CN107152871A - 连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉，包括炉体，所述炉体内设有不产生感应涡流的耐火材料坩埚，所述耐火材料坩埚的外周安装有感应圈，所述耐火材料坩埚内套装有熔化温度大于1600℃的金属筒；所述金属筒的内腔设有耐火分料体，所述耐火分料体和所述金属筒之间构成环状的熔化间隙；所述金属筒的内腔设有耐火分料体，所述耐火分料体和所述金属筒之间构成环状的熔化间隙，增加了物料的加热表面积，提高了物料的熔化速度，避免了中心物料对后续物料的支撑阻碍；本发明结构简单，极大提高了岩/矿棉制造企业的生产效率和经济效益，也具有极大的社会效益。

Description

连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉
技术领域
本发明涉及一种岩/矿棉原料制造设备领域，尤其涉及一种高温熔融岩/矿棉原料以生产岩/矿棉的设备。
背景技术
将矿渣、玄武岩等通过冲天炉熔化后制造岩/矿棉，是岩/矿棉制造时广泛应用的工艺方法。冲天炉通过煤或燃气的燃烧产生的热量来熔化岩/矿棉原料，岩/矿棉原料多为绝缘体，故而吸收热量慢，能源浪费严重，特别是冲天炉排出大量污染气体，即危害了环境，又面临被关停的现状。而且因为岩/矿棉原料熔化需要的温度较高，而岩/矿棉原料又缺少金属材料的特性，所以很难通过电加热的方式进行熔化。
雾霾的严重程度触目惊心，环保问题上升到国家战略问题，针对上述技术难题，申请人投入大量人力物力努力通过不断试验以获得各种解决方案。
申请人曾提出了电熔融岩/矿棉原料的感应电炉的技术解决方案，在试验过程中，发现熔融效率较低，中心物料熔化较慢，支撑阻碍后续物料的下落，炉料下落不连续等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无污染、热交换快、熔化效率高、炉料下落顺畅、使用寿命长的连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉，包括炉体，所述炉体内设有不产生感应涡流的耐火材料坩埚，所述耐火材料坩埚的外周安装有感应圈，所述耐火材料坩埚内套装有熔化温度大于1600℃的金属筒，所述金属筒下部的外周壁与所述耐火材料坩埚之间设有集液间隙，所述金属筒靠近所述耐火材料坩埚底部的侧壁外周设有出液通道，对应所述集液间隙的所述耐火材料坩埚的壁上设有熔液溢出口；所述耐火材料坩埚底部设有铁水排放口，所述铁水排放口内设有封堵装置；所述金属筒的内腔设有耐火分料体，所述耐火分料体和所述金属筒之间构成环状的熔化间隙。
作为优选的技术方案，所述耐火分料体下部呈圆柱形，顶部呈圆锥形。
作为优选的技术方案，所述耐火分料体呈圆锥形。
作为优选的技术方案，所述耐火分料体为熔化温度大于1600℃的金属体且呈中空状。
作为优选的技术方案，所述耐火分料体为熔化温度大于1600℃的耐火材料体且呈实心状。
作为优选的技术方案，所述金属筒和所述耐火分料体一体设置，所述熔化间隙的底部封闭，所述出液通道为设置在所述金属筒的底部外周边的出液孔。
作为优选的技术方案，所述金属筒的底部插接固定在所述耐火材料坩埚的底部，所述出液通道为设置在所述金属筒靠近所述耐火材料坩埚底部的侧壁外周的出液孔。
作为优选的技术方案，所述耐火材料坩埚上部侧壁上设有连通所述集液间隙的惰性气体加入口。
作为对上述技术方案的改进，所述耐火分料体为钨分料体、铼分料体、锇分料体、钽分料体、钼分料体、铌分料体、铱分料体、钌分料体、铪分料体、锝分料体、铑分料体、钒分料体、铬分料体、锆分料体、铂分料体、钍分料体、钛分料体或镥分料体。
作为对上述技术方案的改进，所述耐火分料体为熔化温度大于1600℃的金属为基础材料的合金分料体。
由于采用了上述技术方案，连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉，包括炉体，所述炉体内设有不产生感应涡流的耐火材料坩埚，所述耐火材料坩埚的外周安装有感应圈，所述耐火材料坩埚内套装有熔化温度大于1600℃的金属筒，所述金属筒下部的外周壁与所述耐火材料坩埚之间设有集液间隙，所述金属筒靠近所述耐火材料坩埚底部的侧壁外周设有出液通道，对应所述集液间隙的所述耐火材料坩埚的壁上设有熔液溢出口；所述耐火材料坩埚底部设有铁水排放口，所述铁水排放口内设有封堵装置；所述金属筒的内腔设有耐火分料体，所述耐火分料体和所述金属筒之间构成环状的熔化间隙；本发明通过耐高温金属筒和耐火材料坩埚套装使用，利用感应电热效应原理，使金属筒产生高温，并通过所述金属筒将岩/矿棉原料熔融，熔融的岩/矿棉原料熔液进入到集液间隙，所述耐火材料坩埚对岩/矿棉原料熔液保温，所述金属筒的外周面对岩/矿棉原料熔液进行继续加热升温；所述金属筒的内腔设有耐火分料体，所述耐火分料体和所述金属筒之间构成环状的熔化间隙，增加了物料的加热表面积，提高了物料的熔化速度，避免了中心物料对后续物料的支撑阻碍；本发明结构简单，极大提高了岩/矿棉制造企业的生产效率和经济效益，也具有极大的社会效益。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构原理图；
图2是本发明实施例二的结构原理图；
图3是本发明实施例三的结构原理图；
图4是本发明实施例四的结构原理图；
图中：1-炉体；2-耐火材料坩埚；21-熔液溢出口；3-感应圈；4-金属筒；41-出液孔；42-漏斗部；43-圆筒部；5-集液间隙；6-惰性气体加入口；7-岩/矿棉原料；8-岩/矿棉原料熔液；9-耐火分料体；91-熔化间隙；10-铁水排放口；11-封堵装置。
具体实施方式
下面结合实施例和附图，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
岩/矿棉的制造工艺：由炉渣、玄武岩及其他天然矿石为原料经高温熔融后通过离心力或高压气体喷吹成纤维，加入适量热固性树脂胶粘剂后，经压形、加热聚合或干燥制成的具有较高机械强度的板材。岩/矿棉的主要原料：玄武岩、灰绿岩、高炉矿渣、白云石、石灰石等；一般采用其中的两种或三种进行配料生产。其重要的工艺在于原料的高温熔融，在这个阶段，往往造成环境的严重污染和能源的极大浪费。本发明实施例采用以下技术方案以解决现有技术存在的技术难题。
实施例一：如图1所示，连续生产高温岩/矿棉原料熔液8的感应电炉，包括炉体1，所述炉体1内设有不产生感应涡流的耐火材料坩埚2，所述耐火材料坩埚2的外周安装有感应圈3，所述耐火材料坩埚2内套装有熔化温度大于1600℃的金属筒4，所述金属筒4下部的外周壁与所述耐火材料坩埚2之间设有集液间隙5，所述金属筒4靠近所述耐火材料坩埚2底部的侧壁外周设有出液通道，对应所述集液间隙5的所述耐火材料坩埚2的壁上设有熔液溢出口21；所述耐火材料坩埚2底部设有铁水排放口10，所述铁水排放口10内设有封堵装置11；所述金属筒4的内腔设有耐火分料体9，所述耐火分料体9和所述金属筒4之间构成环状的熔化间隙91。
本实施例中，所述耐火分料体9下部呈圆柱形，顶部呈圆锥形；所述耐火分料体9为熔化温度大于1600℃的金属体且呈中空状；所述金属筒4和所述耐火分料体9一体设置，所述熔化间隙91的底部封闭，所述出液通道为设置在所述金属筒4的底部外周边的出液孔41。
所述耐火分料体9为钨分料体、铼分料体、锇分料体、钽分料体、钼分料体、铌分料体、铱分料体、钌分料体、铪分料体、锝分料体、铑分料体、钒分料体、铬分料体、锆分料体、铂分料体、钍分料体、钛分料体或镥分料体。
当然，所述耐火分料体9也可以采用为熔化温度大于1600℃的金属为基础材料的合金分料体，也具有上述纯耐高温金属材料的技术效果。
本实施例中，所述封堵装置11为耐火泥，使用时，用泥塞杆(公知技术)的一端放上耐火泥，对准所述铁水排放口10用力堵塞，耐火泥通过高温变硬从而堵住所述铁水排放口10，放铁水时，用钢钎投开所述铁水排放口10即可。因为岩/矿棉原料7中含有5％-10％的铁，在熔融岩/矿棉原料7过程中，铁水的液面不断升高，当岩/矿棉原料熔液溢出口21有火星飞溅时，就需要停止加入岩/矿棉原料7，通过所述铁水排放口10排出多余的铁水，然后继续熔融岩/矿棉原料7，进行岩/矿棉的生产。本发明不仅节能环保，而且还副产大量金属铁，大大提高了岩/矿棉制造企业的经济效益。
本实施例中，所述金属筒4的口部向所述耐火材料坩埚2口部延伸并使所述集液间隙5顶部密闭；所述金属筒4包括位于下部的圆筒部43，所述圆筒部43的上部安装有漏斗部42，所述漏斗部42的外边缘抵靠在所述耐火材料坩埚2上。这种结构的优点是方便物料下落，并防止物料进入所述集液间隙5,防止所述集液间隙5内的温度流失，同时防止所述金属筒4外表面与大气接触，减少所述金属筒4的氧化。
本实施例中，所述金属筒4为钼金属筒。当然，也可以采用钨金属筒、铼金属筒、锇金属筒、钽金属筒、铌金属筒、铱金属筒、钌金属筒、铪金属筒、锝金属筒、铑金属筒、钒金属筒、铬金属筒、锆金属筒、铂金属筒、钍金属筒、钛金属筒或镥金属筒。
当然，所述金属筒4也可以采用为熔化温度大于1600℃的金属为基础材料的合金金属筒，例如钨基合金、钼基合金或钨钼合金等等。
耐高温金属熔点汇总表
金属名称 熔化温度℃ 金属名称 熔化温度℃ 金属名称 熔化温度℃
钨 3410 铱 2443 铬 1857
铼 3180 钌 2250 锆 1852
锇 3033 铪 2233 铂 1772
钽 2996 锝 2172 钍 1750
钼 2617 铑 1966 钛 1668
铌 2468 钒 1890 镥 1663
普通感应电炉是利用物料的感应电热效应而使物料加热或熔化的电炉。感应电炉的基本部件是用紫铜管绕制的感应圈3。感应圈3两端加交流电压，产生交变的电磁场，导电的物料放在耐火材料坩埚中，因电磁感应在物料中产生涡流，受电阻作用而使电能转变成热能来加热物料。感应圈3用方形紫铜管制作，管内通水冷却。感应电炉的原理是现有技术，其控制也是公知的，在此不再重复赘述。
本发明通过金属筒4和耐火材料坩埚2套装使用，利用感应电热效应原理，使金属筒4和耐火分料锥产生高温，并通过所述金属筒4和耐火分料锥将岩/矿棉原料7熔融，所述耐火分料体9和所述金属筒4之间构成环状的熔化间隙91，增加了物料的加热表面积，实现了物料的内外同时加热，提高了物料的熔化速度，避免了中心物料对后续物料的支撑阻碍；熔融的岩/矿棉原料熔液8通过所述出液孔41进入到集液间隙5，所述耐火材料坩埚2对岩/矿棉原料熔液8保温，所述金属筒4的外周面对岩/矿棉原料熔液8进行继续加热升温，随着岩/矿棉原料7的不断熔化，岩/矿棉原料熔液8的不断增多，岩/矿棉原料熔液8连续不断地从所述熔液溢出口21流出，同时不断将岩/矿棉原料7加入到所述金属筒4内，从而实现岩/矿棉的连续生产。
实施例二：如图2所示，本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于所述耐火材料坩埚2上部侧壁上设有连通所述集液间隙5的惰性气体加入口6。本实施例在工作时，惰性气体通过惰性气体加入口6连续充入所述集液间隙5内，使所述金属筒4外表面处于惰性气体的保护之下，避免了所述金属筒4外表面的氧化损耗，大大提高了所述金属筒4的使用寿命。
实施例三：如图3所示，本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于所述金属筒4的底部插接固定在所述耐火材料坩埚2的底部，所述出液通道为设置在所述金属筒4靠近所述耐火材料坩埚2底部的侧壁外周的出液孔41。
所述耐火分料体9呈圆锥形；所述耐火分料体9为熔化温度大于1600℃的金属体且呈中空状。
实施例四：如图4所示，本实施例与实施例三基本相同，不同之处在于所述耐火分料体9为熔化温度大于1600℃的耐火材料体且呈实心状，所述耐火材料体为非金属材料。这种结构，同样会提高物料的熔化速度，主要是避免了中心物料对后续物料的支撑阻碍，保证熔融工作的顺利进行。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉，包括炉体，所述炉体内设有不产生感应涡流的耐火材料坩埚，所述耐火材料坩埚的外周安装有感应圈，所述耐火材料坩埚内套装有熔化温度大于1600℃的金属筒，所述金属筒下部的外周壁与所述耐火材料坩埚之间设有集液间隙，所述金属筒靠近所述耐火材料坩埚底部的侧壁外周设有出液通道，对应所述集液间隙的所述耐火材料坩埚的壁上设有熔液溢出口；所述耐火材料坩埚底部设有铁水排放口，所述铁水排放口内设有封堵装置；其特征在于：所述金属筒的内腔设有耐火分料体，所述耐火分料体和所述金属筒之间构成环状的熔化间隙。
2.如权利要求1所述的连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉，其特征在于：所述耐火分料体下部呈圆柱形，顶部呈圆锥形。
3.如权利要求1所述的连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉，其特征在于：所述耐火分料体呈圆锥形。
4.如权利要求1所述的连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉，其特征在于：所述耐火分料体为熔化温度大于1600℃的金属体且呈中空状。
5.如权利要求1所述的连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉，其特征在于：所述耐火分料体为熔化温度大于1600℃的耐火材料体且呈实心状。
6.如权利要求1所述的连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉，其特征在于：所述金属筒和所述耐火分料体一体设置，所述熔化间隙的底部封闭，所述出液通道为设置在所述金属筒的底部外周边的出液孔。
7.如权利要求1所述的连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉，其特征在于：所述金属筒的底部插接固定在所述耐火材料坩埚的底部，所述出液通道为设置在所述金属筒靠近所述耐火材料坩埚底部的侧壁外周的出液孔。
8.如权利要求1所述的连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉，其特征在于：所述耐火材料坩埚上部侧壁上设有连通所述集液间隙的惰性气体加入口。
9.如权利要求1至8任一权利要求所述的连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉，其特征在于：所述耐火分料体为钨分料体、铼分料体、锇分料体、钽分料体、钼分料体、铌分料体、铱分料体、钌分料体、铪分料体、锝分料体、铑分料体、钒分料体、铬分料体、锆分料体、铂分料体、钍分料体、钛分料体或镥分料体。
10.如权利要求1至8任一权利要求所述的连续生产高温岩/矿棉原料熔液的环保感应电炉，其特征在于：所述耐火分料体为熔化温度大于1600℃的金属为基础材料的合金分料体。
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