專利名稱：剛玉冶煉位差流放電弧爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于剛玉冶煉電爐領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，剛玉冶煉主要使用固定式電弧爐和傾倒式電弧爐。固定式電弧爐的技術(shù)特征是電爐體與熔液盛包一體，爐體每爐次冶煉完畢移出爐位，推入下一個(gè)爐體(熔液盛包)開始新爐次冶煉。固定式電弧爐的主要缺點(diǎn)是不能連續(xù)冶煉，熱利用率低，能耗較高，環(huán)境污染嚴(yán)重，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大功率電弧爐冶煉剛玉。由于其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較差，目前正處于退出階段。傾倒式電弧爐的技術(shù)特征是電爐體固定在爐位，每爐次冶煉完成后將熔液傾倒入有襯熔液盛包，恢復(fù)爐體水平后開始新爐次冶煉。傾倒式電弧爐的主要不足是爐體及傳動(dòng)部分故障頻率高，電爐體與熔液盛包維修量大，不能從根本上杜絕爆炸事故，該爐型目前仍處于發(fā)展完善過(guò)程中。

發(fā)明內(nèi)容
為了改善現(xiàn)有固定式電弧爐和傾倒式電弧爐的不足，本實(shí)用新型提供了一種新的爐型——?jiǎng)傆褚睙捨徊盍鞣烹娀t(見爐型技術(shù)特征比較)。能夠有效地解決前述爐型熱利用率低，環(huán)境污染嚴(yán)重，爐體及傳動(dòng)部分故障頻率高，電爐體與熔液盛包維修量大及爆炸隱患問(wèn)題。
爐型技術(shù)特征比較

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是1.剛玉冶煉位差流放電弧爐爐體固定于爐位，不設(shè)爐體傳動(dòng)裝置，從根本上消除傳動(dòng)裝置可能產(chǎn)生的任何故障。2.剛玉冶煉位差流放電弧爐在同一爐體內(nèi)封閉或半封閉連續(xù)冶煉，消除間斷式、敞開式非連續(xù)冶煉爐體前期吸熱損失；利用氣流熱、輻射熱焙煅爐料吸附水、結(jié)晶水，完成爐料熔融前的部分吸熱反應(yīng)，改善冶煉工況和熱利用率。3.剛玉冶煉位差流放電弧爐爐殼、爐襯連體封閉式、半封閉式，封閉爐內(nèi)煙塵污染源與電弧噪聲源并控制其外泄，便于煙塵捕獲及降噪，改善爐前操作環(huán)境和環(huán)境污染狀況。4.剛玉冶煉位差流放電弧爐根據(jù)熔液溫度傳遞梯度，設(shè)置爐體電子測(cè)溫裝置監(jiān)控爐體溫度，爐體底部設(shè)冷卻風(fēng)洞，可根據(jù)監(jiān)控爐體測(cè)溫值調(diào)整冶煉功率和加料量，選擇自然冷卻或強(qiáng)制風(fēng)冷，消除水冷爐體時(shí)熔液溢出爆炸隱患。5.剛玉冶煉位差流放電弧爐熔液盛包全金屬無(wú)襯，從根本上消除修襯工、料消耗，并在盛包冷卻介質(zhì)空間注入冷卻介質(zhì)有利于熔液快速冷卻。6.剛玉冶煉位差流放電弧爐爐料輸入管使用陶瓷爐料輸入管，其下端伸入爐體內(nèi)部，可耐1400°高溫不變形，中部密封于爐拱中，其上端與金屬爐料管銜接，解決金屬爐料管高溫變形易損。7.剛玉冶煉位差流放電弧爐供電電極面向供電裝置呈后三角型布置，為設(shè)置位差流放口提供技術(shù)平臺(tái)。8.剛玉冶煉位差流放電弧爐在爐體下部，面向電極弧熔區(qū)最近點(diǎn)分別設(shè)置兩個(gè)不同高差流放口，其上端伸入爐體內(nèi)部面向電極弧熱熔熔液區(qū)設(shè)置，中部密封于爐襯，其下端伸出爐體外部，便于電弧射流裝置打孔，兩個(gè)不同高差流放口可以流放不同產(chǎn)品，也可以流放同一產(chǎn)品，當(dāng)?shù)臀涣鞣趴诨驙t底襯損壞時(shí)，可電熔鑄爐底襯升高至高位流放口水平，保持電爐繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)電爐使用壽命。9.電弧射流裝置用于剛玉冶煉位差流放電弧爐流放口打孔，電弧射流裝置前端設(shè)置帶電中空碳電阻棒，中端設(shè)置金屬射流管和氣流止回閥與中空碳電阻棒聯(lián)接，后端設(shè)絕緣體聯(lián)接，在尾端金屬輸氣管上設(shè)氣流調(diào)節(jié)閥調(diào)控射流量，其電弧射流裝置將電弧打孔與射流打孔集成一體，可根據(jù)需要單獨(dú)使用或同時(shí)使用。
本實(shí)用新型采用的具體結(jié)構(gòu)是爐蓋和爐殼用高強(qiáng)度螺栓(41)固定連接，爐殼(4)固定在底座(25)上，與兩根供電電極(14)最近的爐體下部分別有高位差流放口(3)和低位差流放口(2)，流放口下方有溶液盛包，爐拱(10)上有爐料輸入管(13)。
本實(shí)用新型的有益效果是徹底消除爐體傳動(dòng)故障；取消高溫熔液盛包耐火襯及工料耗費(fèi)；高溫熔液快速冷卻，縮短生產(chǎn)周期，有利于獲得高韌性微晶產(chǎn)品；改善電爐冶煉工況和熱利用效率；爐體電子測(cè)溫、風(fēng)冷保護(hù)，消除爐體水冷產(chǎn)生的爆炸隱患；煙塵污染源與電弧噪聲源封閉受控。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是剛玉冶煉位差流放電弧爐第一個(gè)實(shí)施例的爐體A——A剖面構(gòu)造圖。
圖2是剛玉冶煉位差流放電弧爐第一個(gè)實(shí)施例的爐體俯視面構(gòu)造圖。
圖3是剛玉冶煉位差流放電弧爐第二個(gè)實(shí)施例的圓形熔液盛包A——A剖面構(gòu)造圖和俯視面構(gòu)造圖。
圖4是剛玉冶煉位差流放電弧爐第三個(gè)實(shí)施例的方形熔液盛包A——A剖面構(gòu)造圖和俯視面構(gòu)造圖。
圖5是剛玉冶煉位差流放電弧爐第四個(gè)實(shí)施例的冷卻風(fēng)洞A——A剖面構(gòu)造圖和俯視面構(gòu)造圖。
圖6是剛玉冶煉位差流放電弧爐第五個(gè)實(shí)施例的電弧射流裝置構(gòu)造圖。圖中1.電子測(cè)溫裝置，2.低位差流放口，3.高位差流放口，4.爐殼，5.隔熱貼板，6.砌筑層，7.耐熱層，8.融鑄層，9.熔鑄層，10.爐拱，11.填充層，12.觀察操作窗，13.陶瓷爐料輸入管，14.供電電極，15.排氣筒，16.圓形熔液盛包內(nèi)包，17.圓形熔液盛包外包，18.圓形外包吊耳，19.圓形盛包冷卻介質(zhì)空間，20.圓形內(nèi)包吊耳，21.方形熔液盛包內(nèi)包，22.方形熔液盛外包，23.方形內(nèi)包吊耳，24.方形熔液盛包冷卻介質(zhì)空間，25.爐體底座，26.風(fēng)洞基礎(chǔ)，27.冷卻風(fēng)洞，28.中空碳電阻棒，29.射流孔，30.螺紋連接管，31.射流管，32.射流止回閥，33.鎖緊卡，34.射流絕緣管，35.射流調(diào)節(jié)閥，36.操縱把柄，37.絕緣體，38.導(dǎo)電板，39.夾持器，40.進(jìn)氣管，41.高強(qiáng)度螺栓。
具體實(shí)施方式
在圖1中，連體爐殼(4)使用耐熱鋼板整體焊接，并預(yù)留相關(guān)設(shè)施安裝孔，隔熱貼板(5)用耐高溫粘接劑與爐殼鋼板緊密貼合，連體爐襯用高鋁質(zhì)耐火材料按照由下至上、由外至內(nèi)順序砌筑(6)與熔融鑄層(9)(8)，耐熱層(7)均勻鋪墊搗固結(jié)實(shí)，爐側(cè)用耐火磚砌筑(6)固結(jié)后，澆注隔熱填充層(11)，石墨質(zhì)低位差流放口(2)、石墨質(zhì)高位差流放口(3)按傾角要求砌筑在爐襯之中，電子測(cè)溫裝置(1)應(yīng)預(yù)埋設(shè)插入管，爐拱(10)用高鋁質(zhì)耐火材料澆筑成型，頂部填充層(11)采用輕質(zhì)保溫材料填充，爐殼頂部與爐殼結(jié)合部用耐高溫絕緣材料隔離，并用高強(qiáng)度螺栓(41)緊固，觀察操作窗(12)外部與爐殼絞鏈結(jié)合、內(nèi)部耐火纖維保護(hù)。
在圖2中，供電電極(14)面向供電裝置呈后三角形布置，可通過(guò)短網(wǎng)與電爐變壓器連結(jié)，并與高、低位差流放口形成對(duì)應(yīng)(3)(2)關(guān)系，其通過(guò)爐殼、爐拱的方式可以是封閉式也可以是半封閉式，6根陶瓷爐料輸入管(13)分組布置在3根供電電極周圍并澆筑在爐拱中，雙排氣筒(15)平行布置與爐殼頂部連接。
在圖3中，圓形熔液盛包內(nèi)包(16)使用耐熱金屬材料焊接或鑄造，焊接材料及焊縫應(yīng)滿足抗熱震要求，并與圓形熔液盛包外包(17)保持一定幾何空間，圓形熔液盛包外包普通金屬材料焊接，保證圓形盛包冷卻介質(zhì)空間(19)的冷卻介質(zhì)不泄漏，圓形內(nèi)、外包吊耳(20)(18)分別焊接在熔液盛包內(nèi)、外包上便于吊裝。
在圖4中，是熔液盛包的變形，方形熔液盛包內(nèi)包(21)使用耐熱金屬材料焊接或鑄造，焊接材料及焊縫應(yīng)滿足抗熱震要求，并與方形熔液盛包外包(22)保持一定幾何空間，方形熔液盛包外包普通金屬材料焊接，保證方形熔液盛包冷卻介質(zhì)空間(24)的冷卻介質(zhì)不泄漏，方形熔液盛包內(nèi)包吊耳(23)焊接在熔液盛包內(nèi)包上便于吊裝。
在圖5中，風(fēng)洞基礎(chǔ)(26)用鋼筋耐火混凝土澆筑、內(nèi)設(shè)預(yù)埋金屬件與金屬爐體底座(25)焊接，金屬爐體底座上承剛玉冶煉位差流放電弧爐全重，冷卻風(fēng)洞(27)上端仰視爐體底座，確保風(fēng)冷效果。
在圖6中，中空碳電阻棒(28)與螺紋連接管(30)連接端有相匹配的螺紋擰緊，射流管(31)前端與螺紋連接管連接、后端與絕緣管(34)連接，并且使用鎖緊卡(33)鎖緊，射流止回閥(32)串聯(lián)在射流管中，射流調(diào)節(jié)閥(35)與進(jìn)氣管(40)串聯(lián)調(diào)整射流量，絕緣體(37)前端與導(dǎo)電板(38)連接，后端與操縱把柄(36)聯(lián)接，保證使用安全，夾持器(39)把導(dǎo)電板(38)與中空碳電阻棒(28)固定一體，為定向發(fā)弧提供電源，射流孔(29)的開制要保證碳電阻棒壁不產(chǎn)生裂痕。
權(quán)利要求1.一種剛玉冶煉位差流放電弧爐，有爐殼、爐襯、電極裝置，其特征是爐蓋和爐殼用高強(qiáng)度螺栓(41)固定連接，爐殼(4)固定在底座(25)上，與兩根供電電極(14)最近的爐體下部分別有高位差流放口(3)和低位差流放口(2)，流放口下方有溶液盛包；爐拱(10)上有爐料輸入管(13)。
2.如權(quán)利要求1所述的剛玉冶煉位差流放電弧爐，其特征是底座(25)由金屬制成，中間有冷卻風(fēng)洞(27)。
3.如權(quán)利要求1所述的剛玉冶煉位差流放電弧爐，其特征是溶液盛包由金屬制成，中間有冷卻介質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1所述的剛玉冶煉位差流放電弧爐，其特征是爐料輸入管(13)采用陶瓷制成。
5.如權(quán)利要求1所述的剛玉冶煉位差流放電弧爐，其特征是爐體有電子測(cè)溫裝置(1)。
6.如權(quán)利要求1所述的剛玉冶煉位差流放電弧爐，其特征是高位差和低位差流放口打孔用的電弧射流裝置，在中空碳電阻棒(28)和操縱把柄(36)之間并聯(lián)有射流管(31)和導(dǎo)電板(38)。
專利摘要一種剛玉冶煉位差流放電弧爐，屬于剛玉冶煉電爐領(lǐng)域，由封閉，半封閉爐殼、爐襯、電子測(cè)溫、風(fēng)冷保護(hù)、供電電極、爐料輸入管、電弧射流、位差流放、無(wú)襯盛包組成。電弧爐襯用高鋁耐火材料分層填充、砌筑、澆筑、熔鑄，具有良好的耐熱保溫性能，可保證電弧爐在2300K以上高溫條件下連續(xù)運(yùn)行。其有益效果是徹底消除爐體傳動(dòng)故障；取消高溫熔液盛包耐火襯及工料耗費(fèi)；高溫熔液快速冷卻，縮短生產(chǎn)周期，有利于獲得高韌性微晶產(chǎn)品；改善電爐冶煉工況和熱利用效率；消除爐體水冷產(chǎn)生的爆炸隱患；煙塵污染源與電弧噪聲源封閉受控，適用于各種電熔剛玉冶煉。與剛玉冶煉固定式、傾倒式電弧爐相比較，熱利用率高，運(yùn)行費(fèi)用低，安全環(huán)保。
文檔編號(hào)C04B35/653GK2648366SQ03206928
公開日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2003年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月31日
發(fā)明者張平 申請(qǐng)人:張平