CN102020411A - 感应加热式非金属熔炼方法及其所采用的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属非金属熔炼加热领域，特别涉及一种感应加热式非金属熔炼系统，包括炉体(11)、炉底及炉盖；炉体(11)分为上炉体、中炉体及下炉体；上炉体包括第一不锈钢水冷外壁(6)及耐火材料层(5)；耐火材料层(5)置于上炉体内且与第一不锈钢水冷外壁(6)相接；中炉体包括感应线圈(10)、耐火材料层(5)及耐热导磁部件(4)；感应线圈(10)套装于耐火材料层(5)之外；耐热导磁部件(4)置于中炉体内且与耐火材料层(5)相对应；下炉体包括第二不锈钢水冷外壁(7)及耐火材料层(5)；耐火材料层(5)置于下炉体内且与第二不锈钢水冷外壁(7)相接。本发明运行可靠，成本低，可提高炉的整体运行效率，不产生环境污染。

Description

感应加热式非金属熔炼方法及其所采用的系统
技术领域：
本发明属非金属熔炼加热领域，特别涉及一种感应加热式非金属熔炼方法及其所采用的系统。
背景技术：
目前，非金属加热领域中，存在如下加热方式：电弧加热，电弧电阻加热，电阻电渣加热；上述几种工艺均消耗贵重金属及石墨电极，而且设备结构复杂，造价高，电耗大，热损失大，对耐火材料的要求条件较高。
发明内容：
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种结构合理，运行可靠，易于过程控制，适应面广，成本低廉，可提高炉的整体运行效率，不产生环境污染的感应加热式非金属熔炼方法。
本发明还提供一种与上述方法相配套的感应加热式非金属熔炼系统。
为达到上述目的，本发明是这样实现的：
一种感应加热式非金属熔炼方法，可按如下步骤进行：
(A)将非金属冷料连续装入炉膛；
(B)启动感应线圈使炉膛内的耐热导磁部件产生感应，最终将热能传递给被加热非金属物料；
(C)熔融后的液态物料从下炉体连续流出。
与上述方法相配套的感应加热式非金属熔炼系统，它包括炉体、炉底及炉盖；所述炉体分为上炉体、中炉体及下炉体；所述上炉体包括第一不锈钢水冷外壁及耐火材料层；所述耐火材料层置于上炉体内且与第一不锈钢水冷外壁相接；所述中炉体包括感应线圈、耐火材料层及耐热导磁部件；所述感应线圈套装于耐火材料层之外；所述耐热导磁部件置于中炉体内且与耐火材料层相对应；所述下炉体包括第二不锈钢水冷外壁及耐火材料层；所述耐火材料层置于下炉体内且与第二不锈钢水冷外壁相接。
作为一种优选方案，本发明所述炉盖包括炉盖耐火材料层、保温材料层及不锈钢盖壳；所述保温材料层设于炉盖耐火材料层及不锈钢盖壳之间。
作为另一种优选方案，本发明在所述第一不锈钢水冷外壁与感应线圈之间及第二不锈钢水冷外壁与感应线圈之间分别设有电绝缘体。
进一步地，本发明所述炉底包括不锈钢底座及炉底耐火材料层；所述炉底耐火材料层置于不锈钢底座之上。
更进一步地，本发明耐热导磁部件可采用钨、钼或石墨。
本发明结构合理，运行可靠，适应面广，成本低廉，可提高炉的整体运行效率，不产生环境污染。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
(1)设备运行可靠，无传动机构，电子调频易控，温差可达±5％，节电20％左右。
(2)炉体内壁被熔化的液渣结成渣膜，固态渣膜具有绝热性能好，电阻率大，可被磁力线穿透等优越性能。
(3)由于渣膜的自我形成特性，解决了高温耐火材料耐火度较高及适应酸碱性的难题，提高了炉体的使用寿命，减少了价位较高的耐火材料消耗。
(4)炉体可有效的密闭，可减少热损失。冷料连续从上部加入，从而余热给冷料进行加热，提高了热能利用率。
(5)由于电磁搅拌力随频率下降而搅拌力增大的特性，可调节出较大的电磁搅拌效果，从而大大提高调质炉所需加入辅料的均匀度。
(6)由于结构简单，所占空间小，重量轻，无耐高温的贵重金属，与电弧电渣，电弧，电阻电渣炉加热相比，一次性投资可减少1/3，生产时导电体消耗费用可减少2/3。
(7)由于无传动，转动部件，操作简单，运行可靠，维护量少，可提高炉的利用小时数，从而提高生产量。
(8)启炉、停炉操作方便，时间短，不产生烟气与热辐射污染，解决了原电弧炉的高耗能，高污染的大难题。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式：
一种感应加热式非金属熔炼方法，可按如下步骤进行：
(A)将非金属冷料连续装入炉膛；
(B)启动感应线圈使炉膛内的耐热导磁部件产生感应，最终将热能传递给被加热非金属物料；
(C)熔融后的液态物料从下炉体连续流出。
如图1所示，与上述方法相配套的感应加热式非金属熔炼系统，它包括炉体11、炉底及炉盖；所述炉体11分为上炉体、中炉体及下炉体；所述上炉体包括第一不锈钢水冷外壁6及耐火材料层5；所述耐火材料层5置于上炉体内且与第一不锈钢水冷外壁6相接；所述中炉体包括感应线圈10、耐火材料层5及耐热导磁部件4；所述感应线圈10套装于耐火材料层5之外；所述耐热导磁部件4置于中炉体内且与耐火材料层5相对应；所述下炉体包括第二不锈钢水冷外壁7及耐火材料层5；所述耐火材料层5置于下炉体内且与第二不锈钢水冷外壁7相接；所述炉盖包括炉盖耐火材料层12、保温材料层13及不锈钢盖壳14；所述保温材料层13设于炉盖耐火材料层12及不锈钢盖壳14之间；在所述第一不锈钢水冷外壁6与感应线圈10之间及第二不锈钢水冷外壁7与感应线圈10之间分别设有电绝缘体3。为使耐火材料层5的内壁整体形成渣膜，本发明所述耐火材料层5与耐热导磁部件4间的距离为25mm左右。
本发明所述炉底包括不锈钢底座1及炉底耐火材料层2；所述炉底耐火材料层2置于不锈钢底座1之上。本发明耐热导磁部件4可采用钨、钼或石墨。本发明在所述炉体11的上部设有隔磁支撑体8。本发明所述炉底耐火材料层2可采用电熔镁砖。
本发明下炉体由厚8～10mm不锈钢制作，双层内通循环冷却水。由下进，上出循环冷却水完成。在中部有流渣口。在下底最低处有排渣口21，将炉内积存的渣定时排出。在下炉体的外壁设三个排污水口，为清扫水冷炉体内的污物而设。
在具体操作时，交变电流通过感应线圈10对耐热导磁部件4产生感应，耐热导磁部件4内产生涡流发热，升温。随着继续加热，耐热导磁部件4热量传给被加热物料，逐步升温达到物料熔融。当物料熔化后就有离子产生，离子在磁场作用下开始导电发热，由于电磁感应可产生电磁搅拌力，促使熔融物料与未被熔融物料之间产生热交换，从而加速熔化过程。熔融物料达到生产技术条件就可从流出口15不间断地可控排出，而上炉体内的冷料经过预热逐步补入到中炉体段进行熔化，新的冷料又可通过炉盖上的物料入口16不断加入，保持料面水准，就可达到连续生产的要求。
耐热导磁部件4可视被熔物料的物理化学性质而确定选用材质，结构。硅采用钨；莫来石采用石墨；电熔镁采用石墨。
本工艺可熔炼玻璃体、硅酸铝、锆钢玉、熔融石英、硅、镁铝尖晶石、电熔镁。
如图所示，16为物料进入口；17为排气口18为观察孔；19为进水口；20为出水口。
可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种感应加热式非金属熔炼方法，其特征在于：按如下步骤进行：
(A)将非金属冷料连续装入炉膛；
(B)启动感应线圈使炉膛内的耐热导磁部件产生感应，最终将热能传递给被加热非金属物料；
(C)熔融后的液态物料从下炉体连续流出。
2.根据权利要求1所述的感应加热式非金属熔炼方法所采用的系统，包括炉体(11)、炉底及炉盖，其特征在于：所述炉体(11)分为上炉体、中炉体及下炉体；所述上炉体包括第一不锈钢水冷外壁(6)及耐火材料层(5)；所述耐火材料层(5)置于上炉体内且与第一不锈钢水冷外壁(6)相接；所述中炉体包括感应线圈(10)、耐火材料层(5)及耐热导磁部件(4)；所述感应线圈(10)套装于耐火材料层(5)之外；所述耐热导磁部件(4)置于中炉体内且与耐火材料层(5)相对应；所述下炉体包括第二不锈钢水冷外壁(7)及耐火材料层(5)；所述耐火材料层(5)置于下炉体内且与第二不锈钢水冷外壁(7)相接。
3.根据权利要求2所述的感应加热式非金属熔炼方法所采用的系统，其特征在于：所述炉盖包括炉盖耐火材料层(12)、保温材料层(13)及不锈钢盖壳(14)；所述保温材料层(13)设于炉盖耐火材料层(12)及不锈钢盖壳(14)之间。
4.根据权利要求2或3所述的感应加热式非金属熔炼方法所采用的系统，其特征在于：在所述第一不锈钢水冷外壁(6)与感应线圈(10)之间及第二不锈钢水冷外壁(7)与感应线圈(10)之间分别设有电绝缘体(3)。
5.根据权利要求4所述的感应加热式非金属熔炼方法所采用的系统，其特征在于：所述炉底包括不锈钢底座(1)及炉底耐火材料层(2)；所述炉底耐火材料层(2)置于不锈钢底座(1)之上。
6.根据权利要求5所述的感应加热式非金属熔炼方法所采用的系统，其特征在于：耐热导磁部件(4)采用钨、钼或石墨。
7.根据权利要求6所述的感应加热式非金属熔炼方法所采用的系统，其特征在于：在所述炉体(11)的上部设有隔磁支撑体(8)。
8.根据权利要求7所述的感应加热式非金属熔炼方法所采用的系统，其特征在于：所述炉底耐火材料层(2)采用电熔镁砖。
9.根据权利要求8所述的感应加热式非金属熔炼方法所采用的系统，其特征在于：所述耐火材料层(5)与耐热导磁部件(4)间的距离为20～30mm。
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