CN103214159B - 双池式电熔窑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双池式电熔窑炉，包括熔化池和澄清池，熔化池顶部设有进料口，侧壁设有出料料道；熔化池通过出料料道与澄清池相衔接，澄清池侧壁设有出料口，出料料道外围设有加热装置，熔化池和澄清池均采用组合材料制成，组合材料包括内层的耐高温层、中间的保温层和钢结构外层。熔化池和澄清池中与玻璃液直接接触部位的砖材质采用致密氧化铬砖或铬锆刚玉砖，与玻璃液非直接接触的部位采用电熔锆刚玉砖。本发明采用熔化池与澄清池分离的设计，通过优化设置熔窑各部位耐火砖的材质，攻克了矿渣玻璃熔窑出料控制困难的问题，克服了矿渣玻璃液对窑炉腐蚀严重、窑炉寿命短的难题，另外通过钼电极的分布及电极孔砖的合理设计，不仅能有效调节熔化速率，而且可以大大减缓矿渣玻璃液对电极孔砖的腐蚀，延长窑炉使用寿命。

Description

双池式电熔窑

 技术领域

本发明涉及一种电熔窑，特别是一种用于矿渣微晶玻璃生产的双池式玻璃电熔窑。

背景技术

随着我国经济的快速发展，传统粗放型的经济增长方式使得我国资源短缺的矛盾越来越突出，环境压力越来越大。如何提高资源利用率，大力发展循环经济是解决当前我国资源、环境制约经济发展的必由之路。 　　矿渣综合利用难度大、牵涉面广，既关系到企业和行业的生存发展，又影响环境与安全，是社会关注的热点。随着科学技术的发展及科研能力的不断提升，从国际到国内均对矿渣综合利用进行了大量研究，不断尝试提升矿渣的利用附加值，制备新材料，开发新技术。

利用矿渣制备微晶玻璃材料是矿渣综合利用的体现之一。我国在2010年远景规划中微晶玻璃被规划为国家综合利用行动的战略发展重点和环保治理重点；在工业和信息化部、科技部、国土资源部、国家安全监管总局等有关部门组织编制的《金属尾矿综合利用专项规划（2010-2015）》中，将尾矿生产微晶玻璃技术列为尾矿综合利用的重点技术之一。

我国虽然在微晶玻璃工业化生产上作出了大量探索，但是由于矿渣微晶玻璃生产的复杂性，实现矿渣微晶玻璃的工业化生产还有很多技术难题需要解决，尤其是矿渣微晶玻璃的熔制设备及熔制技术，是制约矿渣微晶玻璃行业发展的主要影响因素。

普通玻璃原料化学成分单一，玻璃熔制过程中对窑炉的侵蚀较小，窑炉使用寿命相对较长；而矿渣微晶玻璃所用矿渣原料成分复杂，腐蚀性强、熔制温度较高且料性短，对窑炉内衬材料、窑体结构及电极的要求较为苛刻。只有开发出合理的矿渣微晶玻璃熔窑及玻璃熔制技术，才能突破熔融法制备矿渣微晶玻璃实现产业化的技术瓶颈。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对矿渣微晶玻璃生产中熔窑腐蚀严重、使用寿命短及矿渣玻璃液温度高、料性短的特点，提供一种延长熔窑使用寿命、提高设备运行效率、降低生产成本的双池式电熔窑。

本发明的技术方案：

一种双池式电熔窑，包括熔化池和澄清池，熔化池顶部设有进料口，侧壁设有出料料道；熔化池通过出料料道与澄清池相衔接，澄清池侧壁设有出料口，所述出料料道上设有加热装置，所述熔化池和澄清池均采用组合材料制成，组合材料包括内层的耐高温层、保温层和钢结构外层。

所述的双池式电熔窑，其中熔化池设有加热系统、循环冷却系统和测温装置；所述加热系统包括熔化池顶部和侧壁的钼电极加热装置；所述钼电极加热装置包括竖向的顶插电极和横向的平插电极；循环冷却系统包括钼电极外的冷却水套。

所述澄清池设有加热系统、循环冷却系统和测温装置；所述加热系统包括澄清池侧壁的钼电极加热装置；所述钼电极加热装置为横向平插电极，循环冷却系统包括钼电极外的冷却水套。其中澄清池的出料口为两个，澄清池底面呈长方形；所述熔化池底面呈六边形；出料料道、钼电极孔处所用砖的材质为致密氧化铬砖。

所述加热装置是以硅钼棒为加热元件的马弗炉；所述耐高温层中与玻璃液直接接触的部位采用致密氧化铬砖或铬锆刚玉砖，与玻璃液非直接接触的部位采用电熔锆刚玉砖。

所述保温层由内到外依次为高铝砖、捣打料、轻质保温砖、捣打料和高铝砖。

本发明的积极有益效果：

    （1）本发明采用双池结构，将澄清池与熔化池分开设计并分别运行，解决了矿渣玻璃液料性短、出料温度高、出料量控制困难的产业化技术瓶颈。

    （2）本发明通过优化设置窑体各部位的耐火砖材质，有效克服了矿渣玻璃液对窑炉腐蚀严重、窑炉寿命短的难题；通过对钼电极及电极孔砖的合理设计，不仅能有效调节熔化速率，而且能大大减缓矿渣玻璃液对电极孔砖的腐蚀，延长窑炉使用寿命，窑炉使用寿命由原来的2-3年延长至5年以上。

（3）本发明通过监控熔化池池壁、钼电极的运行状态以及调整澄清池的出料量，可有效控制玻璃的熔化速率及产品成型时间，大大提高设备运行的可控性和运行效率。

（4）本发明不仅有效解决了矿渣微晶玻璃产业化熔制设备的技术瓶颈，而且为利用固废开发高附加值的产品提供了精良设备，降低了企业运行成本，为固废消化提供一条有效途径，该项目的大力推广和应用必将产生巨大的经济效益、社会效益和环境效益。

（5）本发明的开发与应用能够形成一整套的矿渣微晶玻璃熔制技术，为企业技术创新提供了新思路。

附图说明

图1 双池式电熔窑的结构示意图；

图2 熔化池的结构示意图；

图3 澄清池的结构示意图。

图中，1-熔化池；2-出料料道；3-加热装置；4-澄清池；5-熔化池进料口；6-平插电极；7-冷却水套；8-顶插电极； 9-澄清池进料口；10-测温孔；11-出料口；12-钼电极；13-冷却水套；14-耐高温层；15-保温层；16-钢结构外层。

具体实施方式

实施例1：如图1-图3所示，一种双池式电熔窑，包括熔化池和澄清池。熔化池顶部设有进料口，底面呈六边形，底面面积为10平方米，深度为1.0米。

熔化池设有加热系统、循环冷却系统和测温装置；加热系统包括熔化池顶部和侧壁的钼电极加热装置；钼电极加热装置包括竖向的顶插电极和横向的平插电极，其中顶插电极从炉顶插入并与侧壁平行，主要用于熔窑玻璃熔化主体加热；平插电极从侧壁插入并与底面平行，用于启动窑炉及辅助加热。循环冷却系统包括钼电极外的冷却水套。

熔化池和澄清池采用多种材料组合制成，组合材料包括内层的耐高温层、中间的保温层和钢结构外层材料。耐高温层中与玻璃液直接接触的部位采用致密氧化铬砖（如CR94、CR92、CR90、CR60），与玻璃液非直接接触的部位采用电熔锆刚玉砖（如AZS33、AZS36、AZS41）。

保温层材料由内到外依次为高铝砖、捣打料、轻质保温砖、捣打料和高铝砖。熔化池出料料道、钼电极孔处所用砖的材质为致密氧化铬砖。

熔化池的玻璃液通过出料料道流入澄清池。熔化池出料料道外围设有以硅钼棒为加热器件的马弗炉，用于保持玻璃液处于高温状态（≥1300℃），防止玻璃液析晶堵住出料口。

澄清池底面呈长方形，容积为0.5立方米。澄清池包括加热系统、循环冷却系统和测温装置；加热系统采用钼电极加热装置，钼电极为侧壁的横向平插电极，循环冷却系统包括钼电极外的冷却水套。加热系统保持玻璃液温度（≥1200℃），防止玻璃液粘度过大，难于成型。

熔化池、澄清池的测温装置能够随时监测玻璃液温度的变化。

实施例2：和实施例1基本相同，不同之处在于：熔化池底面面积为12平方米，深度1.05米。澄清池容积为0.6立方米。加热装置中包括均匀分布的顶插电极为12支、平插电极6支。

熔化池出料料道、钼电极孔处所用砖的材质为致密氧化铬砖（如CR94、CR92、CR90、CR60），熔化池和澄清池中与玻璃液直接接触部位的砖材质采用铬锆刚玉砖（如AZCS15、AZCS30、AZCS50）。

澄清池除了加热系统、循环冷却系统外，还设有便于澄清池出料的倾斜装置。倾斜装置可以将澄清池倾斜，使料液从澄清池出料口出料。

Claims (6)

1.一种双池式电熔窑，其特征在于：包括熔化池和澄清池，熔化池顶部设有进料口，侧壁设有出料料道；熔化池通过出料料道与澄清池相衔接，澄清池侧壁设有出料口，所述出料料道上设有加热装置，所述熔化池和澄清池均采用组合材料制成，组合材料包括内层的耐高温层、保温层和钢结构外层；所述的熔化池设有加热系统、循环冷却系统和测温装置；所述加热系统包括熔化池顶部和侧壁的钼电极加热装置；所述钼电极加热装置包括竖向的顶插电极和横向的平插电极；循环冷却系统包括钼电极外的冷却水套；所述澄清池设有加热系统、循环冷却系统和测温装置；所述加热系统包括澄清池侧壁的钼电极加热装置；所述钼电极加热装置为横向平插电极，循环冷却系统包括钼电极外的冷却水套。

2.根据权利要求1所述的双池式电熔窑，其特征在于：其中澄清池的出料口为两个，澄清池底面呈长方形；所述熔化池底面呈六边形。

3.根据权利要求1所述的双池式电熔窑，其特征在于：其中出料料道、钼电极孔处所用砖的材质为致密氧化铬砖。

4.根据权利要求1所述的双池式电熔窑，其特征在于：所述加热装置是以硅钼棒为加热元件的马弗炉。

5.根据权利要求1所述的双池式电熔窑，其特征在于：所述耐高温层中与玻璃液直接接触的部位采用致密氧化铬砖或铬锆刚玉砖，与玻璃液非直接接触的部位采用电熔锆刚玉砖。

6.根据权利要求1所述的双池式电熔窑，其特征在于：所述保温层由内到外依次为高铝砖、捣打料、轻质保温砖、捣打料和高铝砖。