CN114877670A - 旋转式无固定阳极直流矿热炉及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转式无固定阳极直流矿热炉及其工作方法，包括炉体旋转装置、炉壳、出炉口、炉衬、冷却水系统、烟罩、炉气烟道、液压系统、加料系统、电极柱系统和供电系统，冷却水系统提供冷却循环水，液压系统提供液压动力；炉壳连接在炉体旋转装置上；炉壳内砌筑炉衬，炉衬砌筑完成后形成的炉膛作为矿热炉内炉料熔化反应的场所；出炉口设置在炉壳侧壁，反应完成后液态的熔融产品或者渣从出炉口流出；炉壳上方设置烟罩；炉气烟道底端与烟罩连接；加料系统下部穿过烟罩伸入至烟罩和炉膛构成的空间内；电极柱系统从炉气烟道中经烟罩伸入至烟罩和炉膛构成的空间中。本发明可改善工人的工作环境和劳动强度，并对高温炉气进行有效收集和利用。

Description

旋转式无固定阳极直流矿热炉及其工作方法

技术领域

本发明涉及工业硅、铁合金、硅钙、硅钙钡、电石、黄磷冶炼设备技术领域，具体而言，尤其涉及一种旋转式无固定阳极直流矿热炉及其工作方法。

背景技术

目前的直流矿热炉均为固定炉体的形式，对于还原温度高，流动性差的品种冶炼时，炉内温度分布不均匀，存在一定的死料区，影响炉内还原反应的效率。

传统的直流矿热炉大多为采用固定阳极的方式供电，即阴极在上，阳极在下，热量仅自上而下的纵向传热，热辐射的面积较小，粉料的利用率低。固定阳极嵌入炉衬底部或者侧壁的炉衬内，长期处于高温熔液的环境中，固定阳极和炉衬寿命短，运行不稳定，故障率高。冶炼时，多采用明弧冶炼，电极端头并未插入炉料内损失的热量多，元素回收率低，生产效率不高。加料方式多为人工加料方式，工人劳动强度较大。冶炼产生的高温烟气并未有效利用且冶炼环境较差。

尽管直流矿热炉有着无电抗，功率因数高，直流电弧温度高、粉料利用率高等诸多优势，但是由于现有的固定直流矿热炉仍存在炉内温度分布不均，反应效率低，运行不稳定，故障率较高，综合能耗高，工人劳动环境差且工作强度大，高温烟气并未有效利用等问题，所以直流矿热炉的优势一直未得到充分的发挥，至今还没有得到广泛的应用。

提高矿热炉装备水平，为将直流矿热炉的优势充分发挥，开发一种可是炉内温度均匀分布、反应效率高，稳定运行，可大量利用粉料，节能环保的直流矿热炉是工业硅、铁合金和电石等行业目前的主要课题，也是服务于工业硅、铁合金和电石等行业的装备制造领域的当务之急。

目前仍有工业硅、硅铁、硅钙、硅钙钡等还原温度高、流动性差品种在冶炼时对炉体进行旋转，可使炉内温度分布更为均匀，提高反应效率，因此开发这种旋转式无固定阳极直流矿热炉，可冶炼一些还原温度高、流动性差品种的品种，更有利于直流冶炼技术的推广。

发明内容

根据上述提出的现有直流矿热炉内温度分布不均匀，反应的效率低，运行不稳定，粉料利用率低，综合能耗高，回收率低等技术问题，而提供一种旋转式无固定阳极直流矿热炉及其工作方法。本发明不设固定阳极，阴极和阳极均可上下移动，并插入固态的炉料中，不与高温熔液直接接触；阴极与阳极平行布置，通过炉底导电，热能既有纵向传递也有横向传递，热能利用率高并可大量使用粉料；采用埋弧冶炼，电弧均被埋在炉料中，元素回收率高，热能损失少；设置炉顶加料系统，通过液压插板阀控制所需入炉原料量，无需人工加料，降低工人劳动强度，自动化程度高；通过烟罩和炉气烟道收集高温烟气，改善工作环境，高温炉气可导入余热发电、原料烘干等设施二次利用，降低综合能耗。

本发明采用的技术手段如下：

一种旋转式无固定阳极直流矿热炉，包括：炉体旋转装置、炉壳、出炉口、炉衬、冷却水系统、烟罩、炉气烟道、液压系统、加料系统、电极柱系统和供电系统，所述冷却水系统安装在土建平台上，用于为烟罩、炉气烟道、供电系统以及电极柱系统中高温设备提供冷却循环水，液压系统安装在土建平台上，为电极柱系统和加料系统等提供液压动力；

所述炉壳连接在炉体旋转装置上，所述炉体旋转装置用于实现炉壳的旋转；所述炉壳内砌筑炉衬，炉衬砌筑完成后形成的炉膛作为矿热炉内炉料熔化反应的场所；所述出炉口设置在炉壳侧壁，反应完成后液态的熔融产品或者渣从出炉口流出；所述炉壳上方设置烟罩，烟罩安装于土建平台上；所述炉气烟道的底端与烟罩连接，用于将高温炉气引出；

所述加料系统的下部穿过烟罩伸入至烟罩和炉膛构成的空间内，用于将炉料加入炉膛内；

所述电极柱系统从炉气烟道中经烟罩伸入至烟罩和炉膛构成的空间中，用于对炉料埋弧冶炼。

进一步地，所述炉体旋转装置由支架以及安装在支架上的多级传动装置和旋转轨道等组成，多级传动装置和旋转轨道与炉壳相连，多级传动装置用于驱动炉壳在冶炼过程中沿旋转轨道进行旋转。

进一步地，所述加料系统包括下料管、炉顶料仓和液压插板阀，炉顶料仓安装于高处的土建平台上，炉顶料仓出口连接液压插板阀，液压插板阀接下料管，下料管尾端穿过烟罩上开设的孔洞伸入至烟罩和炉膛构成的空间内。

进一步地，所述加料系统还包括料管风机，料管风机与下料管连接，用于实现下料管的密封。

进一步地，所述电极柱系统包括电极升降装置、抱闸压放装置、电极把持器和电极，电极升降系统安装于电极柱系统上部的土建平台上，由其上设置的升降油缸带动电极柱系统整体上下移动；抱闸压放装置位于电极柱系统上部，用于固定电极并随电极消耗控制其压放；电极把持器位于电极柱系统的下部，内置导电元件将电流导入电极；电极端头直接插入炉料中，将电流直接导入炉膛内，为冶炼提供所需电能。

进一步地，所述供电系统包括变压器、整流器、二次母线等，变压器一次侧输入交流电，经变压器调整为冶炼所需电压，变压器二次侧与整流器连接，整流器输出阴极和阳极两组接口，两组接口分别通过二次母线连接到阴极电极和阳极电极的电极把持器中，其中，阴极接口与阴极电极相连，阳极接口与阳极电极相连；一个变压器配置一套整流器，对应阴阳两根电极，组成一套供电系统，每套供电系统独立供电。

进一步地，每台矿热炉配有一套或者多套供电系统，矿热炉配有2套及2套以上供电系统时，阴级和阳极的电极在炉膛内交错布置；电极采用自焙电极、石墨电极或中空电极等多种形式。

进一步地，所述烟罩的上方开有多个孔洞，烟罩的侧壁设有炉门；烟罩为水冷结构。

进一步地，所述炉气烟道的顶端设置钟罩阀，钟罩阀下方设置炉气引出管，用于将高温炉气引出；液压系统为钟罩阀提供液压动力。

本发明还提供了一种旋转式无固定阳极直流矿热炉的工作方法，包括如下步骤：

步骤一、按照一定比例配好的原料，可通过皮带机、料罐车、加料机或吊装等方式，将原料加入炉顶料仓内，再通过下料管将原料加入炉内，入炉原料的量可通过液压插板阀来控制；为防止炉内烟气上窜，下料管上设置料管风机以向下料管内鼓风；炉顶料仓、下料管、液压插板阀和料管风机的数量和位置可根据炉型的大小和具体冶炼工艺进行合理的搭配和布置；

步骤二、变压器一次侧输入交流电，先经变压器调整为冶炼所需电压，再经整流器整流为直流电，输出阴阳两极的接口，阴极接口与阴极电极相连，阳极接口与阳极电极相连；一个变压器配置一套整流器，对应阴阳两根电极，组成一套供电系统；每台矿热炉可配置有1套或者多套供电系统，若这台矿热炉配置有2套及2套以上供电系统时，阴级和阳极的电极应在炉内交错布置；

步骤三、电极可采用自焙电极、石墨电极、中空电极等多种形式；电极端头插入炉料内，进行埋弧冶炼，利用直流电弧对炉料进行加热熔化，在炉内发生还原、电解等反应后，生成合格的液态产品，液态的产品或者渣通过出炉口流出；电极可以根据操作工艺的需求，使用电极升降装置进行整体升降；随着电极在炉内的消耗，使用抱闸压放装置对电极进行压放；阴极和阳极的电极柱系统，在结构和功能上是一样的，均可实现电极的升降、夹紧压放和导向等功能；

步骤四、通过炉体旋转装置使炉壳、炉衬和炉料在冶炼的过程中旋转，保证炉内温度分布更为均匀，提高反应效率；

步骤五、烟罩用于收集炉内反应产生的高温烟气，由于处于高温环境，烟罩为水冷结构，同时可隔绝炉内的高温，改善车间内的工作环境；工人可通过烟罩上的炉门对于炉内的料面进行处理；由于炉气的温度较高，可利用其余热进行发电、原料烘干等；烟罩收集的高温烟气通过炉气烟道导出，由炉气引出管送至余热利用设施，利用后的炉气再经过除尘设备处理后达标排放；钟罩阀为常闭状态，仅在紧急事故状态下打开；

步骤六、通过冷却水系统为烟罩、炉气烟道、电极把持器、变压器、整流器及二次母线等高温设备提供冷却循环水；通过液压系统为电极升降装置、抱闸压放装置、液压插板阀及钟罩阀等设备提供液压动力。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的旋转式无固定阳极直流矿热炉及其工作方法，炉内温度分布均匀，反应效率高。

2、本发明提供的旋转式无固定阳极直流矿热炉及其工作方法，不设固定阳极，阴极和阳极均可上下移动，并插入固态的炉料中，不与高温熔液直接接触，结构简单，设备运行可靠，故障率低。

3、本发明提供的旋转式无固定阳极直流矿热炉及其工作方法，阴极与阳极平行布置，通过炉底导电，热能既有纵向传递也有横向传递，热能利用率高并可大量使用粉料。

4、本发明提供的旋转式无固定阳极直流矿热炉及其工作方法，埋弧冶炼，电弧均被埋在炉料中，元素回收率高，热能损失少。

5、本发明提供的旋转式无固定阳极直流矿热炉及其工作方法，设置炉顶加料系统，通过液压插板阀控制所需入炉原料量，无需人工加料，降低工人劳动强度，自动化程度高。

6、本发明提供的旋转式无固定阳极直流矿热炉及其工作方法，通过烟罩和炉气烟道收集高温烟气，改善工作环境，高温炉气可导入余热发电、原料烘干等设施二次利用，降低综合能耗。

综上，应用本发明的技术方案能够解决现有直流矿热炉内温度分布不均匀，反应的效率低，运行不稳定，粉料利用率低，综合能耗高，回收率低等问题。

基于上述理由本发明可在工业硅、铁合金、硅钙、硅钙钡、电石、黄磷等冶炼设备领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明旋转式无固定阳极直流矿热炉示意图。

图2为本发明两套供电系统电极的布置形式。

图3为本发明一套供电系统电极的布置形式。

图4为本发明三套供电系统电极的布置形式。

图5为本发明四套供电系统电极的布置形式。

图6为本发明六套供电系统电极的布置形式。

图中：1、炉体旋转装置；2、炉壳；3、出炉口；4、炉衬；5、冷却水系统；6、烟罩；7、下料管；8、炉气烟道；9、炉顶料仓；10、炉气引出管；11、钟罩阀；12、液压插板阀；13、料管风机；14、液压系统；15、电极升降装置；16、抱闸压放装置；17、电炉变压器；18、整流器；19、二次母线；20、电极把持器；21电极；22炉料。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

参照图1，本发明提供的旋转式无固定阳极直流矿热炉主要包括：炉体旋转装置1、炉壳2、出炉口3、炉衬4、冷却水系统5、烟罩6、下料管7、炉气烟道8、炉顶料仓9、炉气引出管10、钟罩阀11、液压插板阀12、料管风机13、液压系统14、电极升降装置15、抱闸压放装置16、电炉变压器17、整流器18、二次母线19、电极把持器20、电极21、炉料22。

炉体旋转装置1由电机、减速机、齿轮和销齿等多级传动装置、旋转轨道及支架等组成，使炉壳2冶炼过程中可旋转。

炉壳2座于炉体旋转装置1上，在炉壳2内砌筑炉衬4，炉衬4砌筑完成后形成的炉膛是矿热炉内炉料22熔化反应的场所。出炉口3位于炉壳2侧壁，反应完成后液态的熔融产品或者渣从出炉口3流出。

炉壳2上方设置烟罩6，烟罩6安装于土建平台上。烟罩6上方开有电极把持器20孔、下料管7孔、炉气烟道8孔等孔洞，用于这些设备的插入或连接。烟罩6的侧壁设有炉门。

加料系统由炉顶料仓9、液压插板阀12、下料管7、料管风机13组成，炉顶料仓9安装于高处的土建平台上，炉顶料仓9出口连接液压插板阀12，液压插板阀12接下料管7，下料管7尾端穿过烟罩6伸入炉内；料管风机13用于下料管7的密封。

电极柱系统由电极升降装置15、抱闸压放装置16、电极把持器20、电极21等组成，电极升降系统15安装于电极柱上部的土建平台上，由电极升降系统15的升降油缸带动电极柱整体上下移动；抱闸压放装置16位于电极柱上部，用于固定电极21并随电极21消耗控制其压放；电极把持器20位于电极柱的下部，内置导电元件将电流导入电极21；电极21端头直接插入炉料22中，将电流直接导入炉内，为冶炼提供所需电能。

炉气烟道8的底端与烟罩6连接，炉气烟道8的顶端设置钟罩阀11，钟罩阀下方设置炉气引出管10，用于将高温炉气引出。

供电系统由变压器17、整流器18、二次母线19等组成，变压器17一次侧输入交流电，经变压器17调整为冶炼所需电压，变压器17二次侧与整流器18连接，整流器18输出阴极和阳极两组接口，两组接口分别通过二次母线19连接到阴极电极和阳极电极的电极把持器20中，即阴极接口与阴极电极21相连，阳极接口与阳极电极21相连。一个变压器17配一套整流器18，对应阴阳两根电极21，组成一套供电系统，每套供电系统独立供电。每台矿热炉可配备多套供电系统。

冷却水系统5为烟罩6、炉气烟道8、电极把持器20、变压器17、整流器18、二次母线19等高温设备提供冷却循环水。

液压系统14为电极升降装置15、抱闸压放装置16、液压插板阀12、钟罩阀11等设备提供液压动力。

本发明还提供了一种旋转式无固定阳极直流矿热炉的工作方法，包括如下步骤：

(1)按照一定比例配好的原料，可通过皮带机、料罐车、加料机或吊装等方式，将原料加入炉顶料仓9内，再通过下料管7将原料加入炉内，入炉原料的量可通过液压插板阀12来控制。为防止炉内烟气上窜，下料管7上设置料管风机13向料管内鼓风；炉顶料仓9、下料管7、液压插板阀12和料管风机13的数量和位置可根据炉型的大小和具体冶炼工艺进行合理的搭配和布置。

(2)变压器17一次侧输入交流电，先经变压器17调整为冶炼所需电压，再经整流器18整流为直流电，输出阴阳两极的接口，阴极接口与阴极电极相连，阳极接口与阳极电极相连。一个变压器配一套整流器，对应阴阳两根电极，组成一套供电系统。每台矿热炉可配有1套或者多套供电系统，若这台矿热炉配有2套及2套以上供电系统时，阴级和阳极的电极21应在炉内交错布置。参照图2-图6。

(3)电极21可采用自焙电极、石墨电极或中空电极等多种形式；电极21端头插入炉料22内，进行埋弧冶炼，利用直流电弧对炉料22进行加热熔化，在炉内发生还原、电解等反应后，生成合格的液态产品，液态的产品或者渣通过出炉口3流出。电极21可以根据操作工艺的需求，使用电极升降装置15进行整体升降。随着电极21在炉内的消耗，使用抱闸压放装置16对电极进行压放。阴极和阳极的电极柱系统，在结构和功能上是一样的，均可实现电极21的升降、夹紧压放和导向等功能。

(4)炉体旋转装置1可使炉壳2、炉衬3和炉料22在冶炼的过程中旋转，保证炉内温度分布更为均匀，提高反应效率。

(5)烟罩6用于收集炉内反应产生的高温烟气，由于处于高温环境，烟罩6为水冷结构，同时可隔绝炉内的高温，改善车间内的工作环境。工人可通过烟罩6上的炉门对于炉内的料面进行处理。

(6)由于炉气的温度较高，可利用其余热进行发电、原料烘干等。烟罩6收集的高温烟气通过炉气烟道8导出，由炉气引出管送至余热利用设施，利用后的炉气再经过除尘设备处理后达标排放。钟罩阀11为常闭状态，仅在紧急事故状态下打开。

(7)冷却水系统5为烟罩6、炉气烟道8、电极把持器20、变压器17、整流器18、二次母线19等高温设备提供冷却循环水。

(8)液压系统14为电极升降装置12、抱闸压放装置16、液压插板阀12、钟罩阀11等设备提供液压动力。

本发明目的是有效解决现有直流矿热炉内温度分布不均匀，反应的效率低，运行不稳定，粉料利用率低，综合能耗高，回收率低等问题；同时改善工人的工作环境和劳动强度，并对高温炉气进行有效收集和利用。

本发明的旋转式无固定阳极直流矿热炉采用旋转式炉体、直流供电技术，阴、阳电极均可升降、压放，无固定阳极，埋弧冶炼；使用半密闭烟罩收集高温烟气，余热可利用；并配套有加料系统、冷却水系统、液压系统等。具有较高的自动化程度，降低劳动强度，改善劳动环境。解决了目前矿热炉炉内温度分布不均匀、反应效率低、粉料利用率低，冶炼电耗高，电极消耗快等问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种旋转式无固定阳极直流矿热炉，其特征在于，包括：炉体旋转装置(1)、炉壳(2)、出炉口(3)、炉衬(4)、冷却水系统(5)、烟罩(6)、炉气烟道(8)、液压系统(14)、加料系统、电极柱系统和供电系统，所述冷却水系统(5)安装在土建平台上，用于为烟罩(6)、炉气烟道(8)、供电系统以及电极柱系统中高温设备提供冷却循环水，液压系统(14)安装在土建平台上，为电极柱系统和加料系统提供液压动力；

所述炉壳(2)连接在炉体旋转装置(1)上，所述炉体旋转装置(1)用于实现炉壳(2)的旋转；所述炉壳(2)内砌筑炉衬(4)，炉衬(4)砌筑完成后形成的炉膛作为矿热炉内炉料(22)熔化反应的场所；所述出炉口(3)设置在炉壳(2)侧壁，反应完成后液态的熔融产品或者渣从出炉口(3)流出；所述炉壳(2)上方设置烟罩(6)，烟罩(6)安装于土建平台上；所述炉气烟道(8)的底端与烟罩(6)连接，用于将高温炉气引出；

所述加料系统的下部穿过烟罩(6)伸入至烟罩(6)和炉膛构成的空间内，用于将炉料(22)加入炉膛内；

所述电极柱系统从炉气烟道(8)中经烟罩(6)伸入至烟罩(6)和炉膛构成的空间中，用于对炉料(22)埋弧冶炼。

2.根据权利要求1所述的旋转式无固定阳极直流矿热炉，其特征在于，所述炉体旋转装置(1)由支架以及安装在支架上的多级传动装置和旋转轨道组成，多级传动装置和旋转轨道与炉壳(2)相连，多级传动装置用于驱动炉壳(2)在冶炼过程中沿旋转轨道进行旋转。

3.根据权利要求1所述的旋转式无固定阳极直流矿热炉，其特征在于，所述加料系统包括下料管(7)、炉顶料仓(9)和液压插板阀(12)，炉顶料仓(9)安装于高处的土建平台上，炉顶料仓(9)出口连接液压插板阀(12)，液压插板阀(12)接下料管(7)，下料管(7)尾端穿过烟罩(6)上开设的孔洞伸入至烟罩(6)和炉膛构成的空间内。

4.根据权利要求3所述的旋转式无固定阳极直流矿热炉，其特征在于，所述加料系统还包括料管风机(13)，料管风机(13)与下料管(7)连接，用于实现下料管(7)的密封。

5.根据权利要求1所述的旋转式无固定阳极直流矿热炉，其特征在于，所述电极柱系统包括电极升降装置(15)、抱闸压放装置(16)、电极把持器(20)和电极(21)，电极升降系统(15)安装于电极柱系统上部的土建平台上，由其上设置的升降油缸带动电极柱系统整体上下移动；抱闸压放装置(16)位于电极柱系统上部，用于固定电极(21)并随电极(21)消耗控制其压放；电极把持器(20)位于电极柱系统的下部，内置导电元件将电流导入电极(21)；电极(21)端头直接插入炉料(22)中，将电流直接导入炉膛内，为冶炼提供所需电能。

6.根据权利要求1所述的旋转式无固定阳极直流矿热炉，其特征在于，所述供电系统包括变压器(17)、整流器(18)、二次母线(19)，变压器(17)一次侧输入交流电，经变压器(17)调整为冶炼所需电压，变压器(17)二次侧与整流器(18)连接，整流器(18)输出阴极和阳极两组接口，两组接口分别通过二次母线(19)连接到阴极电极(21)和阳极电极(21)的电极把持器(20)中，其中，阴极接口与阴极电极(21)相连，阳极接口与阳极电极(21)相连；一个变压器(17)配置一套整流器(18)，对应阴阳两根电极(21)，组成一套供电系统，每套供电系统独立供电。

7.根据权利要求6所述的旋转式无固定阳极直流矿热炉，其特征在于，每台矿热炉配有一套或者多套供电系统，矿热炉配有2套及2套以上供电系统时，阴级和阳极的电极(21)在炉膛内交错布置；电极(21)采用自焙电极、石墨电极或中空电极。

8.根据权利要求1所述的旋转式无固定阳极直流矿热炉，其特征在于，所述烟罩(6)的上方开有多个孔洞，烟罩(6)的侧壁设有炉门；烟罩(6)为水冷结构。

9.根据权利要求1所述的旋转式无固定阳极直流矿热炉，其特征在于，所述炉气烟道(8)的顶端设置钟罩阀(11)，钟罩阀下方设置炉气引出管(10)，用于将高温炉气引出；液压系统(14)为钟罩阀(11)提供液压动力。

10.一种如权利要求1-9任意一项权利要求所述的旋转式无固定阳极直流矿热炉的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、按照一定比例配好的原料，可通过皮带机、料罐车、加料机或吊装方式，将原料加入炉顶料仓(9)内，再通过下料管(7)将原料加入炉内，入炉原料的量可通过液压插板阀(12)来控制；为防止炉内烟气上窜，下料管(7)上设置料管风机(13)以向下料管(7)内鼓风；炉顶料仓(9)、下料管(7)、液压插板阀(12)和料管风机(13)的数量和位置可根据炉型的大小和冶炼工艺进行合理的搭配和布置；

步骤二、变压器(17)一次侧输入交流电，先经变压器(17)调整为冶炼所需电压，再经整流器(18)整流为直流电，输出阴阳两极的接口，阴极接口与阴极电极相连，阳极接口与阳极电极相连；一个变压器(17)配置一套整流器，对应阴阳两根电极，组成一套供电系统；每台矿热炉可配置有1套或者多套供电系统，矿热炉配置有2套及2套以上供电系统时，阴级和阳极的电极(21)在炉内交错布置；

步骤三、电极(21)可采用自焙电极、石墨电极或中空电极；电极(21)端头插入炉料(22)内，进行埋弧冶炼，利用直流电弧对炉料(22)进行加热熔化，在炉内发生还原、电解反应后，生成合格的液态产品，液态的产品或者渣通过出炉口(3)流出；电极(21)可以根据操作工艺的需求，使用电极升降装置(15)进行整体升降；随着电极(21)在炉内的消耗，使用抱闸压放装置(16)对电极进行压放；阴极和阳极的电极柱系统，在结构和功能上相同，均可实现电极(21)的升降、夹紧压放和导向功能；

步骤四、通过炉体旋转装置(1)使炉壳(2)、炉衬(3)和炉料(22)在冶炼的过程中旋转，保证炉内温度分布更为均匀，提高反应效率；

步骤五、烟罩(6)用于收集炉内反应产生的高温烟气，由于处于高温环境，烟罩(6)为水冷结构，同时可隔绝炉内的高温，改善车间内的工作环境；工人可通过烟罩(6)上的炉门对于炉内的料面进行处理；由于炉气的温度较高，可利用其余热进行发电、原料烘干；烟罩(6)收集的高温烟气通过炉气烟道(8)导出，由炉气引出管送至余热利用设施，利用后的炉气再经过除尘设备处理后达标排放；钟罩阀(11)为常闭状态，仅在紧急事故状态下打开；

步骤六、通过冷却水系统(5)为烟罩(6)、炉气烟道(8)、电极把持器(20)、变压器(17)、整流器(18)及二次母线(19)高温设备提供冷却循环水；通过液压系统(14)为电极升降装置(12)、抱闸压放装置(16)、液压插板阀(12)及钟罩阀(11)设备提供液压动力。

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