一种用于硅渣熔炼的感应炉内衬成型结构及方法与流程

本发明涉及硅渣的重复利用加工领域，具体涉及一种用于硅渣熔炼的感应炉内衬成型结构及方法。

背景技术：

硅渣一般是指原矿提炼之后的剩余部分，还含有一定量的硅。硅渣分很多种，工业硅渣，太阳能硅渣，半导体硅渣等等。硅渣可以用来回炉重新结晶、提纯、现在硅料紧缺，价格不菲。硅锰渣也叫硅锰冶炼渣，是冶炼硅锰合金时排放的一种工业废渣，其结构疏松，外观常为浅绿色的颗粒，由一些形状不规则的多孔非晶质颗粒组成。硅锰渣性脆易碎，通过破碎机可以将大块的硅锰渣破碎成小块，然后进入细碎机将粗碎后的物料进一步粉碎，确保进入料仓的物料能够达到单体解离的程度，然后通过振动给料机和皮带输送机均匀的将物料给入梯形跳汰机进行分选。破碎的主要目的在于打破连生体结构，跳汰的主要目的在于从硅锰渣中回收硅锰合金。硅锰渣和硅锰合金存在较大的比重差，通过跳汰机的重选作用可以将金属和废渣分离，获得纯净的合金和废渣，最后可以通过脱水筛的脱水作用分别将精矿和尾矿进行脱水。

目前的硅渣处理，大部分还是依靠人工选取的方式，在一定的粉碎条件下，通过人工选取的方式来选择纯度较高的硅块，这样做的优点是成本较低，但是效率非常差，而且硅渣的利用率也很低；而采用梯形跳汰机进行分选的方式，选出来的硅纯度低，成本也高，硅渣的利用率也很低。

基于现有技术的特点和产业结构，急需提出一种新的工艺和配套的设备来进行工业硅渣的重新利用，以改变硅行业的产业结构，优化产业结构配置，实现产业的升级。

目前的熔炼炉内衬通常是采用活页连接板围制成内模，然后通过填筑夯实捣实的方式形成内衬层，然后取下环形的支撑件，逐个取下活页连接板，这样的方式制造出来的内衬层较为单一，质量并不稳定。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于硅渣熔炼的感应炉内衬成型结构及方法，解决现有技术中内衬层的制造过程中存在的质量不稳定，容易存在局部缺陷的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于硅渣熔炼的感应炉内衬成型结构，包括感应炉，在感应炉的空腔内设置有线圈，在线圈内侧设置有线圈胶泥层、以及同轴设置的内模体，在内模体与线圈胶泥层之间的空腔内填筑有内衬层。

所述内模体采用钢板焊接形成整体结构。

在所述的内模体内侧还设置有一个加热装置。

本发明的熔炼炉内衬成型结构与现有技术有较大的区别：采用钢板焊接形成整体结构作为内模体，而现有技术中，内模是通过多个条状的板材，围合形成圆柱体结构，或者将板材采用活页连接成整体结构，然后将围合的内侧设置实心的圆柱体，或者通过硬质的环作为内衬进行支撑，在填筑夯实内衬料之后，逐个取下板材，在取板的过程中，由于板之间存在缝隙，内衬料会填在缝隙之间，造成取下的时候内衬脱落，造成局部的缺失，一般都会在板材取完之后，通过人工进行二次抹平，由于人工的因素，使得内衬的表面容易出现凹凸不平的状况，申请人在对上述工艺进行分析后，经过反复的摸索和实验，对内衬的成型结构做出了改进，采用钢板制成的内模体，其表面平滑，通过填筑夯实的内衬层表面平滑，由于在夯实以后，内模体钢板与内衬层之间贴合紧密，无法将内模体取出，为了解决这个问题，申请人通过在内模体内部设置一个加热装置，在填筑夯实完成后，利用加热装置进行加热，钢板制成的内模体其热胀冷缩率远远大于内衬层材料的膨胀率，因此，内模体对内衬层进行径向的挤压和底部向下的挤压，如此不仅在径向夯实捣紧了内衬层，冷却后，钢板制成的内模体向内收缩，与内衬层之间分离产生间隙，当间隙合理的时候，可以很容易的取出内模体，如此，避免了内衬层表面出现缺失的问题，提高了内衬的均一性，同时，由于增加了内衬层径向的挤压，使得内衬层更加紧实，向下的夯实和径向的压紧过程，都对内衬层的紧密性提供了有力的支撑。

所述的加热装置为环状喷嘴燃烧器。进一步讲，在众多的加热装置的对比试验中发现，环状喷嘴燃烧器是最为理想的加热装置，其喷射而出的燃烧火焰直接对内模体进行燃烧式加热，加热速度快，内模体的膨胀明显，环形的对称结构使得内模体的膨胀均匀，制成的内衬层结构稳定，厚薄均匀。

所述的内模体为圆筒状结构，其底部采用弧形板封闭形成整体。采用弧形板制成的内模体底部，可以使得内模体底部对内衬层的压力分布在弧面上，而不是一个平面上，利用向内收缩的均匀性，可以使得底部产生的间隙均匀，便于加工。

一种用于硅渣熔炼的感应炉内衬的成型方法，包括以下步骤：

(a)设置线圈胶泥：将线圈胶泥涂覆在线圈的间隙和内侧，固化形成线圈胶泥层

(b)固定内模体，使得内模体与线圈同轴设置；

(c)将内衬料填筑在线圈胶泥层与内模体之间，振捣夯实形成内衬层；

(d)待内衬层填筑完成后，启动加热装置，内模体受热膨胀，对内衬层进行径向的挤压；

(f)加热装置停止加热，内模体冷却收缩，内模体与内衬层之间产生间隙，取出内模体；

(g)内衬层烧结形成整体。

本发明还提供了一种用于硅渣熔炼的感应炉内衬的成型方法，现有技术中板材的损坏和变形导致板材的重复利用次数一般只有2至3次，而本发明的方法中，由于采用钢板制成的内模体理论上是可以不断的重复利用的，因此不仅提高了内模体的重复利用率，而且降低了内模体的使用成本，由于内模体的安装和取出非常方便，大大缩短了内模的安装时间，提高了安装效率，大大提高了感应炉的使用效率。

所述步骤(f)中，当内模体与内衬层之间产生的间隙宽度达到5～8mm时，取出内模体。进一步讲，通过在实际的试验过程进行不断的分析，当内模体与内衬层之间产生的间隙宽度小于到5mm时，内模体与内衬层之间局部可能存在粘连，此时提取内模体可能伤及内衬层，当其达到5mm时，基本上消除了内衬层与内模体之间的粘连，可以形成完整的内衬层；当其间隙超过8mm时，需要等待的时间过长，消耗的时间过长，不利于提高效率。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种用于硅渣熔炼的感应炉内衬成型结构，采用钢板制成的内模体，其表面平滑，通过填筑夯实的内衬层表面平滑，由于在夯实以后，内模体钢板与内衬层之间贴合紧密，无法将内模体取出，为了解决这个问题，申请人通过在内模体内部设置一个加热装置，在填筑夯实完成后，利用加热装置进行加热，钢板制成的内模体其热胀冷缩率远远大于内衬层材料的膨胀率，因此，内模体对内衬层进行径向的挤压和底部向下的挤压，如此不仅在径向夯实捣紧了内衬层，冷却后，钢板制成的内模体向内收缩，与内衬层之间分离产生间隙，当间隙合理的时候，可以很容易的取出内模体，如此，避免了内衬层表面出现缺失的问题，提高了内衬的均一性，同时，由于增加了内衬层径向的挤压，使得内衬层更加紧实，向下的夯实和径向的压紧过程，都对内衬层的紧密性提供了有力的支撑；

2、本发明一种用于硅渣熔炼的感应炉内衬成型结构，环状喷嘴燃烧器是最为理想的加热装置，其喷射而出的燃烧火焰直接对内模体进行燃烧式加热，加热速度快，内模体的膨胀明显，环形的对称结构使得内模体的膨胀均匀，制成的内衬层结构稳定，厚薄均匀；

3、本发明一种用于硅渣熔炼的感应炉内衬成型方法，由于采用钢板制成的内模体理论上是可以不断的重复利用的，因此不仅提高了内模体的重复利用率，而且降低了内模体的使用成本，由于内模体的安装和取出非常方便，大大缩短了内模的安装时间，提高了安装效率，大大提高了感应炉的使用效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-感应炉，2-线圈，3-线圈胶泥层，4-内模体，5-内衬层，6-加热装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，本发明一种用于硅渣熔炼的感应炉内衬成型结构及方法，包括感应炉1，感应炉1内部为空腔结构，在感应炉1的空腔内设置有线圈2，在线圈2内侧设置有线圈胶泥层3、以及同轴设置的内模体4，内模体4采用钢板焊接形成整体结构，其上部为圆筒状结构，圆筒状的底部通过弧形板封闭连接形成整体，通常，内模体4的表面为光滑板面，焊接处连接成平滑结构，在内模体4与线圈胶泥层3之间的空腔内填筑有内衬层5，内衬层5采用填筑方式，逐步添加并捣实，在所述的内模体4内侧还设置有一个加热装置6，加热装置6可以为电加热器，也可以为燃烧器、红外加热器等装置，其目的是对内模体进行加热，优选的加热装置6是环状喷嘴燃烧器。

上述的结构是按照以下工艺制成的：

(a)设置线圈胶泥：将线圈胶泥涂覆在线圈2的间隙和内侧，固化形成线圈胶泥层3；

(b)固定内模体4，使得内模体4与线圈2同轴设置；

(c)将内衬料填筑在线圈胶泥层3与内模体4之间，夯实形成内衬层5；

(d)待内衬层5填筑完成后，启动加热装置6，内模体4受热膨胀，对内衬层5进行径向的挤压；

(f)加热装置6停止加热，内模体4冷却收缩，当内模体4与内衬层5之间产生的间隙宽度达到5～8mm时，取出内模体4；

(g)内衬层5烧结形成整体。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。