CN109028952B - 壳体可调式的硅合金冶炼炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了壳体可调式的硅合金冶炼炉，用户可以根据不同硅合金的冶炼需要，将合适的砖板推至炉体内部，并将其余砖板向外拉出至与炉壁齐平的位置，此时炉床正对的即是合适于当前硅合金冶炼需要的砖板，从而针对不同的合金冶炼更换相对适宜的壳体材料，使得冶炼过程中进入合金产物中的杂质更少，提高硅合金冶炼的纯度。此外还能够对炉床与炉壁之间进行隔离，提高炉体内部的绝热恒温性能，还能够使得用户根据需要通过驱动装置调整换向板的朝向与角度，从而选择使用保温砖还是黏土砖来承受热量冲击，从而使得针对不同温度的冶炼工艺，能够有不同的外层墙砖选择，进一步提高了本发明的使用多元性与灵活性。

Description

壳体可调式的硅合金冶炼炉

技术领域

本发明涉及冶炼领域，具体涉及壳体可调式的硅合金冶炼炉。

背景技术

工业硅又称金属硅，是本世纪六十年代中期出现的一个商品名称。在现代工业中具有十分广泛的用途：(1)硅铝合金是用量最大的硅合金。硅铝合金是一种强复合脱氧剂，在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率，并可净化钢液，提高钢材质量。汽车等行业用铝对工业硅的需求相当大，所以一个地区、国家的汽车工业的发展状况对工业硅的市场兴衰有直接的影响；(2)非铁基合金的添加剂，工业硅也用作要求严格的硅钢的合金剂，冶炼特种钢和非铁基合金的脱氧剂。(3)化学工业，用于生产硅橡胶、硅树脂、硅油等有机硅，硅橡胶弹性好，耐高温，用于制作医疗用品、耐高温垫圈等。硅树脂用于生产绝缘漆、高温涂料等。硅油是一种油状物，其粘度受温度的影响很小，用于生产高级润滑剂、上光剂、流体弹簧、介电液体等，还可加工成无色透明的液体，作为高级防水剂喷涂在建筑物表面。(4)工业硅经一系列工艺提纯后生成多晶硅、单晶硅，供光伏产业及电子工业使用。其中，可以看出工业硅已经广泛应用于合金冶炼领域，是一种优良的合金添加剂。现有技术中在冶炼硅合金时，均使用的常规固定式冶炼炉，然而需要使用工业硅进行冶炼的合金材料较多，不同合金材料对冶炼环境、杂质融入等有不同的要求，而传统的固定式冶炼炉其壳体单一，无法针对不同的合金冶炼更换更适宜的壳体材料，容易导致杂质混入，不利于保持硅合金冶炼的纯度。

发明内容

本发明的目的在于提供壳体可调式的硅合金冶炼炉，以解决现有技术中无法针对不同的硅合金冶炼过程更换不同壳体的问题，实现冶炼环境灵活可调、降低硅合金冶炼杂质的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

壳体可调式的硅合金冶炼炉，包括炉体，所述炉体包括炉底、炉壁、炉顶，所述炉壁和炉顶之间铺设粉尘过滤层，所述粉尘过滤层与炉底平行，所述炉顶呈圆拱形，炉顶上设置进料口、换气设备，所述进料口穿过所述粉尘过滤层，所述换气设备用于鼓入与吸出空气，换气设备位于炉体外部的一侧设置过滤盒，所述过滤盒呈框架状，过滤盒内放置若干过滤包；还包括设置在炉体内部的炉床，所述炉床一侧面敞口，炉床敞口的一侧正对隔离部，所述隔离部包括相互平行的镁砖板、镁铬砖板、铝铬砖板、镁铝砖板；所述炉底上设置四条相互平行的导轨，所述镁砖板、镁铬砖板、铝铬砖板、镁铝砖板分别设置于一条导轨上，所述镁砖板、镁铬砖板、铝铬砖板、镁铝砖板分别能够沿着各自对应的导轨进行移动，且镁砖板、镁铬砖板、铝铬砖板、镁铝砖板均穿过炉壁延伸至炉壁外侧，镁砖板、镁铬砖板、铝铬砖板、镁铝砖板与炉壁的交界处均设置有位于炉壁外侧的金属密封条；所述隔离部与远离炉床方向的炉壁之间还设置若干相邻的换向板，所述换向板呈方形的板状，换向板的一侧表面为保温砖、另一侧表面为黏土砖，换向板内固定转轴，所述转轴与驱动装置相连，所述驱动装置位于炉底内，驱动装置用于驱动转轴转动，当所有换向板均与镁铝砖板平行时，相邻两块换向板相接触；所述换向板远离炉床方向的炉壁上设置取料口。

针对现有技术中无法针对不同的硅合金冶炼过程更换不同壳体的问题，本发明提出壳体可调式的硅合金冶炼炉，本发明中的炉体包括了炉底、炉壁、炉顶，炉壁连接在炉底和炉顶之间，共同围绕成封闭的炉体结构。在炉壁和炉顶之间铺设粉尘过滤层，炉顶上设置换气设备，因此避免炉体内所产生的粉尘进入换气设备造成换气设备的阻塞或受损。炉顶呈圆拱形，炉顶上设置进料口，通过进料口穿过粉尘过滤层，避免粉尘过滤层对正常进料造成干扰。本发明中的换气设备能够向炉体内鼓入空气，也能够吸出空气，从而在冶炼初期通过鼓入空气增大炉体含氧量，提高冶炼效率；在冶炼末期通过吸出空气快速结束冶炼过程，并将废气吸出进行统一的回收处理，不仅能够提高冶炼始末的效率，还有利于降低环境污染，提高环保性能。过滤盒设置在换气设备位于炉体外部的一侧，对进出换气设备的空气都进行过滤，进一步提高对换气设备的保护，延长换气设备的使用寿命。过滤盒为框架状，确保空气的顺利无阻的流动，避免造成局部高压带影响炉体内部冶炼气压，同时也便于过滤包的安放，为过滤包进行承载。炉床设置在炉体内，炉床优选为设置在进料口的正下方，炉床一侧面敞口，便于从侧面的敞口端取料清理。炉床侧面的敞口端正对隔离部，所述隔离部是用于隔开炉床与炉床的敞口端正对的炉壁，隔离部包括了镁砖板、镁铬砖板、铝铬砖板、镁铝砖板共四块砖板，每块砖板均设置在一个对应的导轨上，因此每块砖板都能够在对应的导轨上进行移动。由于镁砖板、镁铬砖板、铝铬砖板、镁铝砖板都穿过炉壁延伸到了炉体外侧，因此从炉体外侧就可向内推动或向外拉动各砖板，用户可以根据不同硅合金的冶炼需要，将合适的砖板推至炉体内部，并将其余砖板向外拉出至与炉壁齐平的位置，此时炉床正对的即是合适于当前硅合金冶炼需要的砖板，从而针对不同的合金冶炼更换相对适宜的壳体材料，使得冶炼过程中进入合金产物中的杂质更少，提高硅合金冶炼的纯度。镁砖板、镁铬砖板、铝铬砖板、镁铝砖板与炉壁的交界处均设置有位于炉壁外侧的金属密封条，金属密封条设置在炉壁外侧，避免受炉内高温影响导致形变等干扰，通过炉壁外侧的金属密封条包覆各砖板与炉壁的交界处，避免杂物从交界处进入炉内，同时作为热量的封隔，降低热量的散溢与流失。隔离部与远离炉床方向的炉壁之间还设置若干相邻的换向板，即是换向板位于隔音部与炉壁之间，每块换向板的两侧都各自由保温砖、黏土砖组成，每块换向板都通过转轴与驱动装置相连，驱动装置驱动转轴转动，从而带动换向板的转动。由于隔离部中的四块砖板相互平行，因此换向板与其中任意一块砖板平行时，就是与四块砖板均平行，此时相邻两块换向板相接触，若干的换向板彼此接触，构成了一个朝向隔离部的整体平面。此种设置不仅能够进一步对炉床与炉壁之间进行隔离，提高炉体内部的绝热恒温性能，还能够使得用户根据需要通过驱动装置调整换向板的朝向与角度，从而选择使用保温砖还是黏土砖来承受热量冲击，从而使得针对不同温度的冶炼工艺，能够有不同的外层墙砖选择，进一步提高了本发明的使用多元性与灵活性。在需要取料除渣时，仅需转动换向板，使得相邻的换向板不接触，即可从相邻两块换向板之间进行取料除渣。取料口设置在换向板远离炉床方向的炉壁上，使得换向板、隔离部都能够对炉床与取料口之间进行分隔，提高本发明的使用安全性。

优选的，所述转轴与驱动装置之间通过隔热件固定连接。避免炉内高温通过转轴传递至驱动装置，对驱动装置提供充分的保护。

优选的，所述隔热件为实心陶瓷块。传统的隔热件大都是塑料制品或木制品，其强度受限，本方案中优选为实心陶瓷块，能够在高效隔热的同时提高强度，延长本发明使用寿命。

优选的，所述过滤包为内部充填铵盐溶液的防水透气膜。防水透气膜为现有材料，它具有优良的透气性能同时能够阻止液体通过。本方案中在防水透气膜内充填铵盐溶液形成过滤包，铵盐溶液内必然含有大量铵根离子，铵根离子和水会发生水合产生氢离子，利用氢离子对从炉内抽出的废气中大量碱性气体进行中和，中和过程中产物为水，因此能够再次与铵根离子进行水合，实现了动态的平衡和长期循环利用。此外，铵根离子和水的水合作用属于吸热过程，还能够在冶炼结束后提高炉体内部的冷却降温速率，进一步提高冶炼效率。

优选的，所述炉床包括相互垂直的底板、背板，所述底板上设置位于相对两侧边的砌砖体，所述砌砖体与背板相接触，两个砌砖体与底板、背板共同围绕成半封闭的炉室；所述砌砖体从靠近背板的一端至远离背板的一端，呈逐渐下降的阶梯状。本方案中通过阶梯状的砌砖体使得冶炼过程中的热量散溢呈先难后易的趋势，能够维持炉床内部的热量稳定，又便于对残渣等从阶梯低位的一端进行处理。同时阶梯状的两个砌砖体之间还便于逐层架设各种辅剂如氧化剂、还原剂或催化剂等，从而便于工作人员根据不同的冶炼需要与冶炼过程提前预备好各阶段所需辅剂。

优选的，所述底板底部固定连接辊轴，所述辊轴由步进电机驱动进行转动，所述步进电机位于炉底内。通过步进电机驱动辊轴进行转动，辊轴带动底板进行旋转，从而带动整个炉床进行横向的倾斜，在冶炼过程中控制炉床向背板方向倾斜，在冶炼结束后控制炉床向远离背板的一侧倾斜，即可在冶炼时降低浪费，在冶炼结束后又快速将残渣进行倾倒排出，极大的提供本发明的使用方便性和自动化程度。

优选的，所述换向板的相对两侧均固定硬质合金条，所述硬质合金条的拐角处设置为平滑的弧形倒角，当所有换向板均与镁铝砖板平行时，相邻两块换向板上的硬质合金条相接触。本方案中相邻两块换向板之间通过硬质合金条进行接触，从而极大的提高换向板的耐磨能力，避免相邻两块换向板之间长期摩擦挤压导致快速破碎失稳的情况出现。

优选的，所述换气设备内包括鼓风机、吸尘器。换气设备内同时包括鼓风机和吸尘器，从而能够简单方便的实现通入空气和吸出空气的功能，且相互之间互不影响干扰。

优选的，所述镁砖板、镁铬砖板、铝铬砖板、镁铝砖板、换向板的顶端均与粉尘过滤层相接触。使得炉体内部在工作过程中能够形成更为封闭稳定的区域，进一步提高冶炼过程中的稳定和安全性。

优选的，所述粉尘过滤层包括自下而上目数逐渐增大的N层滤网，其中N≥3。通过目数自下而上逐渐增大的N层滤网实现对粉尘的逐层过滤，能够避免滤网的阻塞失效。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明壳体可调式的硅合金冶炼炉，过滤盒设置在换气设备位于炉体外部的一侧，对进出换气设备的空气都进行过滤，进一步提高对换气设备的保护，延长换气设备的使用寿命。过滤盒为框架状，确保空气的顺利无阻的流动，避免造成局部高压带影响炉体内部冶炼气压，同时也便于过滤包的安放，为过滤包进行承载。

2、本发明壳体可调式的硅合金冶炼炉，用户可以根据不同硅合金的冶炼需要，将合适的砖板推至炉体内部，并将其余砖板向外拉出至与炉壁齐平的位置，此时炉床正对的即是合适于当前硅合金冶炼需要的砖板，从而针对不同的合金冶炼更换相对适宜的壳体材料，使得冶炼过程中进入合金产物中的杂质更少，提高硅合金冶炼的纯度。

3、本发明壳体可调式的硅合金冶炼炉，能够对炉床与炉壁之间进行隔离，提高炉体内部的绝热恒温性能，还能够使得用户根据需要通过驱动装置调整换向板的朝向与角度，从而选择使用保温砖还是黏土砖来承受热量冲击，从而使得针对不同温度的冶炼工艺，能够有不同的外层墙砖选择，进一步提高了本发明的使用多元性与灵活性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例的结构示意图；

图2为过图1中A-A方向线的剖视图；

图3为本发明具体实施例中换向板的结构示意图；

图4为过图1中B-B方向线的剖视图；

图5为本发明具体实施例中炉床的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-炉底，2-炉壁，3-炉顶，4-粉尘过滤层，5-进料口，6-换气设备，7-过滤盒，8-过滤包，9-炉床，91-底板，92-背板，93-砌砖体，94-辊轴，95-步进电机，10-镁砖板，11-镁铬砖板，12-铝铬砖板，13-镁铝砖板，14-导轨，15-金属密封条，16-保温砖，17-黏土砖，18-转轴，19-驱动装置，20-取料口，21-隔热件，22-硬质合金条。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1至图4所示的壳体可调式的硅合金冶炼炉，包括炉体，所述炉体包括炉底1、炉壁2、炉顶3，所述炉壁2和炉顶3之间铺设粉尘过滤层4，所述粉尘过滤层4与炉底1平行，所述炉顶3呈圆拱形，炉顶3上设置进料口5、换气设备6，所述进料口5穿过所述粉尘过滤层4，所述换气设备6用于鼓入与吸出空气，换气设备6位于炉体外部的一侧设置过滤盒7，所述过滤盒7呈框架状，过滤盒7内放置若干过滤包8；还包括设置在炉体内部的炉床9，所述炉床9一侧面敞口，炉床9敞口的一侧正对隔离部，所述隔离部包括相互平行的镁砖板10、镁铬砖板11、铝铬砖板12、镁铝砖板13；所述炉底1上设置四条相互平行的导轨14，所述镁砖板10、镁铬砖板11、铝铬砖板12、镁铝砖板13分别设置于一条导轨14上，所述镁砖板10、镁铬砖板11、铝铬砖板12、镁铝砖板13分别能够沿着各自对应的导轨14进行移动，且镁砖板10、镁铬砖板11、铝铬砖板12、镁铝砖板13均穿过炉壁2延伸至炉壁2外侧，镁砖板10、镁铬砖板11、铝铬砖板12、镁铝砖板13与炉壁2的交界处均设置有位于炉壁2外侧的金属密封条15；所述隔离部与远离炉床9方向的炉壁2之间还设置若干相邻的换向板，所述换向板呈方形的板状，换向板的一侧表面为保温砖16、另一侧表面为黏土砖17，换向板内固定转轴18，所述转轴18与驱动装置19相连，所述驱动装置19位于炉底1内，驱动装置19用于驱动转轴18转动，当所有换向板均与镁铝砖板13平行时，相邻两块换向板相接触；所述换向板远离炉床9方向的炉壁2上设置取料口20。

实施例2：

如图1至图5所示的壳体可调式的硅合金冶炼炉，在实施例1的基础上，所述转轴18与驱动装置19之间通过隔热件21固定连接。所述隔热件21为实心陶瓷块。所述过滤包8为内部充填铵盐溶液的防水透气膜。所述炉床9包括相互垂直的底板91、背板92，所述底板91上设置位于相对两侧边的砌砖体93，所述砌砖体93与背板92相接触，两个砌砖体93与底板91、背板92共同围绕成半封闭的炉室；所述砌砖体93从靠近背板92的一端至远离背板92的一端，呈逐渐下降的阶梯状。所述底板91底部固定连接辊轴94，所述辊轴94由步进电机95驱动进行转动，所述步进电机95位于炉底1内。所述换向板的相对两侧均固定硬质合金条22，所述硬质合金条22的拐角处设置为平滑的弧形倒角，当所有换向板均与镁铝砖板13平行时，相邻两块换向板上的硬质合金条22相接触。所述换气设备6内包括鼓风机、吸尘器。所述镁砖板10、镁铬砖板11、铝铬砖板12、镁铝砖板13、换向板的顶端均与粉尘过滤层4相接触。所述粉尘过滤层4包括自下而上目数逐渐增大的N层滤网，其中N≥3。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.壳体可调式的硅合金冶炼炉，包括炉体，所述炉体包括炉底(1)、炉壁(2)、炉顶(3)，其特征在于，所述炉壁(2)和炉顶(3)之间铺设粉尘过滤层(4)，所述粉尘过滤层(4)与炉底(1)平行，所述炉顶(3)呈圆拱形，炉顶(3)上设置进料口(5)、换气设备(6)，所述进料口(5)穿过所述粉尘过滤层(4)，所述换气设备(6)用于鼓入与吸出空气，换气设备(6)位于炉体外部的一侧设置过滤盒(7)，所述过滤盒(7)呈框架状，过滤盒(7)内放置若干过滤包(8)；还包括设置在炉体内部的炉床(9)，所述炉床(9)一侧面敞口，炉床(9)敞口的一侧正对隔离部，所述隔离部包括相互平行的镁砖板(10)、镁铬砖板(11)、铝铬砖板(12)、镁铝砖板(13)；所述炉底(1)上设置四条相互平行的导轨(14)，所述镁砖板(10)、镁铬砖板(11)、铝铬砖板(12)、镁铝砖板(13)分别设置于一条导轨(14)上，所述镁砖板(10)、镁铬砖板(11)、铝铬砖板(12)、镁铝砖板(13)分别能够沿着各自对应的导轨(14)进行移动，且镁砖板(10)、镁铬砖板(11)、铝铬砖板(12)、镁铝砖板(13)均穿过炉壁(2)延伸至炉壁(2)外侧，镁砖板(10)、镁铬砖板(11)、铝铬砖板(12)、镁铝砖板(13)与炉壁(2)的交界处均设置有位于炉壁(2)外侧的金属密封条(15)；所述隔离部与远离炉床(9)方向的炉壁(2)之间还设置若干相邻的换向板，所述换向板呈方形的板状，换向板的一侧表面为保温砖(16)、另一侧表面为黏土砖(17)，换向板内固定转轴(18)，所述转轴(18)与驱动装置(19)相连，所述驱动装置(19)位于炉底(1)内，驱动装置(19)用于驱动转轴(18)转动，当所有换向板均与镁铝砖板(13)平行时，相邻两块换向板相接触；所述换向板远离炉床(9)方向的炉壁(2)上设置取料口(20)；所述转轴(18)与驱动装置(19)之间通过隔热件(21)固定连接；所述过滤包(8)为内部充填铵盐溶液的防水透气膜。

2.根据权利要求1所述的壳体可调式的硅合金冶炼炉，其特征在于，所述隔热件(21)为实心陶瓷块。

3.根据权利要求1所述的壳体可调式的硅合金冶炼炉，其特征在于，所述炉床(9)包括相互垂直的底板(91)、背板(92)，所述底板(91)上设置位于相对两侧边的砌砖体(93)，所述砌砖体(93)与背板(92)相接触，两个砌砖体(93)与底板(91)、背板(92)共同围绕成半封闭的炉室；所述砌砖体(93)从靠近背板(92)的一端至远离背板(92)的一端，呈逐渐下降的阶梯状。

4.根据权利要求3所述的壳体可调式的硅合金冶炼炉，其特征在于，所述底板(91)底部固定连接辊轴(94)，所述辊轴(94)由步进电机(95)驱动进行转动，所述步进电机(95)位于炉底(1)内。

5.根据权利要求1所述的壳体可调式的硅合金冶炼炉，其特征在于，所述换向板的相对两侧均固定硬质合金条(22)，所述硬质合金条(22)的拐角处设置为平滑的弧形倒角，当所有换向板均与镁铝砖板(13)平行时，相邻两块换向板上的硬质合金条(22)相接触。

6.根据权利要求1所述的壳体可调式的硅合金冶炼炉，其特征在于，所述换气设备(6)内包括鼓风机、吸尘器。

7.根据权利要求1所述的壳体可调式的硅合金冶炼炉，其特征在于，所述镁砖板(10)、镁铬砖板(11)、铝铬砖板(12)、镁铝砖板(13)、换向板的顶端均与粉尘过滤层(4)相接触。

8.根据权利要求1所述的壳体可调式的硅合金冶炼炉，其特征在于，所述粉尘过滤层(4)包括自下而上目数逐渐增大的N层滤网，其中N≥3。