一种清除矿热炉炉底沉积层的装置及方法与流程

本发明涉及矿石冶炼技术领域，特别是涉及一种清除矿热炉炉底沉积层的装置及方法。

背景技术：

工业硅冶炼在我国发展迅猛，仅2016年一年全国的工业硅产量为240万吨。工业硅生产企业主要使用矿热炉。在矿热炉经过一段时间运行后，往往因进料颗粒大小不合适，配料成分配比不当，二次电压过高、捣炉加料操作不当等原因，以及事故、故障热停炉次数过多等因素引起炉底上涨。炉底上涨主要是指熔池底部未熔融物和半熔融物沉积层增高，造成熔体硅和反应区上升，出硅时熔体硅水不能通畅地流出矿热炉，同时严重影响炉内容量导致产量下降，耗能增加。当采用调整配料比，深插电极深度等措施不能消除炉底上涨时，就需要停止加料，处理炉内碳化硅，进行矿热炉小修，干烧，清炉等作业。

针对炉底上涨的现象，目前普遍采用的是用炸药爆破炉底料，而这种方法成本高、消耗大，严重影响企业的生产。炸一次炉需要1到2个月的周期。这样持续的高投入，导致企业的生产成本高居不下，甚至因为不间断的炸炉导致亏损。以6300KVA矿热炉为例，为把炉内积存50-60T炉料全部挖出到开炉正常，需30天的时间，加之停产造成的利润损失，两项相加可达50万元以上。同时会产生巨大的工业硅废渣，因炉体上涨炸炉导致的废渣是产生工业硅废渣的主要途径，每年因为炸炉产生的废渣具不完全统计为80多万吨。工业硅废渣的固体废弃物长期堆存不仅占用大量土地，而且会造成对水系和大气的严重污染和危害。大量采矿废石堆积的结果，毁坏了大片的农田和森林地带；工业硅有害渣长期堆存，经过雨雪淋溶，可溶成分随水从地表向下渗透，向土壤迁移转化，富集有害物质、使堆场附近土质酸化、碱化、硬化.甚至发生金属型污染。

由此可见，上述现有的清除矿热炉炉底沉积层的方法显然仍存在有诸多不便，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的清除矿热炉炉底沉积层的装置及方法，使其不用停炉生产，简单方便的实现防止矿热炉炉底沉积层的上升。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作方便的清除矿热炉炉底沉积层的装置，使其不用停炉生产即可防止矿热炉炉底沉积层的上升，从而克服现有的清除矿热炉炉底沉积层方法的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种清除矿热炉炉底沉积层的装置，包括金属管、耐压力皮管和高压气瓶，

所述金属管的一端外部涂有耐高温涂层，其另一端用于连接所述耐压力皮管；

所述耐压力皮管的另一端用于连接所述高压气瓶的出气口。

作为本发明的一种改进，所述金属管为铁管。

进一步改进，所述铁管的直径为0.2～1cm。

进一步改进，所述高压气瓶为氧气瓶。

进一步改进，所述氧气瓶的压力为1.2～1.5MPa。

进一步改进，所述耐压力皮管的长度为0.5～1.0m。

进一步改进，所述矿热炉为工业硅用矿热炉。

本发明还提供了一种应用上述装置的清除矿热炉炉底沉积层的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将所述金属管具有耐高温涂层的一端从矿热炉炉底的出液口处伸进所述矿热炉内部，其另一端连接所述耐压力皮管；

(2)在所述耐压力皮管中注入水后将其另一端连接至所述高压气瓶的出气口；

(3)开启所述高压气瓶的出气阀，所述高压气瓶的气压将所述耐压力皮管中的水迅速注入所述矿热炉中，则所述矿热炉中炉底高温遇水后发生爆裂，实现对所述矿热炉炉底沉积层的清除。

进一步改进，所述步骤(2)中耐压力皮管的注水量根据所述矿热炉炉底的沉积层厚度决定。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

本发明通过耐高温金属管、耐压力皮管和高压气瓶的配合，能实现将水份快速注入矿热炉，由于该方法并不用停止生产，该矿热炉炉底存在高温硅液，高温硅液遇水会发生爆裂，使其在炉底刚要形成炉底硅的时候及时得到清除，或对已经形成的沉积层进行破裂，从而防止炉底上涨的情况发生。

本发明结构简单、操作方便，利于推广。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明清除矿热炉炉底沉积层的装置的结构示意图。

具体实施方式

本实施例以清除工业硅用矿热炉的炉底沉积层为例，对本发明进行详细说明，不应理解为是对该申请的任何限制。

参照附图1所示，本发明清除矿热炉炉底沉积层的装置，包括金属管2、耐压力皮管3和高压气瓶4。

该金属管2的一端外部涂有耐高温涂层5，其另一端用于连接该耐压力皮管3的一端；该耐压力皮管3的另一端用于连接该高压气瓶4的出气口。

其中，本实施例中该金属管2为铁管。该铁管的直径为0.2～1cm，较优为直径为0.5cm的铁管。其外层的耐火材料采用氧化镁、碳化硅等的混合物。当然，还可以是其它材质的金属管。该耐压力皮管3的长度为0.5～1.0m。该高压气瓶4为氧气瓶，该氧气瓶的压力为1.2～1.5MPa。

本发明清除矿热炉炉底沉积层的方法是应用上述清除矿热炉炉底沉积层装置进行的，该方法包括如下步骤：

(1)将该金属管2具有耐高温涂层的一端从矿热炉1炉底的出液口6处伸进该矿热炉1内部，其另一端连接该耐压力皮管3的一端；

(2)在该耐压力皮管3中注入水后将其另一端连接至该高压气瓶4的出气口；

其中，该耐压力皮管3中注入的水量可根据矿热炉炉底的沉积层厚度决定。

(3)开启该高压气瓶4的出气阀，该高压气瓶4的气体压力将该耐压力皮管3中的水迅速注入该矿热炉1中，则该矿热炉1中炉底高温硅液遇水后发生爆裂，实现该矿热炉1炉底沉积层破碎，利于电极7可以轻松插入炉子底部，使生产顺利进行。

具体实施例(实验于河南省安阳市某硅厂2号6300KVA矿热炉)

该厂在传统的工业硅冶炼过程中，出现出水困难，料面增加，电极不下，炉底增高，耗能增大产量下降的问题。综合电极工作判断，认为炉心硬质炉底上涨高度为500毫米。此时采用上述装置和方法，在不停炉的情况下，插入一根长度1米直径为0.5公分的铁管，用氧气压力使外部皮管中的水注入矿热炉，在热力作用下，使铁管融化爆炸。经证明一次爆破，基本可以使底部上涨的硬质物完全破碎，电极可以轻松插入炉子底部，生产顺利进行。

本发明能在矿热炉不用停止生产的同时，有效的解决炉底上涨的问题，即企业在生产过程中就解决了炉底上涨，企业不会因为炉底上涨而出现停产，使企业能够持续生产，大大降低因为停产和炸炉造成的损失。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。