一种利用余热式节能电弧炉的制作方法

1.本发明涉及电弧炉技术领域，具体为一种利用余热式节能电弧炉。


背景技术：

2.通过金属电极或非金属电极产生电弧加热的工业炉叫做电弧炉。电弧炉按电弧形式可分为三相电弧炉、自耗电弧炉、单相电弧炉和电阻电弧炉等类型。电弧炼钢炉的炉体由炉盖、炉门、出钢槽和炉身组成，炉底和炉壁用碱性耐火材料或酸性耐火材料砌筑。电弧炼钢炉按每吨炉容量所配变压器容量的多少分为普通功率电弧炉、高功率电弧炉和超高功率电弧炉。电弧炉炼钢是通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能，以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源进行炼钢。电弧炉以电能为热源，可调整炉内气氛，对熔炼含有易氧化元素较多的钢种极为有利。
3.电弧炉炼钢发明后不久，就用于冶炼合金钢，并得到较大的发展。随着电弧炉设备的改进以及冶炼技术的提高，电力工业的发展，电弧炉炼钢的成本不断下降，现在电弧炉炼钢不但用于生产合金钢，而且大量用来生产普通碳素钢，其产量在主要工业国家钢总产量中的比重，不断上升。
4.电弧炉有多种分类方式。
5.按电极的熔炼形式分为
6.(1)非自耗电极式电弧炉，它是用钨或石墨等作电极，熔炼过程中电极本身不消耗或消耗很少。
7.(2)自耗电极式电弧炉，它是用被熔炼的金属作电极，金属电极边熔化、边自身消耗。
8.按电弧长度的控制方式分为
9.(1)恒弧压自动控制式电弧炉，它是依靠两极间电压与给定电压作比较，其差值经过信号放大驱动自耗电极升降，以保持电弧长度的恒定。
10.(2)恒弧长自动控制式电弧炉，它是依靠电弧电压的恒定来近似地控制电弧长度的恒定。
11.(3)熔滴脉冲自动控制式电弧炉，它是根据金属熔滴形成及滴落过程中所产生的脉冲频率以及脉冲持续时间与弧长之间的关系来自动控制电弧长度的恒定。
12.按作业形式分为
13.(1)周期性作业式电弧炉，即每熔炼一炉作为一个周期。
14.(2)连续性作业式电弧炉，这类电弧炉有两种形式。一种是炉体旋转式；另一种是两台炉子共用一台直流电源，即当一台炉子熔炼结束之后，切换电源到另一台炉上立即开始下一炉的熔炼。
15.按炉体结构形式分为
16.(1)固定式电弧炉。
17.(2)旋转式电弧炉。
18.电弧炉在冶炼领域应用较广，较之其他冶炼设备，电弧炉的工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，并且炉温容易控制，适于优质合金钢的熔炼，但是，电弧炉在运行时会产生大量的高温烟气，这些烟气往往直接排放到废气净化塔内进行处理，因此造成电弧炉存在大量余热浪费的缺陷，为此，我们提出一种新型的利用余热式节能电弧炉来解决上述问题，更好地满足市场需求。


技术实现要素：

19.本发明的目的在于提供一种利用余热式节能电弧炉，以解决上述背景技术中提出的余热浪费严重、节能性差的问题。
20.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用余热式节能电弧炉，包括；
21.底座，所述底座的顶部安装有电弧炉本体，所述电弧炉本体和底座之间均匀活动连接有伸缩驱动机构，所述电弧炉本体和底座皆与伸缩驱动机构之间设置有转轴，所述电弧炉本体内部的顶端均匀安装有电极，所述电弧炉本体上焊接有钢液排出口和炉渣排出口，且所述钢液排出口和炉渣排出口上皆螺纹连接有密封塞；
22.预热箱体，所述预热箱体安装于电弧炉本体一端的底座上，所述预热箱体的一侧安装有换热壳体，所述换热壳体的内部设置有相互缠绕的蛇形换热管组和螺旋换热管组，所述蛇形换热管组和螺旋换热管组之间粘接有导热胶，所述蛇形换热管组的一端固定有惰性气体供给管，所述惰性气体供给管上安装有气体压缩机，所述蛇形换热管组的另一端设置有惰性气体排出管，所述螺旋换热管组的一端安装有抽气泵，所述电弧炉本体的顶端设置有与抽气泵相匹配的烟气导入用波纹软管，所述螺旋换热管组的另一端设置有与换热壳体内部相连通的烟气排出管。
23.进一步地，所述底座靠近预热箱体的一端安装有钢液收集槽，所述钢液收集槽顶部的两侧皆焊接有吊环，使其便于收集钢液。
24.进一步地，所述底座远离预热箱体的一端滑动连接有炉渣收集槽，所述炉渣收集槽的底部均匀活动连接有导向滚轮，所述底座上均匀设置有与导向滚轮相匹配的导向滑轨，使得装置便于实现炉渣的收集。
25.进一步地，所述抽气泵的输入端焊接有装配管，所述装配管上螺纹连接有过滤筒，使其便于将过滤筒在抽气泵上进行拆装更换。
26.进一步地，所述预热箱体上安装有排气管，所述排气管上设置有泄压阀，所述排气管的内部设置有活性炭过滤层，便于对经由排气管排出的废气进行过滤净化，减轻了环境污染。
27.进一步地，所述预热箱体和换热壳体的内侧壁皆设置有纳米陶瓷防护层，所述预热箱体上设置有密封门，所述换热壳体和电弧炉本体的顶部皆设置有盖体，使其提升了预热箱体和换热壳体的耐磨耐高温、抗粘效果。
28.进一步地，所述过滤筒的内部均匀设置有滤布，所述过滤筒和烟气导入用波纹软管上皆焊接有法兰盘，所述过滤筒和烟气导入用波纹软管之间构成拆卸安装结构，使其可以对电弧炉本体运行时产生的烟气进行过滤净化。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
30.该利用余热式节能电弧炉通过安装有电弧炉本体和预热箱体等，使得装置优化了
自身的性能，启动抽气泵，可以将电弧炉本体内部产生的高温烟气抽入螺旋换热管组内部，并且，通过气体压缩机，可以将惰性气体压缩后，导入蛇形换热管组内部，再利用蛇形换热管组和螺旋换热管组的接触作用，实现高温烟气和惰性压缩气体的换热，从而将电弧炉本体中的余热置换出来，再通过将被加热后的惰性压缩气体导入预热箱体内部，对预热箱体内部预先存放的待加工的物料进行预加热作用，接着将完成预热处理的物料导入电弧炉本体内部，从而减轻了物料热熔所需的热量，实现了余热式节能的优点，便于推广。
附图说明
31.图1为本发明正视局部剖面结构示意图；
32.图2为本发明图1中a处放大结构示意图；
33.图3为本发明炉渣收集槽侧视结构示意图；
34.图4为本发明换热壳体正视结构示意图；
35.图5为本发明换热壳体正视局部剖面结构示意图。
36.图中：1、底座；2、炉渣收集槽；3、密封塞；4、炉渣排出口；5、电弧炉本体；6、电极；7、抽气泵；8、换热壳体；9、气体压缩机；10、预热箱体；11、钢液收集槽；12、钢液排出口；13、伸缩驱动机构；14、装配管；15、过滤筒；16、法兰盘；17、烟气导入用波纹软管；18、导向滚轮；19、惰性气体供给管；20、惰性气体排出管；21、蛇形换热管组；22、螺旋换热管组；23、烟气排出管。
具体实施方式
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
38.需要指出的是，除非另有指明，本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
39.在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
40.请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种利用余热式节能电弧炉，包括；
41.底座1，底座1的顶部安装有电弧炉本体5，电弧炉本体5和底座1之间均匀活动连接有伸缩驱动机构13，电弧炉本体5和底座1皆与伸缩驱动机构13之间设置有转轴，电弧炉本体5内部的顶端均匀安装有电极6，电弧炉本体5上焊接有钢液排出口12和炉渣排出口4，且钢液排出口12和炉渣排出口4上皆螺纹连接有密封塞3；
42.预热箱体10，预热箱体10安装于电弧炉本体5一端的底座1上，预热箱体10的一侧安装有换热壳体8，换热壳体8的内部设置有相互缠绕的蛇形换热管组21和螺旋换热管组22，蛇形换热管组21和螺旋换热管组22之间粘接有导热胶，蛇形换热管组21的一端固定有惰性气体供给管19，惰性气体供给管19上安装有气体压缩机9，蛇形换热管组21的另一端设置有惰性气体排出管20，螺旋换热管组22的一端安装有抽气泵7，电弧炉本体5的顶端设置有与抽气泵7相匹配的烟气导入用波纹软管17，螺旋换热管组22的另一端设置有与换热壳
体8内部相连通的烟气排出管23；
43.底座1靠近预热箱体10的一端安装有钢液收集槽11，钢液收集槽11顶部的两侧皆焊接有吊环；
44.使用时，通过在底座1上安装有带有吊环的钢液收集槽11，配合起吊设备的作用，便于收集钢液；
45.底座1远离预热箱体10的一端滑动连接有炉渣收集槽2，炉渣收集槽2的底部均匀活动连接有导向滚轮18，底座1上均匀设置有与导向滚轮18相匹配的导向滑轨；
46.使用时，通过在底座1上安装有利用导向滚轮18和导向滑轨构成滑动连接的炉渣收集槽2，便于使用者利用小车拖动装满物料的炉渣收集槽2远离炉渣排出口4，并更换上新的炉渣收集槽2，进而使得装置便于实现炉渣的收集；
47.抽气泵7的输入端焊接有装配管14，装配管14上螺纹连接有过滤筒15；
48.使用者可以利用装配管14和过滤筒15之间的螺纹连接作用，将过滤筒15在抽气泵7上进行拆装更换；
49.过滤筒15的内部均匀设置有滤布，过滤筒15和烟气导入用波纹软管17上皆焊接有法兰盘16，过滤筒15和烟气导入用波纹软管17之间构成拆卸安装结构；
50.使用时，既利用过滤筒15和烟气导入用波纹软管17之间对应设置的法兰盘16的安装作用，将二者进行分离，又通过在烟气导入用波纹软管17和抽气泵7之间加设带有滤布净化结构的过滤筒15，可以对电弧炉本体5运行时产生的烟气进行过滤净化；
51.预热箱体10上安装有排气管，排气管上设置有泄压阀，排气管的内部设置有活性炭过滤层；
52.使用时，通过在预热箱体10上安装有排气管，且在排气管上设置有泄压阀和活性炭过滤层，既使得预热箱体10实现了安全泄压的功能，又便于对经由排气管排出的废气进行过滤净化，从而减轻了环境污染；
53.预热箱体10和换热壳体8的内侧壁皆设置有纳米陶瓷防护层，预热箱体10上设置有密封门，换热壳体8和电弧炉本体5的顶部皆设置有盖体；
54.使用时，通过在预热箱体10和换热壳体8的内侧壁皆设置有纳米陶瓷防护层，提升了二者的耐磨耐高温、抗粘效果。
55.本发明的工作原理是：外接电源，首先电弧炉本体5内部的电极6通电，利用电极6电弧产生的高温熔炼体积较小的块状矿石和金属，接着打开钢液排出口12上的密封塞3，启动伸缩驱动机构13，推动电弧炉本体5倾斜，使得钢液经由钢液排出口12导入钢液收集槽11内部收集起来，并且，打开炉渣排出口4上的密封塞3，将炉渣导入炉渣收集槽2内部收集起来，从而使得装置实现了物流的分类收集功能，同时，启动抽气泵7，可以将电弧炉本体5内部产生的高温烟气抽入螺旋换热管组22内部，并且，通过气体压缩机9，可以将惰性气体压缩后，导入蛇形换热管组21内部，再利用蛇形换热管组21和螺旋换热管组22的接触作用，实现高温烟气和惰性压缩气体的换热，从而将电弧炉本体5中的余热置换出来，再通过将被加热后的惰性压缩气体导入预热箱体10内部，对预热箱体10内部预先存放的待加工的物料进行预加热作用，接着将完成预热处理的物料导入电弧炉本体5内部，从而减轻了物料热熔所需的热量，实现了余热式节能的优点，便于推广，此外，一方面既利用过滤筒15和烟气导入用波纹软管17之间对应设置的法兰盘16的安装作用，将二者进行分离，又通过在烟气导入
用波纹软管17和抽气泵7之间加设带有滤布净化结构的过滤筒15，可以对电弧炉本体5运行时产生的烟气进行过滤净化，另一方面通过在预热箱体10上安装有排气管，且在排气管上设置有泄压阀和活性炭过滤层，既使得预热箱体10实现了安全泄压的功能，又便于对经由排气管排出的废气进行过滤净化，从而减轻了环境污染。
56.显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
57.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
58.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
59.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。