CN114739162A - 基于电弧反应产生烟尘气中余热复用的节能环保电弧炉 - Google Patents
基于电弧反应产生烟尘气中余热复用的节能环保电弧炉 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于电弧反应产生烟尘气中余热复用的节能环保电弧炉，包括炉盖上的烟罩和螺旋翅片旋转体；烟罩由烟罩内环体、烟罩外环体和烟罩顶盖组成，烟罩内环体上端开口，下端与炉盖抵接，内壁上设有进烟孔；烟罩顶盖上设有抽烟管、进料口；螺旋翅片旋转体由旋转内环体、旋转外环体、旋转底板和若干个螺旋翅片组成，旋转内环体设置于烟罩内环体的外围；旋转外环体设置于烟罩外环体的内围；螺旋翅片绕旋转轴线呈圆周阵列设置连接于旋转内环体与旋转外环体之间。根据本发明所提供的电弧炉，该电弧炉上设有螺旋翅片旋转体，当抽出烟尘气时，气氛中的大量余热便对摊在螺旋翅片上的耐火粉料层进行快速预热，回收炉内及电极孔处的烟尘气余热。
Description
技术领域
本发明涉及电弧炉技术领域，尤其涉及一种基于电弧反应产生烟尘气中余热复用的节能环保电弧炉。
背景技术
电弧炉，是一种通过金属、非金属产生电弧过程中产生的高温来对矿石或金属等物质进行熔炼的工业炉，具有体积小、操作简单、灵活性大、温度受控、性能较强等诸多优点，起初仅用于冶炼合金钢，现已在我们的生产生活中占据越来越重要的地位。
现有技术中的耐火材料在电弧炉中冶炼过程，通过在电弧炉中加入原料进行电极通电以实现一系列反应，由于炉中冶炼的温度较高，弧区温度有时达3000℃以上，炉内会产生大量含有灰尘的烟气，该烟气会从电极与电极孔之间的间隙飘出，进而飘至设备现场的空气中，也相关专利中采用设置抽尘装置的方式对电弧炉进行除尘，如本申请人之前的专利CN207231192U就公开了一种便于抽尘筒转动的环保电弧炉，但是本申请人在实际生产中又考虑到该抽出的烟气含有大量的热量，没有得到有效的再利用，而且耐火材料（如工业氧化铝、锆英砂、纯碱的混合粉料）在电弧炉中处理之前也需要再进行预热烘干处理，结合到这两点，本申请就针对现有的电弧炉进行结构优化，更加深入的技术改进。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于电弧反应产生烟尘气中余热复用的节能环保电弧炉，该电弧炉上设有螺旋翅片旋转体，当抽出烟尘气时，气氛中的大量余热便对摊在螺旋翅片上的耐火粉料层进行快速预热。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种基于电弧反应产生烟尘气中余热复用的节能环保电弧炉，包括：炉体，所述炉体内部中空，底部具有熔池，顶部具有炉盖；所述炉盖上围绕中心设置有若干个电极孔和加料孔；
还包括设置于炉盖上的烟罩和螺旋翅片旋转体；
其中，烟罩包括：烟罩内环体、烟罩外环体和烟罩顶盖，所述烟罩内环体围绕电极孔设置，且烟罩内环体上端开口，下端与炉盖抵接，烟罩内环体内壁上还设有进烟孔；所述烟罩内环体与烟罩外环体上端通过烟罩顶盖相接，所述烟罩顶盖上一侧设有抽烟管，另一侧设有进料口；
其中，螺旋翅片旋转体包括：旋转内环体、旋转外环体、旋转底板和若干个螺旋翅片，所述旋转内环体同轴设置于烟罩内环体的外围，且旋转内环体内壁上设有过烟孔；所述旋转外环体同轴设置于烟罩外环体的内围；所述旋转内环体、旋转外环体下端固接于旋转底板上，若干个螺旋翅片绕旋转轴线呈圆周阵列设置连接于旋转内环体与旋转外环体之间，所述旋转底板上还留有与加料孔相通的过料通道。
在一些实施方式中，所述旋转底板与烟罩外环体的旋转连接处设有第一旋转密封结构，相应地，旋转底板与炉盖的旋转连接处设有第二旋转密封结构。
在一些实施方式中，所述第一旋转密封结构为旋转外环体外围的第一盛水环槽，所述烟罩外环体下端浸入第一盛水环槽中；相应地，第二旋转密封结构为炉盖外围的第二盛水环槽，所述旋转底板底部设有浸入第二盛水环槽中的环状挡板。
在一些实施方式中，所述过烟孔处设有开口朝下的挡料罩。
在一些实施方式中，所述旋转底板通过推力轴承转动架设于上，旋转底板底部还同轴设有齿圈，所述齿圈与机架上电机输出端上的齿轮配合传动。
在一些实施方式中，所述旋转外环体下方还设有用以将料导向过料通道处的倒锥体。
在一些实施方式中，所述电极孔设置三个互呈120度于炉盖上。
在一些实施方式中，所述螺旋翅片的旋向为左旋，所述螺旋翅片旋转体的沿顺时针旋转。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该电弧炉上设有螺旋翅片旋转体，当抽出烟尘气时，气氛中的大量余热便对摊在螺旋翅片上的耐火粉料层进行快速预热。
1、本发明中电极与电极孔处漂出的烟尘气向上四周扩散经过进烟孔、过烟孔后经过各层螺旋翅片之间，在较大散热面积作用下，温度快速分散用于加热其上的混合粉料层，使其快速升温，粉料越向下移动越接近炉内的温度，可有效降低电极加热所消耗的能量；而且这种向上抽气的方式有效阻止了空气中的杂质气氛进入到发红高温的电极上而导致其氧化，因此，该进气结构在一定程度上降低了电极的消耗。
2、本发明中的抽气结构既可以有效抽出炉内反应产生的烟尘进行后处理，又同时将传统上料过程中所产生的粉尘一并抽出，一举两得，大幅改善了现场的工作环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本发明实施例的主视结构示意图；
图2为本发明图1中A处局部放大结构示意图；
图3为本发明图1中炉盖的俯视结构示意图；
图4为本发明图1中螺旋翅片与旋转内环体安装关系的立体结构示意图。
图中：1、烟罩；11、烟罩内环体；111、进烟孔；12、烟罩外环体；13、烟罩顶盖；131、抽烟管；132、进料口；2、螺旋翅片旋转体；21、旋转内环体；211、过烟孔；212、挡料罩；22、旋转外环体；23、旋转底板；231、过料通道；232、倒锥体；24、螺旋翅片；25、推力轴承；26、齿圈；27、电机；101、炉体；102、熔池；103、炉盖；104、电极孔；105、加料孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图4，图1为本发明实施例的主视结构示意图；图2为本发明图1中A处局部放大结构示意图；图3为本发明图1中炉盖的俯视结构示意图；图4为本发明图1中螺旋翅片与旋转内环体安装关系的立体结构示意图。
在一个具体的实施例中，本发明实施例提供了一种基于电弧反应产生烟尘气中余热复用的节能环保电弧炉，包括：由耐热材料制成的炉体101，可以为圆筒状，所述炉体101内部中空，底部具有熔池102，熔池102的一侧具有倒料槽，相对的另一侧具有炉门，当然在炉体101还需要设置用以给熔池102供氧的管道，熔池102顶部具有炉盖103，炉盖103可以开口的设置于炉体101上端；所述炉盖103上围绕中心设置有若干个电极孔104和加料孔105，其中，电极与电极孔104间隙配合，即可自由的在竖直方向上插入至熔池102内的料中；
还包括设置于炉盖103上的烟罩1和螺旋翅片旋转体2；
其中，烟罩1包括：烟罩内环体11、烟罩外环体12和烟罩顶盖13，所述烟罩内环体11围绕电极孔104设置，且烟罩内环体11上端开口，该开口处用于向下插入或向出抽出电极，下端与炉盖103抵接，烟罩内环体11内壁上还设有进烟孔111；所述烟罩内环体11与烟罩外环体12上端通过烟罩顶盖13相接，所述烟罩顶盖13上一侧设有抽烟管131，抽烟管131与负压风机管路连接，另一侧设有进料口132，进料口132处可以连接螺旋输送机的出料口；
其中，螺旋翅片旋转体2包括：旋转内环体21、旋转外环体22、旋转底板23和若干个螺旋翅片24，所述旋转内环体21同轴设置于烟罩内环体11的外围，且旋转内环体21内壁上设有过烟孔211；所述旋转外环体22同轴设置于烟罩外环体12的内围；所述旋转内环体21、旋转外环体22下端固接于旋转底板23上，若干个螺旋翅片24绕旋转轴线呈圆周阵列设置连接于旋转内环体21与旋转外环体22之间，即两螺旋翅片24之间形成过料螺旋道，如此设置就可以形成若干个过料螺旋道，其中螺旋翅片24形成的过料螺旋道的螺距不应该较小，应保证粉料能够自由下落，图4中就形成了左旋的过料螺旋道，并沿顺时针旋转，所述旋转底板23上还留有与加料孔105相通的过料通道231。
具体使用过程中，电极向下伸入至熔池102中的料中，该料为需要加热反应的耐火粉料，如工业氧化铝、锆英砂、纯碱的混合粉料，通过放电熔解反应，产生大量的烟尘气，一部分从电极与电极孔104之间的间隙中溢出，此时，一部分烟尘气在抽烟管131作用下通过进烟孔111、过烟孔211进入螺旋翅片24之间，并向上排出至下一步处理，另一部分烟尘气也可以经过加料孔105后向上移动排出，当需要加新料时，混合粉料通过进料口132落至螺旋翅片24上，并沿螺旋向下的方向移动并摊开，在高温烟尘气的作用下被快速预热，最终经过料通道231、加料孔105落至熔池102中发生反应，大幅提高了能量回收利用率，而且加料过程产生的粉尘也会被抽出处理，不至于现场产生大量的粉尘；其中，旋转底板23可以在旋转机构驱动下，绕轴线转动，便于进料口132处的粉料均衡落至各螺旋翅片24之间的螺旋道里。
为了保证螺旋翅片旋转体2各处的气密封性，本实施例中，可选地，所述旋转底板23与烟罩外环体12的旋转连接处设有第一旋转密封结构，相应地，旋转底板23与炉盖103的旋转连接处设有第二旋转密封结构，两处形成动密封。
进一步地，所述第一旋转密封结构为旋转外环体22外围的第一盛水环槽，所述烟罩外环体12下端浸入第一盛水环槽中；相应地，第二旋转密封结构为炉盖103外围的第二盛水环槽，所述旋转底板23底部设有浸入第二盛水环槽中的环状挡板，两处通过水密封来保证密封性，便于制造，而且也有助于隔热。
为了防止粉料进入进烟孔111中堵孔或者落到电极孔处，本实施例中，可选地，所述过烟孔211处设有开口朝下的挡料罩212，从而防止下落的粉料进入过烟孔211中。
为了保证螺旋翅片旋转体2能够稳定的转动，本实施例中，可选地，所述旋转底板23通过推力轴承25转动架设于上，推力轴承25的转动轴线与旋转轴线同轴，旋转底板23底部还同轴设有齿圈26，所述齿圈26与机架上电机27输出端上的齿轮配合传动，电机27输出端上的齿轮与齿圈26啮合形成稳定传动。
为了便于粉料能够顺利落入至过料通道231处，本实施例中，可选地，所述旋转外环体22下方还设有用以将料导向过料通道231处的倒锥体232，起到导向作用。
上述实施例中，可选地，所述电极孔104设置三个互呈120度于炉盖103上。
为了便于粉料能够顺利沿螺旋下落，本实施例中，可选地，所述螺旋翅片24的旋向为左旋，所述螺旋翅片旋转体2的沿顺时针旋转，其旋转时不会对粉料层形成倾斜向上的力，从而减小积压粉料的可能性。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于电弧反应产生烟尘气中余热复用的节能环保电弧炉，包括：炉体（101），所述炉体（101）内部中空，底部具有熔池（102），顶部具有炉盖（103）；所述炉盖（103）上围绕中心设置有若干个电极孔（104）和加料孔（105）；
其特征在于，还包括设置于炉盖（103）上的烟罩（1）和螺旋翅片旋转体（2）；
其中，烟罩（1）包括：烟罩内环体（11）、烟罩外环体（12）和烟罩顶盖（13），所述烟罩内环体（11）围绕电极孔（104）设置，且烟罩内环体（11）上端开口，下端与炉盖（103）抵接，烟罩内环体（11）内壁上还设有进烟孔（111）；所述烟罩内环体（11）与烟罩外环体（12）上端通过烟罩顶盖（13）相接，所述烟罩顶盖（13）上一侧设有抽烟管（131），另一侧设有进料口（132）；
其中，螺旋翅片旋转体（2）包括：旋转内环体（21）、旋转外环体（22）、旋转底板（23）和若干个螺旋翅片（24），所述旋转内环体（21）同轴设置于烟罩内环体（11）的外围，且旋转内环体（21）内壁上设有过烟孔（211）；所述旋转外环体（22）同轴设置于烟罩外环体（12）的内围；所述旋转内环体（21）、旋转外环体（22）下端固接于旋转底板（23）上，若干个螺旋翅片（24）绕旋转轴线呈圆周阵列设置连接于旋转内环体（21）与旋转外环体（22）之间，所述旋转底板（23）上还留有与加料孔（105）相通的过料通道（231）。
2.根据权利要求1所述的节能环保电弧炉，其特征在于，所述旋转底板（23）与烟罩外环体（12）的旋转连接处设有第一旋转密封结构，相应地，旋转底板（23）与炉盖（103）的旋转连接处设有第二旋转密封结构。
3.根据权利要求2所述的节能环保电弧炉，其特征在于，所述第一旋转密封结构为旋转外环体（22）外围的第一盛水环槽，所述烟罩外环体（12）下端浸入第一盛水环槽中；相应地，第二旋转密封结构为炉盖（103）外围的第二盛水环槽，所述旋转底板（23）底部设有浸入第二盛水环槽中的环状挡板。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的节能环保电弧炉，其特征在于，所述过烟孔（211）处设有开口朝下的挡料罩（212）。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的节能环保电弧炉，其特征在于，所述旋转底板（23）通过推力轴承（25）转动架设于上，旋转底板（23）底部还同轴设有齿圈（26），所述齿圈（26）与机架上电机（27）输出端上的齿轮配合传动。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的节能环保电弧炉，其特征在于，所述旋转外环体（22）下方还设有用以将料导向过料通道（231）处的倒锥体（232）。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的节能环保电弧炉，其特征在于，所述电极孔（104）设置三个互呈120度于炉盖（103）上。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的节能环保电弧炉，其特征在于，所述螺旋翅片（24）的旋向为左旋，所述螺旋翅片旋转体（2）的沿顺时针旋转。
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2022
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