CN202734491U - 钛渣冶炼矩形电炉 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种钛渣冶炼矩形电炉，该电炉主要由变压器组件、短网组件、电极组件、加料组件及保压组件组成。所述变压器组件由直列设置的三台单相变压器构成。所述短网组件由铜管组和软母线组成。所述电极通过导电横臂、电极升降立柱与电极升降油缸连接，由夹持器夹持经电极升降导向架竖直穿过炉体上部直列排布的电极孔插入炉膛内。所述加料组件主要由定量给料机和加料管组成。所述保压组件由保压阀、集烟管和风机组成。本实用新型是一种热效率高，使用寿命长的钛渣冶炼矩形电炉。较之现有的圆形炉提高效率50%，综合能耗较圆形电炉降低25%，其阻抗不平衡度小于1%。

Description

钛渣冶炼矩形电炉
技术领域
本实用新型涉及一种冶炼设备，具体涉及一种钛渣冶炼矩形电炉。其炉体是一种密闭矩形结构，既可用于冶炼钛渣，又可用于冶炼稀土渣。
背景技术
众所周知，钛渣生产需在1600－1800℃高温下完成冶炼过程，由于钛渣熔体具有极高的化学活性，几乎能与所有金属和非金属发生作用，能很快腐蚀普通的耐火材料。钛渣电炉各项工艺参数设计的合理性直接影响炉体的使用寿命。随着钛工业的发展，降低钛渣的生产成本，保护环境、降低能耗、采用大容量的密闭电炉冶炼钛渣已势在必行。目前，我国小型电炉进行钛渣冶炼的工艺参数，它是基于矿热电炉生产过程，在电弧作用下，钛精矿中的铁氧化物与还原剂进行反应而生成熔融铁，随着反应的继续，上部炉料由于支撑以及烧结作用而形成“假炉盖”，将熔池包裹，上一炉冶炼结束后需要对“假炉盖”进行捣炉操作，使其进入反应区，如此反复。但随着电炉容量增加，电炉炉膛尺寸也随之增大，若沿用这一工艺参数，则炉料的支撑作用减弱，形成“假炉盖”的难度增大，无法实现对炉衬的保护，又因在熔池内将堆积大量的炉料，不但反应变得困难，而且会发生严重的翻渣现象，导致生产难以进行。现有技术中，所使用的钛渣冶炼圆形电炉因其电炉参数设计的不合理性，存在阻抗不平衡度大于5%以上，反应区总面积小，热效率低，电炉容量小，能耗大等诸多缺点。
发明内容
 本实用新型的目的在于克服现有钛渣冶炼炉工艺参数设计技术的不足，提供一种“钛渣冶炼矩形电炉”， 本矩形电炉具有结构设计合理、容量大、成本低，生产连续稳定、节能降耗、使用安全的优点，是一种热效率高，使用寿命长的钛渣冶炼矩形电炉。
为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种钛渣冶炼矩形电炉，包括由炉盖、炉壁、炉壳、炉衬构成的炉体，设置在炉盖上部的电极孔、除尘孔、加料孔，设置在炉壁上的防爆孔，设置在炉体下部的出渣口、出铁口。该电炉主要由变压器组件、短网组件、电极组件、加料组件及保压组件组成。
所述变压器组件由直列设置的三台单相变压器构成。
所述短网组件由铜管组和软母线组成，其一端通过软补偿器与单相变压器电连接，另一端用螺栓紧固于导电横臂尾部的铜排上。
所述电极组件置于炉体上部的电极平台上，设置为直列结构，主要由电极、导电横臂、电极升降油缸、电极升降立柱、电极升降导向架组成，电极通过导电横臂、电极升降立柱与电极升降油缸连接，由夹持器夹持经电极升降导向架竖直穿过炉体上部直列排布的电极孔插入炉膛内。
所述加料组件主要由定量给料机和加料管组成，定量给料机通过法兰固接于炉体顶部的加料仓下端，通过加料斗和加料管与炉体连接。
所述保压组件由保压阀、集烟管和风机组成，其保压阀由上阀体、限位盘、阀芯及下阀体组成，通过法兰固接于炉盖上部直列排布的除尘孔上，保压阀的一端通过集烟管与风机连接，另一端与设置在炉盖上部的除尘孔相连。
所述炉体为由炉盖、炉壁、炉壳、炉衬形成的密闭式矩形结构。
所述加料管由沿电极周边设置的主加料管和沿炉膛边缘等距离设置的辅助加料管组成。
其主加料管设置为3－6组，每组设置4－6根。
电炉的操作功率为9000KVA－90000KVA。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
1. 因本实用新型其炉体设计为密闭式矩形结构，其优点是：
（1）容量大，利于电炉的大型化，尤其适用于大功率电炉；
（2）由于电弧分散，能使得反应区总面积增大，这可以增加电炉的热效率，较之现有的圆形炉提高效率50%；
（3）能耗低，综合能耗较圆形电炉降低25%；
（4）可通过挂渣操作形成假炉衬，对炉衬进行保护，有效防止熔融钛渣对炉衬的侵蚀，大幅度延长炉体的使用寿命，降低钛渣的生产成本。
2. 由于采用了直列六电极布置，同时采用了三台单相变压器直列，使得三相阻抗最小，其阻抗不平衡度小于1%。
3. 因设置有由计量给料机和加料管组成的加料组件，可按需连续加入炉料到反应区，控制加入速度，使得反应炉料的速度与加入速度基本一致，这样，在熔池上部不存在大量的炉料堆积，获得稳定的熔炼过程，不会发生翻渣。同时，熔池内热分布良好，进一步降低能耗。
附图说明
图1是本实用新型的主视剖视结构示意图。
图2是本实用新型的右视剖视结构示意图。
图3是本实用新型的保压组件中的保压阀的剖视结构示意图。
图中：1、集烟管，2、炉体， 3、主加料管， 4、辅助加料管，  5、电极，6、导电横臂，7、短网，8. 单相变压器， 9. 加料斗， 10. 电极升降油缸， 11. 电极升降立柱， 12. 电极升降导向架， 13. 夹持器，14. 上阀体，15. 限位盘，16. 阀芯，17. 下阀体。
具体实施方式
   下面通过非限制性实例进一步阐述本实用新型，理解本实用新型。
如图1、图2、图3所示，一种钛渣冶炼矩形电炉，包括由炉盖、炉壁、炉壳、炉衬构成的炉体，设置在炉盖上部的6个电极孔、6 个除尘孔、62个加料孔，设置在炉体下部的出渣口、出铁口。该电炉主要由变压器组、短网组件、电极组件、加料组件及保压组件组成。炉盖、炉壁均为水冷式结构。
所述变压器组件由直列设置的三台单相变压器构成。
所述短网组件由铜管组和软母线组成，其一端通过电流补偿器与单相变压器电连接，另一端用螺栓紧固于导电横臂尾部的铜排上。
所述电极组件置于炉体上部的电极平台上，设置为直列六电极结构，主要由电极、导电横臂、电极升降油缸、电极升降立柱、电极升降导向架组成，电极通过导电横臂与电极升降油缸连接，由夹持器夹持经电极升降导向架竖直穿过炉体上部直列排布的电极孔插入炉膛内。
所述加料组件主要由定量给料机和加料管组成，共设置62台套，定量给料机通过法兰固接于炉体顶部的加料仓下端，通过加料斗和加料管与炉体连接。
所术保压组件由保压阀和风机组成，其保压阀由上阀体、限位盘、阀芯及下阀体组成，通过法兰固接于炉盖上部直列排布的除尘孔上，保压阀的一端通过集烟管与风机连接，另一端与设置在炉盖上部的除尘孔相连。
所述炉体为由炉盖、炉壁、炉壳、炉衬形成的密闭式矩形结构。
由于矩形电炉采用了薄料层开弧连续冶炼工艺路线，电弧区域为主要反应区域，其加料管由沿电极周边设置的主加料管和沿炉膛边缘等距离设置的辅助加料管组成。其主加料管设置6组，每组设置4根，辅助加料管沿矩形炉膛长边边缘各对称设置14根，沿矩形炉膛短边边缘各对称设置5根，共有加料管62根，按照反应速度连续的向炉内投入炉料，达到炉内保持有较薄料层的工作条件。而辅助加料管则是沿炉膛边缘均匀布置，其主要目的并不是作为加料使用，而是在该区域投入冷料将能有效的冷却和保护挂渣层。
所述矩形电炉的操作功率为30000 KVA。
本实用新型采用铆焊及机加工制造。
综上所述，本实用新型具有结构设计合理、容量大、成本低，生产连续稳定、节能降耗、使用安全的优点，是一种热效率高，使用寿命长的钛渣冶炼矩形电炉。较之现有的圆形炉提高效率50%，综合能耗较圆形电炉降低25%，其阻抗不平衡度小于1%。

Claims (10)

1.一种钛渣冶炼矩形电炉，包括由炉盖、炉壁、炉壳、炉衬构成的炉体，设置在炉盖上部的电极孔、除尘孔、加料孔，设置在炉壁上的防爆孔，设置在炉体下部的出渣口、出铁口，其特征在于，该电炉主要由变压器组件、短网组件、电极组件、加料组件及保压组件组成。
2.根据权利要求1所述的一种钛渣冶炼矩形电炉，其特征在于，所述变压器组件由直列设置的三台单相变压器（8）构成。
3.根据权利要求1所述的一种钛渣冶炼矩形电炉，其特征在于，所述短网组件由铜管组和软母线组成，其一端通过软补偿器与单相变压器（8）电连接，另一端用螺栓紧固于导电横臂（6）尾部的铜排上。
4.根据权利要求1所述的一种钛渣冶炼矩形电炉，其特征在于，所述电极组件置于炉体（2）上部的电极平台上，设置为直列结构，主要由电极（5）、导电横臂（6）、电极升降油缸（10）、电极升降立柱（11）、电极升降导向架 （12）组成，电极（5）通过导电横臂（6）、电极升降立柱（11）与电极升降油缸（10）连接，由夹持器（13）夹持经电极升降导向架 （12）竖直穿过炉体（2）上部直列排布的电极孔插入炉膛内。
5.根据权利要求1所述的一种钛渣冶炼矩形电炉，其特征在于，所述加料组件主要由定量给料机和加料管组成，定量给料机通过法兰固接于炉体（2）顶部的加料仓下端，通过加料斗（9）和加料管与炉体（2）连接。
6.根据权利要求1所述的一种钛渣冶炼矩形电炉，其特征在于，所述保压组件由保压阀、集烟管和风机组成，其保压阀由上阀体（14）、限位盘（15）、阀芯（16）及下阀体（17）组成，通过法兰固接于炉盖上部直列排布的除尘孔上，保压阀的一端通过集烟管与风机连接，另一端与设置在炉盖上部的除尘孔相连。
7.根据权利要求1所述的一种钛渣冶炼矩形电炉，其特征在于，所述炉体（2）为由炉盖、炉壁、炉壳、炉衬形成的密闭式矩形结构。
8.根据权利要求5所述的一种钛渣冶炼矩形电炉，其特征在于，所述加料管由沿电极（5）周边设置的主加料管（3）和沿炉膛边缘等距离设置的辅助加料管（4）组成。
9. 根据权利要求8所述的一种钛渣冶炼矩形电炉，其特征在于，其主加料管（3）设置为3-6组，每组设置4－6根。
10.根据权利要求1所述的一种钛渣冶炼矩形电炉，其特征在于，电炉的操作功率为9000KVA－90000KVA。
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