專利名稱：交流等離子礦熱爐裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于冶煉裝置，尤其涉及用交流等離子冶煉鐵合金的礦熱爐裝置。
背景技術：
礦熱爐是用碳作還原劑冶煉鐵合金的礦石還原爐，用這種裝置所冶煉的鐵合金品種主要有硅鐵、硅鈣合金、碳素錳鐵、硅錳合金、碳素鉻鐵、硅鉻合金、結晶硅和鎢鐵等，其產量占鐵合金總產量的60％以上。用礦熱爐冶煉鐵合金的基本過程是，將混合好的爐料從爐口裝入爐內，將電極埋在爐料中，依靠電弧和電流通過爐料而產生的電阻熱進行加熱和熔化；熔化的金屬和爐渣集聚在爐底，通過出鐵口定時出鐵放渣，生產過程是連續的。
用碳作還原劑冶煉鐵合金的反應是一強吸熱過程。因此，鐵合金的冶煉是電能消耗的特大用戶。而縮短冶煉時間、降低電能消耗，則是降低噸鐵合金成本的主要措施。
用等離子冶煉鐵合金是最有效的替代能源。等離子體是一種高溫、高能量密度和高電熱轉換率的新型高效能源。電弧等離子體的溫度為5000-30000K，而普通電弧溫度只有4500K左右，國外已將等離子體用于鐵合金冶煉，國內也曾試用過。但乞今為止，都只限于用直流等離子冶煉，而直流等離子冶煉需要用可控硅整流及變頻裝置和使用鎢釷(鈰)金屬等離子槍，其設備復雜、投資大，而且金屬等離子槍的使用壽使短(小于100小時)。這就是直流等離子冶煉裝置難于獲得推廣的主要原因，尤其對我國大量的鐵合金冶煉更是如此。
發明內容
本發明的目的在于提供一種高效廉價的交流等離子礦熱爐裝置。
為了實現上述目的，本發明的技術方案是交流等離子礦熱爐裝置，它包括礦熱爐，礦熱爐包括自焙電極11、導電銅瓦12、短網15、爐缸16，自焙電極11為三根，三根自焙電極11與三相交流電源相連接，自焙電極11一端位于爐缸16內；其特征在于自焙電極11內埋一根無縫鋼管，無縫鋼管的下端位于爐缸內，無縫鋼管的上端由軟管與進氣管10的一端連接；進氣管10的另一端與載氣制備裝置相連通。
本發明采用在現有礦熱爐的自焙電極11內埋一根無縫鋼管，無縫鋼管的下端位于爐缸內，無縫鋼管的上端由軟管連接一進氣管10；通過進氣管10、無縫鋼管穩定注入由載氣制備裝置產生的氣體，在電極電弧高溫下氣體被電離成等離子體，即將普通礦熱爐改裝成交流等離子礦熱爐裝置，可以較大幅度節省噸鐵合金電耗和提高鐵合金產量，生產效率高。其最大特點還在于在改建過程中所有礦熱爐的機電及控制設備均不做任何改變，不影響原冶煉工藝，也不需停產。本發明適用于各種類型礦熱爐。本發明節電和增產幅度大，設備可靠，投資少，改建(設備)廉價，不改變礦熱爐原設備和冶煉工藝、不需停產，很容易推廣。
圖1是本發明的結構示中1-燃煤氣化爐，2-除塵器，3-噴淋塔，4-第一脫水塔，5-第一氣體排送機，6-第二脫水塔，7-第二氣體排送機，8-氣體分配器，9-送氣管道，10-進氣管，11-自焙電極，12-導電銅瓦，13-等離子弧，14-出鐵口，15-短網，16-爐缸。
具體實施例方式
如圖1所示，交流等離子礦熱爐裝置，它主要由礦熱爐和載氣制備裝置組成，礦熱爐包括自焙電極11、導電銅瓦12、短網15、爐缸16，自焙電極11一端位于爐缸16內，自焙電極11為三根，自焙電極11由導電銅瓦12與短網15相連，短網15與交流電源相連接，交流電源為三相交流電源。三根自焙電極11內各埋一根無縫鋼管，無縫鋼管的下端位于爐缸內，無縫鋼管的直徑為φ8mm-φ20mm(直徑視礦熱爐的容量不同而不同)，無縫鋼管的上端由軟管與進氣管10的一端連接；進氣管10的另一端與載氣制備裝置相連通。
無縫鋼管的埋入具體操作方法為當普通礦熱爐處于正常冶煉鐵合金狀態時，在礦熱爐爐頂沿電極筒(或稱電極糊筒)的軸心埋入直徑為φ8mm-φ20mm的無縫鋼管，按正常加電極糊的方式加入電極糊，隨著電極筒的不斷下移，在焊接電極筒的同時，焊接無縫鋼管，預埋的無縫鋼管隨電極下降到爐缸內，開始產生電弧時，注入由載氣制備裝置提供的載氣。軟管與進氣管10的一端、無縫鋼管的上端采用插入方式連接，方便加無縫鋼管時的連接。載氣被電弧離解成等離子體，放出巨大能量，能量的表現形式即高溫，從而將普通礦熱爐改建成交流等離子礦熱爐。載氣最小壓力應能保證克服管道的沿程阻力和礦熱爐內的靜壓力，可以通過調節載氣的流量來調節等離子體弧的穩定性和加熱強度。
所述的載氣制備裝置包括燃煤氣化爐1、煤氣凈化裝置、氣體分配器8和送氣管道9，燃煤氣化爐1的煤氣出口由管道與煤氣凈化裝置的輸入口相連通，煤氣凈化裝置的輸出口由管道與氣體分配器8的輸入口相連通，氣體分配器8的輸出口由送氣管道9與進氣管10相連通。
所述的煤氣凈化裝置包括除塵器2、噴淋塔3、第一脫水塔4、第一氣體排送機5、第二脫水塔6和第二氣體排送機7，除塵器2的輸入口由管道與燃煤氣化爐1的煤氣出口相連通，除塵器2的輸出口由管道與噴淋塔3的輸入口相連通，噴淋塔3的輸出口由管道與第一脫水塔4的輸入口相連通，第一脫水塔4的輸出口由管道與第一氣體排送機5的輸入口相連通，第一氣體排送機5的輸出口由管道與第二脫水塔6的輸入口相連通，第二脫水塔6的輸出口由管道與第二氣體排送機7的輸入口相連通，第二氣體排送機7的輸出口由管道與氣體分配器8的輸入口相連通。燃煤氣化爐1、除塵器2、噴淋塔3、第一脫水塔4、第一氣體排送機5、第二脫水塔6、第二氣體排送機7和氣體分配器8各設備可采用公知技術。
操作過程(一)載氣制備裝置的操作1、燃煤氣化爐1①點火，從爐門加入木柴，并從爐門將引火物點燃，木柴量以確保燃煤均勻燃燒為準，點火時應打開放散閥。②待木柴燃旺后，啟動助燃風機加煤助燃，待煤氣出口溫度達600℃左右，進行第二次加煤，如火情良好，點火過程即完成。待全爐膛均勻著火后封閉爐門，用耐火磚和耐火泥將爐門封閉。封閉爐門后加2-3斗煤；當燃煤氣化爐出口溫度、壓力及載氣流量均勻達到穩定時，可以向后續系統供氣。
2、啟動水泵，按順序打開相關給水和回水閥門。
3、開啟并調節除塵器2，噴淋塔3的進水閥門。
4、開啟除塵器2、噴淋塔3、第一脫水塔4、第一氣體排送機5、第二脫水塔6和第二氣體排送機7、氣體分配器8的進氣閥(設在相連的管道上)，開啟氣體分配器8的放散閥。并關閉送氣管道9上的進氣閥和出氣閥。
5、啟動第一氣體排送機5、第二氣體排送機7向氣體分配器8供氣。
6、關閉氣化爐1爐頂放散閥。
7、當整個載氣制備裝置運轉正常，生產出成分合格，流量穩定的載氣后，就可以向礦熱爐供氣(即打開送氣管道9上的進氣閥和出氣閥，部分或全部關閉氣體分配器8的放散閥)。
(二)向礦熱爐供氣操作1、部分或全部關閉氣體分配器8的放散閥，使載氣壓力和流量達到要求。
2、打開送氣管道9上的進氣閥和出氣閥，直接向礦熱爐內供氣。
待等離子弧13穩定后，再開到額定流量，可通過調節電、氣參數來調節等離子體的加熱強度。
權利要求
1.交流等離子礦熱爐裝置，它包括礦熱爐，礦熱爐包括自焙電極(11)、導電銅瓦(12)、短網(15)、爐缸(16)，自焙電極(11)為三根，三根自焙電極(11)與三相交流電源相連接，自焙電極(11)一端位于爐缸(16)內；其特征在于自焙電極(11)內埋一根無縫鋼管，無縫鋼管的下端位于爐缸內，無縫鋼管的上端由軟管與進氣管(10)的一端連接；進氣管(10)的另一端與載氣制備裝置相連通。
2.根據權利要求1所述的交流等離子礦熱爐裝置，其特征在于無縫鋼管的直徑為φ8mm-φ20mm。
3.根據權利要求1所述的交流等離子礦熱爐裝置，其特征在于所述的載氣制備裝置包括燃煤氣化爐(1)、煤氣凈化裝置、氣體分配器(8)和送氣管道(9)，燃煤氣化爐(1)的煤氣出口由管道與煤氣凈化裝置的輸入口相連通，煤氣凈化裝置的輸出口由管道與氣體分配器(8)的輸入口相連通，氣體分配器(8)的輸出口由送氣管道(9)與進氣管(10)相連通。
4.根據權利要求3所述的交流等離子礦熱爐裝置，其特征在于所述的煤氣凈化裝置包括除塵器(2)、噴淋塔(3)、第一脫水塔(4)、第一氣體排送機(5)、第二脫水塔(6)和第二氣體排送機(7)，除塵器(2)的輸入口由管道與燃煤氣化爐(1)的煤氣出口相連通，除塵器(2)的輸出口由管道與噴淋塔(3)的輸入口相連通，噴淋塔(3)的輸出口由管道與第一脫水塔(4)的輸入口相連通，第一脫水塔(4)的輸出口由管道與第一氣體排送機(5)的輸入口相連通，第一氣體排送機(5)的輸出口由管道與第二脫水塔(6)的輸入口相連通，第二脫水塔(6)的輸出口由管道與第二氣體排送機(7)的輸入口相連通，第二氣體排送機(7)的輸出口由管道與氣體分配器(8)的輸入口相連通。
全文摘要
本發明屬于冶煉裝置。交流等離子礦熱爐裝置，它包括礦熱爐，礦熱爐包括自焙電極(11)、導電銅瓦(12)、短網(15)、爐缸(16)，自焙電極(11)為三根，三根自焙電極(11)與三相交流電源相連接，自焙電極(11)一端位于爐缸(16)內；其特征在于自焙電極(11)內埋一根無縫鋼管，無縫鋼管的下端位于爐缸內，無縫鋼管的上端由軟管與進氣管(10)的一端連接；進氣管(10)的另一端與載氣制備裝置相連通。本發明節電和增產幅度大，設備可靠，投資少，不改變礦熱爐原設備和冶煉工藝、不需停產，很容易推廣。
文檔編號F27B3/08GK1818526SQ20061001853
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月14日 優先權日2006年3月14日
發明者羅廷和, 李偉, 黃秀龍 申請人:羅廷和