放铁口11包括放铁口壳体11-1，放铁口壳体11-1内壁上设有由外向内依次布置的石棉板2-2、粗碳糊层11-2和放铁碳砖11-3；本实施例采用的放铁碳砖11-3为放铁口11碳砖上开有与放铁口11同轴布置的凹槽11-4，凹槽的纵切面为半圆形，所述半圆形凹槽内壁与放铁口11之间的距离等于放铁口11的直径。

本实施例的冷冻系统包括依次连接的冷冻水箱、冷冻水箱循环泵和冷水机，冷水机的输出端通过盘绕在炉体外部的冷却管道对电炉进行外部冷却，采用被动强化散热方式对电炉进行散热冷却，有效的延长了电炉的使用寿命。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。