CN102252516A - 新型电熔氧化镁冶炼电弧炉 - Google Patents

Abstract

提供一种新型电熔氧化镁冶炼电弧炉，包括高压柜、变压器、低压柜、PLC操作台、短网、水冷电缆、电极升降装置和石墨电极，石墨电极放置在位于操作平台下方的冶炼炉内，冶炼炉包括炉筒、炉体和炉盖，炉筒底部置于水平基础地面上，其顶部与操作平台连接，炉体置于台车上且位于炉筒中间，台车放置在位于水平基础地面下方的旋转平台上，炉盖置于操作平台上且罩住炉体上口，炉盖顶部设有与安装在操作平台上的自动加料装置相连接的自动加料口和与石墨电极相对应的电极孔，PLC操作台控制石墨电极升降和旋转平台间歇旋转。本发明有效解决冶炼过程中炉料烧结棚结的问题，实现成品芯部成型为圆柱状，产量同比增加15％以上，节电20％以上。

Description

新型电熔氧化镁冶炼电弧炉

技术领域

本发明属非金属电熔冶炼技术领域，具体涉及一种新型电熔氧化镁冶炼电弧炉。

背景技术

我国是镁资源大国，电熔镁是个高耗能行业。传统的设备、工艺冶炼方式一般采用：电极升降采用卷扬机钢丝绳结构，电阻损耗大的碳钢横臂，夹持器，软绞线连接横臂短网，人工加料，无炉盖敞炉冶炼，烟罩距料台2米高，烟罩扑集烟尘效果差。此种粗放式冶炼方法用电量惊人，可达到3000KWh/t，同时由于受传统工艺的局限，尽管采用了除尘设备，但是有大部分的烟尘仍然无法收集，造成对环境的污染，因此电熔镁行业的高耗能、高污染已成为制约该行业发展的瓶颈问题，降低冶炼能耗、减少环境污染成为一项刻不容缓的工作。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种新型电熔氧化镁冶炼电弧炉，冶炼炉采用炉筒、炉体双层保温结构，冶炼炉在冶炼过程中可通过旋转和震动，有效解决了冶炼过程中炉料烧结棚结，导致塌炉、喷炉的问题，且成品芯部成型为圆柱状，产量同比增加15％以上，节电20％以上。

本发明采用的技术方案：新型电熔氧化镁冶炼电弧炉，包括高压柜、变压器、PLC操作台、低压柜、短网以及水冷电缆，所述高压柜输出端接变压器输入端，所述变压器输出端接低压柜输入端，所述低压柜输出端接短网一端，所述短网另一端接水冷电缆一端，所述水冷电缆另一端与电极升降装置一端连接，所述电极升降装置另一端固定有石墨电极，所述石墨电极放置在位于操作平台下方的冶炼炉内，所述冶炼炉包括炉筒、炉体和炉盖，所述炉筒底部置于水平基础地面上，其顶部与操作平台连接，所述炉体置于台车上且位于炉筒中间，所述台车放置在位于水平基础地面下方的旋转平台上，所述炉盖置于操作平台上且罩住炉体上口，所述炉盖顶部设有与安装在操作平台上的自动加料装置相连接的自动加料口和与石墨电极相对应的电极孔，所述PLC操作台控制石墨电极升降和旋转平台间歇旋转。

其中，所述电极升降装置包括电极升降支架、立柱、电极升降油缸、导电横臂和夹头，所述电极升降支架下端设置在水平基础地面上，其上端固定有立柱，所述电极升降油缸设置在电极升降支架内且其活塞杆与立柱下端固定连接，所述立柱上端安装有导电横臂，所述导电横臂一端与水冷电缆连接，其另一端设有固定石墨电极的夹头。

其中，所述旋转平台包括托轮组、支架、旋转台和电机减速机组，所述支架设置在水平基础地面下方，旋转台通过托轮组与支架连接，所述电机减速机组输出端与托轮组连接驱动旋转台间歇旋转。

进一步地，所述炉盖上设有三个电极孔和三个自动加料口，所述三个自动加料口设置在三个电极孔外缘处且位于三个电极孔的两两之间。

进一步地，所述炉盖侧部设有三个人工加料口和两个排烟管道，所述排烟管道对称设置在炉盖侧部上端且与除尘系统连接，所述三个人工加料口设置在炉盖侧部下端，所述炉盖内侧还设有分贝检测仪。

进一步地，所述自动加料装置设有三个，分别与三个自动加料孔连接，所述立柱也为三个，所述三个立柱下端分别与相应的电极升降油缸的活塞杆连接，立柱上端分别设有导电横臂，所述导电横臂一端分别与水冷电缆连接，其另一端分别设有固定石墨电极的夹头，所述石墨电极分别通过电极孔插入炉体内。

进一步地，所述炉体下大上小呈圆锥形。

进一步地，所述炉体的锥度为5-10度。

本发明与现有技术相比的优点：

1、密封炉盖+PLC操作台，变频器可调变风量引风除尘系统，烟尘排放达到最低；

2、冶炼炉采用双层保温结构，减少能源的消耗；

3、炉体可旋转，产品芯部成型为园柱状，产量同比增加15％以上；

4、炉体震动排气加旋转，防炉料烧结棚结；

5、炉体采用锥形结构，利于成型品的拨出；

6、电极升降调装置采用电流+弧流噪声控制方式，可及时消除冶炼炉内的胀气；

7、通过PLC操作台检测电极电流频繁跳动或通过分贝检测仪检测冶炼炉内电弧噪音，及时调节电极升降，解决炉内自动排气问题。

附图说明

图1为本发明结构主视图；

图2为本发明结构俯视图。

具体实施方式

下面结合附图1、2描述本发明的一种实施例。

新型电熔氧化镁冶炼电弧炉，包括高压柜26、变压器25、PLC操作台22、低压柜21、短网2以及大截面水冷电缆3，高压柜26输出端接变压器25输入端，变压器25输出端接低压柜21输入端，低压柜21输出端接短网2一端，短网2另一端接水冷电缆3一端，水冷电缆3另一端与电极升降装置4一端连接，电极升降装置4另一端固定有石墨电极6，石墨电极6放置在位于操作平台32下方的冶炼炉36内，冶炼炉36包括炉筒13、炉体14和炉盖10，炉筒13底部置于水平基础地面37上，其顶部与操作平台32连接，炉体14下大上小呈圆锥形，锥度为5-10度，炉体14设计为圆锥形，利于在产品成型后炉体14的顺利拔出，炉体14置于台车15上且位于炉筒13中间，热量损失小，台车15放置在位于水平基础地面37下方的旋转平台16上，旋转平台16旋转时，带动炉体14一体转动，这样可使炉体14内的冶炼液冷却后成为柱状，提高产率，解决冶炼过程中的排气及结壳现象，节能效果突出；PLC操作台22控制石墨电极6升降和旋转平台16间歇旋转，由于冶炼炉36芯部温度高达4200℃，无法实现直接测量，只有通过冶炼时的弧流、弧压和冶炼噪声的分贝值、炉体14内部压力，把现场的冶炼经验编制成专家控制系统，该专家控制系统实现了动态检测、动态控制，通过石墨电极6升降、炉体14旋转、炉体14震动的动作实现智能控制，同时，该专家控制系统还可以通过记忆和故障排除，形成专家控制工艺，对微观不可测的高温冶炼过程通过结果比对，形成新的工艺技术。炉盖10置于操作平台32上且罩住炉体14上口，在炉体14上部设炉盖10，可有效降低耗电量，且冶炼过程中，烟尘可集中排放，减少对环境的污染，炉盖10电极区打结耐火材料，炉盖10寿命长，热损失少；炉盖10顶部设有与安装在操作平台32上的三个自动加料装置7相连接的三个自动加料口9和与石墨电极6相对应的三个电极孔35，三个自动加料口9设置在三个电极孔35外缘处且位于三个电极孔35的两两之间，炉盖10侧部还设有三个人工加料口11和两个排烟管道27，排烟管道27对称设置在炉盖10侧部上端且与除尘系统23连接，除尘系统23的变频风机与PLC操作台22连接，通过PLC操作台22采集炉盖10内的炉压，当炉体14内出现弧流、弧压及冶炼噪声出现异常时，通过PLC操作台22调控变频风机的频率，达到有效收集烟尘和降低除尘能耗的目的。三个人工加料口11设置在炉盖10侧部下端，当出现特殊情况自动加料装置7不能正常工作时，可充分发挥人工加料口的优势，而不用停炉停产，炉盖10内侧还设有分贝检测仪12，当炉体14内部声音异常时，分贝检测仪12可以把信号传递给PLC操作台22，PLC操作台22指挥电极升降装置4把石墨电极6迅速抬高，可以把炉体14内的气体及时排出，冶炼炉36正前方设置炉门结构，炉门通过液压油缸可以自动打开、关闭，结合炉盖10的密闭结构使电熔镁的冶炼在密闭的冶炼炉36内进行，实现冶炼过程中烟尘的零排放。

上述电极升降装置4包括电极升降支架18、立柱33、电极升降油缸34、铜-钢复合导电横臂5和导电夹头8，电极升降支架18下端设置在水平基础地面37上，其上端固定有立柱33，电极升降油缸34设置在电极升降支架18内且其活塞杆与立柱33下端固定连接，立柱33上端安装有铜-钢复合导电横臂5，铜-钢复合导电横臂5一端与水冷电缆3连接，其另一端设有固定石墨电极6的导电夹头8，导电夹头8为新型铬铜合金夹头，强度高，铜-钢复合导电横臂5是很重要但又比较容易损坏的部件，它材质选择的优劣在很大程度上决定了铜-钢复合导电横臂5的整体性能，导电夹头8的材料采用导电率高，机械强度大和抗氧性能强的铬铜合金，导电夹头8与铜-钢复合导电横臂5采用可拆卸连接，以便于维修和更换，在导电夹头8内部设有冷却水通道，冷却水系统17通过管道与导电夹头8接通，冷却水下进上出，没有死水区，保证导电夹头8各部位充分冷却，温度均匀；电极升降装置4采用自动调节技术(全数字智能控制PLC操作台22+液压比例阀)，弧压弧流稳定，反应速度灵敏，无误操作。

上述旋转平台16包括托轮组31、支架29、旋转台38和电机减速机组30，所述支架29设置在水平基础地面37下方，旋转台38通过托轮组31与支架29连接，电机减速机组30输出端与托轮组31连接，通过PLC操作台22的控制使旋转台38实现连续、断续旋转。

上述三个自动加料装置7分别与三个自动加料孔9连接，三个高位料仓配置称重、自动加料功能。立柱33也为三个，三个立柱33下端分别与相应的电极升降油缸34的活塞杆连接，立柱33上端分别设有铜-钢复合导电横臂5，铜-钢复合导电横臂5一端分别与水冷电缆3连接，其另一端分别设有固定石墨电极6的导电夹头8，石墨电极6分别通过电极孔35插入炉体14内。

电气控制室20内设有低压柜21及PLC操作台22，炉前现场操作台28安装在操作平台32上，变压器25设置在变压器室24内，液压站19安装在水平基础地面37上并通过管道与电极升降油缸34和控制炉门的液压油缸连接，炉前现场操作台28、PLC操作台22均通过线缆分别与液压站19和测量仪表(如分贝检测仪12、压力检测仪、温度检测仪等)连接。

上述变压器25采用6相输出，外封式，无载电动调压，顶出线方式，减少阻抗，增加弧压，提高冶炼速度；每相采用二根大截面水冷电缆3、补偿器、穿墙铜排、三角形空间布置的节能型短网2，短网2阻抗值≤3mΩ，三相阻抗不平衡度≤5％，内电阻小，电阻热损失小，保证弧压。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (8)

1.新型电熔氧化镁冶炼电弧炉，包括高压柜(26)、变压器(25)、PLC操作台(22)、低压柜(21)、短网(2)以及水冷电缆(3)，所述高压柜(26)输出端接变压器(25)输入端，所述变压器(25)输出端接低压柜(21)输入端，所述低压柜(21)输出端接短网(2)一端，所述短网(2)另一端接水冷电缆(3)一端，所述水冷电缆(3)另一端与电极升降装置(4)一端连接，所述电极升降装置(4)另一端固定有石墨电极(6)，所述石墨电极(6)放置在位于操作平台(32)下方的冶炼炉(36)内，其特征在于：所述冶炼炉(36)包括炉筒(13)、炉体(14)和炉盖(10)，所述炉筒(13)底部置于水平基础地面(37)上，其顶部与操作平台(32)连接，所述炉体(14)置于台车(15)上且位于炉筒(13)中间，所述台车(15)放置在位于水平基础地面(37)下方的旋转平台(16)上，所述炉盖(10)置于操作平台(32)上且罩住炉体(14)上口，所述炉盖(10)顶部设有与安装在操作平台(32)上的自动加料装置(7)相连接的自动加料口(9)和与石墨电极(6)相对应的电极孔(35)，所述PLC操作台(22)控制石墨电极(6)升降和旋转平台(16)间歇旋转。

2.根据权利要求1所述的新型电熔氧化镁冶炼电弧炉，其特征在于：所述电极升降装置(4)包括电极升降支架(18)、立柱(33)、电极升降油缸(34)、导电横臂(5)和夹头(8)，所述电极升降支架(18)下端设置在水平基础地面(37)上，其上端固定有立柱(33)，所述电极升降油缸(34)设置在电极升降支架(18)内且其活塞杆与立柱(33)下端固定连接，所述立柱(33)上端安装有导电横臂(5)，所述导电横臂(5)一端与水冷电缆(3)连接，其另一端设有固定石墨电极(6)的夹头(8)。

3.根据权利要求1所述的新型电熔氧化镁冶炼电弧炉，其特征在于：所述旋转平台(16)包括托轮组(31)、支架(29)、旋转台(38)和电机减速机组(30)，所述支架(29)设置在水平基础地面(37)下方，旋转台(38)通过托轮组(31)与支架(29)连接，所述电机减速机组(30)输出端与托轮组(31)连接驱动旋转台(38)间歇旋转。

4.根据权利要求1、2或3所述的新型电熔氧化镁冶炼电弧炉，其特征在于：所述炉盖(10)上设有三个电极孔(35)和三个自动加料口(9)，所述三个自动加料口(9)设置在三个电极孔(35)外缘处且位于三个电极孔(35)的两两之间。

5.根据权利要求4所述的新型电熔氧化镁冶炼电弧炉，其特征在于：所述炉盖(10)侧部设有三个人工加料口(11)和两个排烟管道(27)，所述排烟管道(27)对称设置在炉盖(10)侧部上端且与除尘系统(23)连接，所述三个人工加料口(11)设置在炉盖(10)侧部下端，所述炉盖(10)内侧还设有分贝检测仪(12)。

6.根据权利要求5所述的新型电熔氧化镁冶炼电弧炉，其特征在于：所述自动加料装置(7)设有三个，分别与三个自动加料孔(9)连接，所述立柱(33)也为三个，所述三个立柱(33)下端分别与相应的电极升降油缸(34)的活塞杆连接，立柱(33)上端分别设有导电横臂(5)，所述导电横臂(5)一端分别与水冷电缆(3)连接，其另一端分别设有固定石墨电极(6)的夹头(8)，所述石墨电极(6)分别通过电极孔(35)插入炉体(14)内。

7.根据权利要求6所述的新型电熔氧化镁冶炼电弧炉，其特征在于：所述炉体(14)下大上小呈圆锥形。

8.根据权利要求7所述的新型电熔氧化镁冶炼电弧炉，其特征在于：所述炉体(14)的锥度为5-10度。

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