空心电极电熔镁炉及电熔镁生产方法
【专利摘要】本发明涉及空心电极电熔镁炉，包括窑车，窑车上安放有窑桶，窑桶上设置有烟罩，烟罩的中心区域设置有多个电极孔，电极通过电极孔插入到窑桶内，至少一个电极中设置有贯穿整个电极的中心孔，中心孔通过粉料输送软管与粉料给料机相连，粉料给料机分别与粉料暂存仓和高压气源相连，烟罩上还设置有块料投料通道，块料投料通道与筛分机的一个出口相连，筛分机的另一个出口通过粉料输送通道与粉料暂存仓相连。该电熔镁炉能实现粉料和块料的分别下料，不会出现篷料现象和喷炉现象；并且，不会造成扬尘，提高了原料利用率，减少了环境污染；同时，不需要造球或压块工艺，降低了人力和能源的消耗。此外，本发明还涉及电熔镁的生产方法。
【专利说明】
空心电极电熔镁炉及电熔镁生产方法
技术领域
[0001]本发明属于冶炼技术领域，涉及镁电熔冶炼装置及方法，尤其涉及空心电极电熔镁炉及利用其生产电熔镁的方法。
【背景技术】
[0002]镁质耐火材料是高温工业的重要基础材料和支撑材料，广泛应用于钢铁、有色、建材、石油、化工、环保等高温行业。近二十年来，在高温行业快速发展的推动下，镁质耐火材料取得了长足的发展和进步。在低碳、低能耗、环保、绿色、功能的理念下，作为支撑高温工业的镁质耐火材料产业，已进入一个重要的转折时期，以自主创新为主的科技发展将成为镁质耐火材料的主要推动力，以实现镁质耐火材料行业从低成本、廉价资源、廉价劳动力的增长，到技术创新推动下的更高附加值的增长方式。
[0003]电熔镁砂是镁质耐火材料中的高档产品，是用天然菱镁矿石或轻烧氧化镁颗粒在埋弧电弧炉中熔融制得。用菱镁矿石熔炼得到的是普通电熔镁砂，用轻烧氧化镁熔炼得到的是大结晶电熔镁砂。电熔镁砂具有纯度高、结晶大、结构致密、抗渣性强、热震稳定性好等优点，是炼钢转炉、电炉以及精炼钢包炉渣线高档镁砖、镁碳砖及不定型耐火材料的重要原料。低铁大结晶电熔镁砂还是优良的高温电气绝缘材料。
[0004]我国菱镁矿资源丰富，目前已探明储量为35.64亿吨，占世界总储量的28.7%，居世界首位，菱镁矿资源是我国重要的战略保护资源。
[0005]但是，国内的电熔镁冶炼工艺水平普遍低下，生产设备简陋，炉型几十年无大的变化，热工制度和操作规程仍然凭经验确定，生产过程主要靠人工手动控制，能源浪费、烟气、粉尘严重污染环境。生产一吨普通电熔镁砂耗电约3000kwh，生产一吨大结晶电熔镁砂耗电约2600kwh。因此，整个电熔镁产业亟待战略升级。
[0006]目前，国内电熔镁熔炼采用的是熔块(亦叫熔坨)法。无论是以矿石为原料直接熔炼的“一步法”的普通电熔镁，还是以轻烧镁砂为原料的“二步法”的大结晶电熔镁，使用的熔炼炉型式完全相同。目前都是敞口高烟罩，以圆形铁桶为炉体。三根碳质电极垂入圆铁桶内，通电引弧之后，用人工在电极弧光周围装入原料，将电弧光埋住。原料在电弧光热量的作用下熔化成液体。一旦露出弧光，就再一次装料。始终保持不露弧光，直到一个炉次熔炼完毕。随着原料不断装入、熔化，炉体内的液面不断升高，为保持电弧光稳定，电极也要随着提高。当电极提升到铁桶上沿(即炉口)时，一个炉次熔炼结束。通常情况下，一个炉次熔炼10个小时左右。
[0007]同时，国内传统的电熔镁炉熔炼过程中，原料不分块料和粉料，都是从窑桶的上端或用人工或用机械投入窑桶内的电极周围。电熔镁炉的电极只是用来传导电能从而产生电弧。传统加料入炉方法不分粉料、块料，是将块料和粉料混在一起加入炉内。由于粉料的存在，造成炉内生料料层透气性不好，出现篷料现象，或者出现熔液喷溅，即喷炉现象。而且粉料在加到炉内的过程中极易造成扬尘，被除尘风机抽走，造成大量收尘粉，降低了原料的利用率。有的厂家为了利用除尘粉和原料破碎产生的粉料，不得不增加造球或压块的工艺和设备，增加了人力和能源的消耗。
[0008]因此，目前迫切需要一种新型的电熔镁炉及电熔镁生产方法。
【发明内容】
[0009]本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种空心电极电熔镁炉及利用其生产电熔镁的方法，其能实现粉料和块料的分别下料，不会出现篷料现象和喷炉现象；并且，不会造成扬尘，提高了原料利用率，减少了环境污染；同时，不需要造球或压块工艺，降低了人力和能源的消耗。
[0010]为此，本发明提供如下技术方案:一种空心电极电熔镁炉，其包括窑车，所述窑车上安放有窑桶，所述窑桶上设置有烟罩，所述烟罩的中心区域设置有多个电极孔，每个所述电极孔中设置有一个电极，且所述电极通过所述电极孔插入到所述窑桶内，其中，至少一个所述电极中设置有贯穿整个电极的中心孔，所述中心孔通过粉料输送软管与粉料给料机相连，所述粉料给料机通过粉料输送管道与粉料暂存仓相连、通过高压气体管道与高压气源相连，所述烟罩上还设置有多个块料投料通道，每个所述块料投料通道都与筛分机的一个出口相连，所述筛分机的另一个出口通过粉料输送通道与所述粉料暂存仓相连。
[0011]进一步地，其中，所述窑车上铺设有耐火材料，所述窑桶安放在所述耐火材料上。
[0012]更进一步地，其中，所述电极上设置有电极把持器。
[0013]再进一步地，其中，所述电极为石墨电极或炭素电极，且流过所述电极的电流密度应满足:石墨电极8A/cm2?20A/cm 2，炭素电极6A/cm2?15A/cm 2。
[0014]再更进一步地，其中，所述高压气源为二氧化碳、氮气或空气，其气压为0.1MPa?
0.8MPa 之间。
[0015]此外，本发明还提供一种采用上述空心电极电熔镁炉生产电熔镁的方法，其包括以下步骤:
[0016](I)、将原料进给到所述筛分机中，通过所述筛分机将原料筛分成粉料和块料；
[0017](2)、使得所述粉料通过所述电极的中心孔输送到所述窑桶中、所述块料通过所述块料投料通道输送到所述窑桶中；
[0018](3)、在通过所述电极的中心孔将所述粉料输送到所述窑桶中的同时给所述电极通电，使得所述粉料和所述块料在所述窑桶中熔融；
[0019](4)、待熔融成陀之后，将成陀的电熔镁出炉；
[0020](5)、将出炉后的电熔镁进行自然冷却；
[0021 ] (6)、待冷却后，进行破碎、分拣，形成电熔镁。
[0022]在本发明中，粉料通过电极中心的中心孔直接吹送到电极端部电弧区下的熔池中，省掉制成球团或压块等中间环节，缩短了冶炼生产工艺的流程，节省了这些工序所需的能量；并且，粉料直接吹送到电极端部电弧区下的熔池中，能够快速熔化、快速反应，瞬间还原，解决了传统电熔镁炉的炉料透气性和导电性问题，整个冶炼过程，杜绝了塌料、翻渣，也省略了繁重的人工捣炉作业，能够降低工人的劳动强度；同时，将粉料通过空心电极加到窑桶内电极下端的电弧高温区，使得粉料一入炉就立即熔化，避免了粉尘的飞扬，这些粉料也就得到充分利用，提高了原料利用率。
【附图说明】
[0023]图1是本发明的空心电极电熔镁炉的构成示意图。
[0024]图2是采用本发明的空心电极电熔镁炉生产电熔镁的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图详细描述本发明的【具体实施方式】，【具体实施方式】的内容不作为对本发明的保护范围的限定。
[0026]本发明涉及空心电极电熔镁炉及利用其生产电熔镁的方法，其能实现粉料和块料的分别下料，不会出现篷料现象和喷炉现象；并且，不会造成扬尘，提高了原料利用率，减少了环境污染；同时，不需要造球或压块工艺，降低了人力和能源的消耗。
[0027]图1示出了本发明的空心电极电熔镁炉的构成示意图。如图1所示，本发明的空心电极电熔镁炉包括窑车6。每次熔炼开始前，将所述窑车6放置于炉台下的轨道上，以便于移动。所述窑车6上安放有窑桶4。在本发明中，优选地，所述窑车6上铺设有耐火材料5，所述窑桶4安放在所述耐火材料5上。这样，可以防止所述窑桶4烫坏所述窑车6等。
[0028]所述窑桶4上设置有烟罩I。所述烟罩I的中心区域设置有多个电极孔，电极2通过所述电极孔插入到所述窑桶4内。在本发明中，优选地，所述烟罩I上设置有两个、三个或更多个电极孔，且每个所述电极孔内插入一个电极2。同时，在本发明中，至少一个所述电极2中设置有贯穿整个电极的中心孔3。所述中心孔3通过粉料输送软管9与粉料给料机10相连。所述粉料给料机10分别与粉料暂存仓12和高压气源14相连。优选地，所述粉料给料机10通过粉料输送管道11与所述粉料暂存仓12相连、通过高压气体管道13与所述高压气源14相连。所述粉料暂存仓12中存储有粉状炉料。所述高压气源14为二氧化碳、氮气或空气，其气压为0.1MPa?0.8MPa之间。这样，在本发明中，将粉状炉料送入炉内的传送方式为气力输送。即，所述粉料暂存仓12中存储的粉状炉料和所述高压气源14的高压气体都进入所述粉料给料机10中，在所述高压气源14的高压气体的作用下，使得所述粉状炉料通过所述高压输料软管9和所述电极2内的中心孔3进入到所述窑桶4内。
[0029]在本发明中，优选地，所述烟罩I为矮烟罩。所述烟罩I为伞状，扣在所述窑桶4的上方，与操作平台紧密相连。矮烟罩的采用，进一步减小粉尘和烟气外逸，与高烟罩相比，烟尘量大幅度减少，除尘风机功率可以减小，除尘系统的功耗降低，除尘系统运行费降低。
[0030]此外，在本发明中，所述烟罩I上还设置有块料投料通道8。优选地，所述块料投料通道8设置有多个，且围绕所述电极孔布置。每个所述块料投料通道8都与筛分机16的一个出口相连。所述筛分机16的另一个出口通过粉料输送通道15与所述粉料暂存仓12相连。这样，原料进入所述筛分机16，由所述筛分机16筛分成粉料和块料。其中，所述粉料通过所述粉料输送通道15输送到所述粉料暂存仓12中。所述块料通过所述块料投料通道8直接输送到所述窑桶4内。
[0031]在本发明中，优选地，所述电极2上设置有电极把持器7，从而便于把持所述电极2，进而便于移动所述电极2。其中，所述电极把持器7与升降机构相连，便于所述电极2的升降。更优选地，所述电极2为石墨电极或炭素电极，且流过所述电极2的电流密度应满足:石墨电极8A/cm2?20A/cm 2,炭素电极6A/cm2?15A/cm2。
[0032]图2示出了采用本发明的空心电极电熔镁炉生产电熔镁的方法的流程图。如图2所示，在采用本发明的空心电极电熔镁炉生产电熔镁时，将原料进给到所述筛分机16中，通过所述筛分机16将原料筛分成粉料和块料。然后，使得所述粉料通过所述电极2的中心孔3输送到所述窑桶4中、所述块料通过所述块料投料通道8输送到所述窑桶4中。而且，在通过所述电极2的中心孔3将所述粉料输送到所述窑桶4中的同时给所述电极2通电，使得所述粉料和所述块料在所述窑桶中熔融。待熔融成陀之后，将成陀的电熔镁出炉。出炉之后，将出炉后的电恪镁进行自然冷却。最后，待冷却后，进行破碎、分拣，形成电恪镁。
[0033]在本发明中，粉料经密封传送管道经气力粉料给料装置，在高压气源的压力，通过密封软管和电极中心孔送至电极下端的电弧区快速熔化。由于粉料和块料分开递送，所以不会造成炉内生料料层透气性不好，不会出现篷料现象或者熔液喷溅。而且粉料直接在电极下端的电弧区快速熔化，不会在加到炉内的过程中造成扬尘，提高了原料的利用率。同时，不需要增加造球或压块的工艺和设备，降低了人力和能源的消耗。
[0034]【具体实施方式】的内容是为了便于本领域技术人员理解和使用本发明而描述的，并不构成对本发明保护内容的限定。本领域技术人员在阅读了本发明的内容之后，可以对本发明进行合适的修改。本发明的保护内容以权利要求的内容为准。在不脱离权利要求的实质内容和保护范围的情况下，对本发明进行的各种修改、变更和替换等都在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种空心电极电恪镁炉，其包括窖车(6)，所述窖车(6)上安放有窖桶(4)，所述窖桶⑷上设置有烟罩(I)，所述烟罩⑴的中心区域设置有多个电极孔，每个所述电极孔中设置有一个电极⑵，且所述电极⑵通过所述电极孔插入到所述窑桶⑷内，其中，至少一个所述电极(2)中设置有贯穿整个电极的中心孔(3)，所述中心孔(3)通过粉料输送软管(9)与粉料给料机(10)相连，所述粉料给料机(10)通过粉料输送管道(11)与粉料暂存仓(12)相连、通过高压气体管道(13)与高压气源(14)相连，所述烟罩(I)上还设置有多个块料投料通道(8)，每个所述块料投料通道(8)都与筛分机(16)的一个出口相连，所述筛分机(16)的另一个出口通过粉料输送通道(15)与所述粉料暂存仓(12)相连。2.根据权利要求1所述的空心电极电熔镁炉，其中，所述窑车(6)上铺设有耐火材料(5)，所述窑桶(4)安放在所述耐火材料(5)上。3.根据权利要求1所述的空心电极电熔镁炉，其中，所述电极(2)上设置有电极把持器(7)。4.根据权利要求1所述的空心电极电熔镁炉，其中，所述电极(2)为石墨电极或炭素电极，且流过所述电极(2)的电流密度应满足:石墨电极8A/cm2?20A/cm2，炭素电极6A/cm2 ?15A/cm 2O5.根据权利要求1所述的空心电极电熔镁炉，其中，所述高压气源(14)为二氧化碳、氮气或空气，其气压为0.1MPa?0.8MPa之间。6.—种采用权利要求1所述的空心电极电熔镁炉生产电熔镁的方法，其包括以下步骤: (1)、将原料进给到所述筛分机(16)中，通过所述筛分机(16)将原料筛分成粉料和块料； (2)、使得所述粉料通过所述电极(2)的中心孔(3)输送到所述窑桶(4)中、所述块料通过所述块料投料通道(8)输送到所述窑桶(4)中； (3)、在通过所述电极(2)的中心孔(3)将所述粉料输送到所述窑桶(4)中的同时给所述电极(2)通电，使得所述粉料和所述块料在所述窑桶(4)中熔融； (4)、待熔融成陀之后，将成陀的电熔镁出炉； (5)、将出炉后的电熔镁进行自然冷却； (6)、待冷却后，进行破碎、分拣，形成电熔镁。
【文档编号】C01F5/06GK105984889SQ201510083955
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月11日
【发明人】佟玉鹏
【申请人】佟玉鹏