CN109539798B - 一种侧吹式富氧熔池熔炼炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种侧吹式富氧熔池熔炼炉，包括炉体、底座、喷枪、出料管、废料管、加料箱、处理箱、水箱。炉体的前后两端配置为球型罩。支架包括两个的防护板、盖板以及底座，底座由上至下依次配置为耐火层、水缸、通风管层以及支撑台，通风管层内水平固定有多个通风管，两个防护板竖直固定于耐火层的左右两端，水箱的前后两端均通过水管分别与水缸的前后两端连通，通过在炉体底座设置的水缸、水箱配合，配合上排热风机、通风管等排热装置，使熔炼炉可以灵活地进行温度调节，熔炼炉内部的物料保持在适宜的温度内，另外装置还加装了处理箱，处理箱内填充的碱性溶液可以对熔炼产生的废弃进行处理，减少输出尾气中的有害物质，达到环保的功能。

Description

一种侧吹式富氧熔池熔炼炉

技术领域

本发明涉及熔炼量装置领域，更具体的，涉及一种侧吹式富氧熔池熔炼炉。

背景技术

近些年来，由于富氧侧吹工艺具有投资小、物料适应性强以及熔炼效率高等特点，该技术在熔池熔炼领域得到广泛的应用发展。越来越多的企业开始启动富氧侧吹工艺来冶炼各种金属。在富氧侧吹熔池熔炼炉中，富氧空气直接吹入熔炼渣层，物料从炉顶输入，在渣层内与氧气完成造渣反应，利用富氧空气的强烈搅拌完成传质传热的过程。在熔池熔炼的过程中，熔炉内部会产生很高的温度融化物料，并且需要将温度保持在一定的区间内才可以使得熔炼能够高效持续地进行，目前市面上的熔炼炉仅仅具备加热的功能，当熔炼炉温度过高时，只能暂时关闭加热或降低加热温度，让熔炼炉自行降温，并不能高效率地实现温度的调控，这大大影响了熔炼的效率。同时在熔炼的过程中，熔炼渣以及熔炼的金属都会产生大量的外溢烟气，这些烟气直接排放的话会对环境以及操作的工人都会造成极大的危害。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种侧吹式富氧熔池熔炼炉，其能够高效率地控制熔炼炉内的温度，通过各种装置使得熔炼炉可以实现升温或者降温，并且使其较为稳定地保持在一定过的温度中，提高熔炼效率。同时还加装了烟气处理装置，对输出的烟气进行净化处理，使得装置达到环保的要求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种侧吹式富氧熔池熔炼炉，包括炉体、支架、喷枪、出料管、废料管、加料箱、处理箱、水箱。所述炉体的中间部配置为圆圆筒形，所述炉体的前后两端配置为与所述中间部连通的球型罩。所述支架包括两个的防护板、盖板以及底座，所述底座包括由上至下依次固定的耐火层、水缸、通风管层以及支撑台，所述通风管层内水平固定有多个通风管，两个所述防护板分别竖直固定于所述耐火层的左右两端，所述盖板下表面的两端分别与两个所述防护板的顶端固定连接，所述耐火层的上表面配置为向下弯曲的球面，。所述炉体固定于所述耐火层上，且所述炉体的左右两侧壁分别与相邻的所述防护板贴合，所述炉体的顶部与所述盖板贴合。多个所述喷枪分别嵌于所述炉体的左右两侧壁，且所述喷枪贯穿所述防护板延伸至所述炉体的内部。所述炉体的外壁与所述防护板、所述盖板之间组成两个第一通道，所述第一通道内部固定有排热风机，且所述第一通道的两端均固定有电动百叶窗。所述处理箱固定于所述盖板的上表面，所述处理箱内填充有中和液，所述第一气管的一端贯穿所述盖板与所述炉体的顶壁连通，所述第一气管的另一端贯穿所述处理箱的顶壁延伸至中和液中，所述处理箱的顶壁还连通有排气烟囱，所述第一气管上均固定有负压风机以及第一阀门。所述加料箱的底部连接输料管，所述输料管的下端贯穿所述盖板与所述炉体的顶壁连通，所述输料管上固定有第二阀门。所述炉体由依次固定的保温壁、耐火壁以及内胆组成。所述水箱固定于所述底座的侧壁上，所述水箱内底壁固定有电加热器，所述水箱的顶壁嵌有电动风叶。所述水箱的前后两端均通过水管分别与所述水缸的前后两端连通，且所述水管上固定有水泵。所述通风管的两端均铰接有封盖。位于前端的所述球型罩上嵌有温度计，位于后端的所述球型罩上连接有出料管。所述炉体的底部连通有废料管，所述废料管的一端贯穿所述炉体并延伸至所述炉体内，另一端微利所述炉体外且延伸至所述通风管的左上方。

在本发明较佳地技术方案中，所述水箱的侧壁固定有电机，所述水箱的内部设置有搅拌轴，所述搅拌轴的一端贯穿所述水箱的侧壁与所述电机的动力输出端固定连接，所述搅拌轴上固定有多个搅拌桨。

在本发明较佳地技术方案中，所述侧吹式富氧熔池熔炼炉还包括两个煤粉输送管，两个所述煤粉输送管分别贯穿所述炉体的左右侧壁延伸至所述炉体的内部，且所述煤粉输送管贯穿相邻的防护板。所述煤粉输送管位于所述炉体内部的一端端口上固定有扩散罩。

在本发明较佳地技术方案中，所述侧吹式富氧熔池熔炼炉还包括探料管。所述探料管与所述炉体的顶壁连通，所述探料管贯穿所述盖板。所述探料管的顶部螺纹连接有保温盖。

在本发明较佳地技术方案中，两个所述防护板的远离所述炉体的一侧均固定有一个保温箱，所述保温箱的顶部开有开口，所述保温箱的底部配置为斗型，且所述斗型的下端固定有第三阀门。

在本发明较佳地技术方案中，所述炉体的外壁与所述防护板、所述耐火层之间形成两个第二通道，两个所述第二通道内固定有水套。

在本发明较佳地技术方案中，所述喷枪包括陶瓷管道、隔热框架以及输氧管以及喷嘴。所述输氧管固定于所述隔热框架的内部，所述隔热框架固定于所述陶瓷管道的内壁，所述喷嘴位于所述炉体的内部，且所述喷嘴固定于所述输氧管的一端。

在本发明较佳地技术方案中，所述排气烟囱的内部固定有再燃烧器。

在本发明较佳地技术方案中，所述水箱的底壁还固定有温度传感器。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种侧吹式富氧熔池熔炼炉，通过在炉体底座设置的水缸、水箱的循环配合，同时配合上排热风机、通风管等排热装置，使得熔炼炉可以灵活地进行温度调节，令熔炼炉内部的物料保持在适宜的温度内，另外装置还加装了处理箱，处理箱内填充的碱性溶液可以对熔炼产生的废弃进行处理，减少输出尾气中的有害物质，达到环保的功能。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的侧吹式富氧熔池熔炼炉的剖视结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的侧吹式富氧熔池熔炼炉的测试结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的侧吹式富氧熔池熔炼炉的喷枪结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的侧吹式富氧熔池熔炼炉的排气烟囱结构示意图。

图中：

1、炉体，11、球型罩，12、保温壁、13、耐火壁，14、内胆。15、温度计，2、底座，21、防护板，22、盖板，23、耐火层，24、水缸，25、通风管层，26、支撑台，27、通风管，28、封盖，3、喷枪，31、陶瓷管道，32、隔热框架，33、输氧管，34、喷嘴，41、第一通道，42、排热风机，43、电动百叶窗，44、第二通道，45、水套，51、水箱，52、电动风叶，53、水管，54、水泵，55、电机，56、搅拌轴，57、搅拌桨，58、电加热器，59、温度传感器，61、处理箱，62、中和液，63、第一气管，64、排气烟囱，65、第一阀门，66、负压风机，67、再燃烧器，71、加料箱，72、输料管，73、第二阀门，74、探料管，75、保温盖，76、废料管，77、出料管，81、保温箱，82、第三阀门，83、煤粉输送管，84、扩散罩。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1、图2所示，实施例中提供了一种侧吹式富氧熔池熔炼炉，包括炉体1、支架、喷枪3、出料管77、废料管76、加料箱71、处理箱61、水箱51。炉体1的中间部配置为圆筒形，炉体1的前后两端配置为与中间部连通的球型罩11。支架包括两个的防护板21、盖板22以及底座2，底座2包括由上至下依次固定的耐火层23、水缸24、通风管层25以及支撑台26，通风管层25内水平固定有多个通风管27，两个防护板21分别竖直固定于耐火层23的左右两端，盖板22下表面的两端分别与两个防护板21的顶端固定连接，耐火层23的上表面配置为向下弯曲的球面。炉体1固定于耐火层23上，且炉体1的左右两侧壁分别与相邻的防护板21贴合，炉体1的顶部与盖板22贴合。多个喷枪3分别嵌于炉体1的左右两侧壁，且喷枪3贯穿防护板21延伸至炉体1的内部。炉体1的外壁与防护板21、盖板22之间组成两个第一通道41，第一通道41内部固定有排热风机42，且第一通道41的两端均固定有电动百叶窗43。处理箱61固定于盖板22的上表面，处理箱61内填充有中和液62，第一气管63的一端贯穿盖板22与炉体1的顶壁连通，第一气管63的另一端贯穿处理箱61的顶壁延伸至中和液62中，处理箱61的顶壁还连通有排气烟囱64，第一气管63上均固定有负压风机66以及第一阀门65。加料箱71的底部连接输料管72，输料管72的下端贯穿盖板22与炉体1的顶壁连通，输料管72上固定有第二阀门73。炉体1由依次固定的保温壁12、耐火壁13以及内胆14组成。水箱51固定于底座2的侧壁上，水箱51内底壁固定有电加热器58，水箱51的顶壁嵌有电动风叶52。水箱51的前后两端均通过水管53分别与水缸24的前后两端连通，且水管53上固定有水泵54。通风管27的两端均铰接有封盖28。位于前端的球型罩11上嵌有温度计15，位于后端的球型罩11上连接有出料管77。炉体1的底部连通有废料管76，废料管76的一端贯穿炉体1并延伸至炉体1内，另外一端位于炉体1外且延伸至通风管27的左上方。在开始熔炼时，物料先放置到加料箱71中，然后关闭加料箱71的投入口，使得加料箱71保持密闭，然后再打开输料管72道上的第二阀门73，加料箱71中的物料就会顺着输料管72落入到炉体1内，加料时由于加料箱71的投入口是关闭的，因此熔炉中的热量不会过多地损失。同时在熔炼的过程中，需要中途加料，都可以采用这样的方式，熔炼炉内的热量可以很好地保持住。投入到熔炼炉内的物料就进行熔炼。外部的供氧装置往喷枪3中输送含有高浓度氧气的空气，然后将这些空气输入到炉体1内，富氧空气在喷枪3内的流速配置为180m/s至280m/s，富氧空气高速进入到炉体1内与炉体1内部的物料进行混合，使得物料得以融化发热到更高的温度。炉体1在进行熔炼时，其会热量会逸出，造成温度下降，因此需要不断地对炉体1内物料进行加热。此时炉体1本身的保温壁12以及耐火壁13就会阻隔热量的流失，使得炉体1内物料温度降低速度减慢。实施中里保温壁12采用ZS-1耐高温隔热保温涂料涂制而成，也可以采用保温的石棉材料，耐火层23采用混凝土浇注而成。可以在一定程度上阻隔热量的散失。当热量流出炉体1后，炉体1下方的耐火层23以及水缸24同样可以阻隔热量的散失，热量向下传递到，通过耐火层23传到水缸24处。水缸24内的水是从水箱51中循环流动进来的。水箱51内部设置有电加热器58，电加热器58可以加热水，然后再通过水泵54输入到水缸24中，水缸24中的水温度升高，可以炉体1与耐火层23、水缸24之间的热价换就减少，炉体1的的温度也就得以保持。此处使用的电加热器58配置为hry14浸入式电加热器58。另外水缸24底下的通风管27上的封盖28关闭，通风管27不通风，水缸24的温度也就降低得比较慢。此时第一通道41上的排热风机42关闭，通道两端的电动百叶窗43也关闭，从炉体1逸出的热量在第一通道41的密闭空间内集聚，比较难逸出外部，起到保温的作用。两侧的防护板21以及盖板22内部均夹有石棉以及混凝土，因此具有较好的保温隔热功能，可以防止热量散出。当炉体1内的温度过高时，需要对炉体1进行降温，才能保持物料在适宜的温度内继续反应。此时熔炼炉同样具有多种方式进行散热降温。此时水箱51中的电加热器58停止工作，水箱51中的水不再进行加热，水箱51上的电动风叶52打开，水箱51中水的热量从电动风叶52中散出，水的温度就会降低。此时水缸24的温度就会降低，水缸24就会加快从耐火层23以及炉体1中吸收热量，使炉体1降温。另外通风管27两端的封盖28也会打开，通风管27中会有空气流动，也会带走水缸24中的热量，加速降温。另外第一通道41两端的电动百叶窗43也会打开，通道内部的排热风机42也会打开，排热风机42启动，带动第一通道41内的空气循环流动，第一通道41内的空气流动起来就会将炉体1散出来的热量带走，使得炉体1降温。另外炉体1内部物料在熔炼的过程中会产生很多带有废气，这些废气大多数为酸性废气，这些酸性废气在炉体1内部大量积累。通过第一气管63排入到处理箱61内，处理箱61内填充的中和液62为氢氧化钠或石灰水等碱性溶液，而熔炼产生的废气中有害的成分为二氧化硫、三氧化硫以及二氧化氮等酸性气体，第一排气管将炉体1内废气导入到处理箱61内的中和液62中，废气中的酸性酸性气体通入到中和液62的中。酸性气体与碱性溶液发生中和反应，生成水和无机物。随后废气从排气烟囱64排出外部，这时排出外部的气体中的些酸性污染气体已经被清楚干净或大幅减少，对环境以及操作人员的危害已经大幅降低。在需要排出废气是，第一阀门65打开，同时负压风机66也会启动，将炉体1内部的气体抽出来，当排气完毕后，第一阀门65会关闭，防止在熔炼过程中废气外泄以及热量散失。通过温度计15，可以检测到炉体1内部的温度，操作人员可以及时对炉体1进行加热或降温的处理，实施中所用到的温度计15为WRNM-104型热电偶，可以检测到温度比较高的熔炼物料。而熔炼炉内说产生的一些废料可以通过废料管76统一排出外部，而熔炼完成的熔融状态下的物料就可以通过出料管77输出，输料管72上可以设置阀门来控制物料输出的快慢。

为了加速水箱51中水的冷却，进一步的，水箱51的侧壁固定有电机55，水箱51的内部设置有搅拌轴56，搅拌轴56的一端贯穿水箱51的侧壁与电机55的动力输出端固定连接，搅拌轴56上固定有多个搅拌桨57。电机55带动搅拌轴56转动，搅拌轴56转动时，其上面的搅拌桨57也会跟着转动起来，就会搅拌水箱51中的水，水被搅动起来，与空气的接触就会加大，水中的热量就会更快地散失掉。

为了提高熔炼炉的温度，进一步的，侧吹式富氧熔池熔炼炉还包括两个煤粉输送管83，两个煤粉输送管83分别贯穿炉体1的左右侧壁延伸至炉体1的内部，且煤粉输送管83贯穿相邻的防护板21。煤粉输送管83位于炉体1内部的一端端口上固定有扩散罩84。外部的装置预先将煤块粉碎成细微的煤粉，然后通过高压的泵将煤粉从煤粉输送管83喷入到炉体1内部，与物料进行混合，物料中的煤粉在加热时被点燃，炉体的温度更高，熔炼效果更好。同时在煤粉输送管83上设置的扩散罩84可以让煤粉分散起来，得以均匀地落到物料中。

为了方便管理人员检验物料，进一步的，侧吹式富氧熔池熔炼炉还包括探料管74。探料管74与炉体1的顶壁连通，探料管74贯穿盖板22。探料管74的顶部螺纹连接有保温盖75。保温盖75可以减少炉体1内的热量从探料管74处逸出，当需要对物料进行测试检验时，将保温盖75旋开，然后通过探料管74就可以从炉体1中取出一定量的物料，在外部进行测试检验。

为了提高资源的利用率，进一步的，两个防护板21的远离炉体1的一侧均固定有一个保温箱81，保温箱81的顶部开有开口，保温箱81的底部配置为斗型，且斗型的下端固定有第三阀门82。从炉体1内取出的熔炼残渣具有比较高的温度，这里可以将残渣放入到保温箱81中，残渣中的热量可以加热防护板21，炉体1与防护板21进行交换时所损失的热量就减少，相应地起到了保温的效果。

为了使得熔炼炉具有较好的保温效果，进一步的，炉体1的外壁与防护板21、耐火层23之间形成两个第二通道44，两个第二通道44内固定有水套45。水套45内填充有水，水套45与炉体1直接接触，炉体1中的热量传递到水套45处，水套45内的水被加热升温，等到水加热到一定的程度后便不会再吸收热量而升温，此时就会对炉体1起到一个保温的效果。同时当炉体1需要冷却时，也可以将水套45中的热水排出，输入冷水进行降温。

为了使得喷枪3不易被损坏，进一步的，如图3所示，喷枪3包括陶瓷管道31、隔热框架32以及输氧管33以及喷嘴34。输氧管33固定于隔热框架32的内部，隔热框架32固定于陶瓷管道31的内壁，喷嘴34位于炉体1的内部，且喷嘴34固定于输氧管33的一端。陶瓷管道31可以耐受的温度比较高，因此可以保护输氧管33不被高温所影响。另外设置的喷嘴34可以使得富氧空气输出时更加集中，空气与物料进行混合时更加充分。

为了充分清除废气中的有害物质，进一步的，如图4所示，排气烟囱64的内部固定有再燃烧器67。再燃烧器67实际上为不断燃烧喷火嘴，排气烟囱64中的废气经过再燃烧器67时，废气就会被加热燃烧，废气中很多的成分都是可以经过加热燃烧除去，经过加热燃烧后，气体中的有害物质就进一步减少了。

为了检测水箱51中水的温度，进一步的，水箱51的底壁还固定有温度传感器59。通过温度传感器59可以实时检测到水箱51中水的温度，结合到炉体1加热或散热的需要，可以对水进行加热或者散热处理。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种侧吹式富氧熔池熔炼炉，其特征在于：包括炉体(1)、支架、喷枪(3)、出料管(77)、废料管(76)、加料箱(71)、处理箱(61)、水箱(51)；

所述炉体(1)的中间部配置为圆筒体,所述炉体(1)的前后两端配置为与所述中间部连通的球型罩(11)；

所述支架包括两个防护板(21)、盖板(22)以及底座(2)，所述底座(2)包括由上至下依次固定的耐火层(23)、水缸(24)、通风管层(25)以及支撑台(26)，所述通风管层(25)内水平固定有多个通风管(27)，两个所述防护板(21)分别竖直固定于所述耐火层(23)的左右两端，所述盖板(22)下表面的两端分别与两个所述防护板(21)的顶端固定连接，所述耐火层(23)的上表面配置为向下弯曲的球面；

所述炉体(1)固定于所述耐火层(23)上，且所述炉体(1)的左右两侧壁分别与相邻的所述防护板(21)贴合，所述炉体(1)的顶部与所述盖板(22)贴合；

多个所述喷枪(3)分别嵌于所述炉体(1)的左右两侧壁，且所述喷枪(3)贯穿所述防护板(21)延伸至所述炉体(1)的内部；

所述炉体(1)的外壁与所述防护板(21)、所述盖板(22)之间组成两个第一通道(41)，所述第一通道(41)内部固定有排热风机(42)，且所述第一通道(41)的两端均固定有电动百叶窗(43)；

所述处理箱(61)固定于所述盖板(22)的上表面，所述处理箱(61)内填充有中和液(62)，第一气管(63)的一端贯穿所述盖板(22)与所述炉体(1)的顶壁连通，所述第一气管(63)的另一端贯穿所述处理箱(61)的顶壁延伸至中和液(62)中，所述处理箱(61)的顶壁还连通有排气烟囱(64)，所述第一气管(63)上均固定有负压风机(66)以及第一阀门(65)；

所述加料箱(71)的底部连接输料管(72)，所述输料管(72)的下端贯穿所述盖板(22)与所述炉体(1)的顶壁连通，所述输料管(72)上固定有第二阀门(73)；

所述炉体(1)由依次固定的保温壁(12)、耐火壁(13)以及内胆(14)组成；

所述水箱(51)固定于所述底座(2)的侧壁上，所述水箱(51)内底壁固定有电加热器(58)，所述水箱(51)的顶壁嵌有电动风叶(52)；

所述水箱(51)的前后两端均通过水管(53)分别与所述水缸(24)的前后两端连通，且所述水管(53)上固定有水泵(54)；

所述通风管(27)的两端均铰接有封盖(28)；

位于前端的所述球型罩(11)上嵌有温度计(15)，位于后端的所述球型罩(11)上连接有出料管(77)；

所述炉体(1)的底部连通有废料管(76)，所述废料管(76)的一端贯穿所述炉体(1)并延伸至所述炉体(1)内，另一端位于所述炉体(1)外且延伸至所述通风管(27)的左上方。

2.根据权利要求1所述的一种侧吹式富氧熔池熔炼炉，其特征在于：

所述水箱(51)的侧壁固定有电机(55)，所述水箱(51)的内部设置有搅拌轴(56)，所述搅拌轴(56)的一端贯穿所述水箱(51)的侧壁与所述电机(55)的动力输出端固定连接，所述搅拌轴(56)上固定有多个搅拌桨(57)。

3.根据权利要求1所述的一种侧吹式富氧熔池熔炼炉，其特征在于：

还包括两个煤粉输送管(83)，两个所述煤粉输送管(83)分别贯穿所述炉体(1)的左右侧壁延伸至所述炉体(1)的内部，且所述煤粉输送管(83)贯穿相邻的防护板(21)；

所述煤粉输送管(83)位于所述炉体(1)内部的一端端口上固定有扩散罩(84)。

4.根据权利要求1所述的一种侧吹式富氧熔池熔炼炉，其特征在于：

还包括探料管(74)；

所述探料管(74)与所述炉体(1)的顶壁连通，所述探料管(74)贯穿所述盖板(22)；

所述探料管(74)的顶部螺纹连接有保温盖(75)。

5.根据权利要求1所述的一种侧吹式富氧熔池熔炼炉，其特征在于：

两个所述防护板(21)的远离所述炉体(1)的一侧均固定有一个保温箱(81)，所述保温箱(81)的顶部开有开口，所述保温箱(81)的底部配置为斗型，且所述斗型的下端固定有第三阀门(82)。

6.根据权利要求1所述的一种侧吹式富氧熔池熔炼炉，其特征在于：

所述炉体(1)的外壁与所述防护板(21)、所述耐火层(23)之间形成两个第二通道(44)，两个所述第二通道(44)内固定有水套(45)。

7.根据权利要求1所述的一种侧吹式富氧熔池熔炼炉，其特征在于：

所述喷枪(3)包括陶瓷管道(31)、隔热框架(32)以及输氧管(33)以及喷嘴(34)；

所述输氧管(33)固定于所述隔热框架(32)的内部，所述隔热框架(32)固定于所述陶瓷管道(31)的内壁，所述喷嘴(34)位于所述炉体(1)的内部，且所述喷嘴(34)固定于所述输氧管(33)的一端。

8.根据权利要求1所述的一种侧吹式富氧熔池熔炼炉，其特征在于：

所述排气烟囱(64)的内部固定有再燃烧器(67)。

9.根据权利要求1所述的一种侧吹式富氧熔池熔炼炉，其特征在于：

所述水箱(51)的底壁还固定有温度传感器(59)。

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