CN203615724U - 新式矿热炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种新式矿热炉，可用于冶炼电石、工业硅、多种金属合金或铁合金，用于开放或密闭式矿热炉，该新式矿热炉配合其它综合配套设备和数字化操作模式，可采用常规原料下降低冶炼的吨耗电并增加产量，并实现低品位的原料冶炼，利于环保除尘设备的安全稳定运行和矿热炉无人控制冶炼技术的实施。

Description

新式矿热炉

技术领域：

一种新式矿热炉，可应用于密闭，半密闭，开放式矿热炉，用于冶炼电石，黄磷、硅系(硅铁、硅钙、硅钡、硅钙钡、金属硅)、锰系(锰铁、硅锰、金属锰)，铬系或者镍系、钼铁、钨铁、钛铁各种矿热炉；供电方式采用直流，低频交流、中频、高频交流；等离子冶炼炉，电磁冶炼炉新型能源矿热炉；供电变压器采用三相变压器或单相变压器；一次供电电压采用11KV、35KV、66KV、110KV、220KV或更高电压等级，矿热炉功率500-500000千瓦；电极采用预焙或自焙碳电极，或者石墨与其它电极；二次供电加电装置采用铜瓦或组合把持器导电元件或其它加电方式。 

背景技术：

从矿热炉横截面上讲，传统冶炼的炉膛横截面都是圆形，少数为长方形或椭圆，但是除了圆形，其它方式因其实际应用的不对称性引起的供电负荷和电位梯度不对称问题，以及因为炉子三相电极不平衡的布置操作难度大而基本完全被淘汰；仅就目前存留的圆形炉膛结构来讲，在小功率矿热炉应用还勉强维持，大型矿热炉采用圆形炉膛无法实现小矿热炉的单耗指标并体现规模优势，大型密闭、半密闭或开放矿热炉使用传统炉膛会引起电极上抬，导致冶炼能耗增加，衍生故障较多，难以长期低耗稳定运行，对原料品位要求也比较苛刻。 

发明内容：

发明目的(解决的问题) 

本新式矿热炉有全新的设计角度和思路；其主要是在保证负荷和电极入料的前提下，通过减少冶炼死区，实现矿热炉冶炼时电极更好的插深，以提高矿热炉能耗利用率，并通过有效提高冶炼变压器自身的效率、功率因数，同时增加矿热炉低品位原料的适用性； 

本新式矿热炉所采用结构，在大型矿热炉采用单相变压器布置情况下，能使各单相变压器更邻近矿热炉炉膛中心，能有效的缩短矿热炉二次短网长度，降低短网损耗；但是同时要注意做好变压器的防火、防高温等安全防护和加强变压器冷却； 

冶炼术语----死区，指炉膛内两电极之间接近炉壁容易积料的地方。 

技术方案 

新式炉膛横截面结构： 

1.新式矿热炉的炉膛横截面，是三个电极采用等边三角形布置，以三个电极横截面几何中心的三个中心点的几何中心为炉膛中心，以电极几何中心为圆心，以电极直径或电极横截面的外接同心圆直径的1.399-9.999倍为直径做圆，这个圆称作瓣圆，三个瓣圆相交围成的三瓣梅花封闭曲线为矿热炉炉膛的横截面结构； 

电极为圆形则电极直径就是电极外接同心圆直径，电极采用其它形状，直径取值为电极横截面的外接同心圆直径； 

2.新式矿热炉的炉膛横截面有一种切线段与瓣圆弧形成的等效结构，其特征是：以三条直线分别在三瓣梅花的三个凹槽处与三瓣梅花的两瓣圆相切，三条直线在切点之间的三段切线段和两切点间瓣圆靠炉外侧的三段瓣圆弧所围成的切线段与圆弧相切封闭曲线为炉膛横截面的矿热炉炉膛横截面结构； 

3.新式矿热炉的炉膛横截面有一种圆弧与瓣圆弧不平滑连接形成的等效结构，其特征是：以三条直线分别在三瓣梅花的三个凹槽处与三瓣梅花的两瓣圆相切，三条直线在切点之间的产生三个切线段，在三瓣梅花凹槽外侧通过切线段两个端点做圆，该圆在切线段两端点间凸向炉膛中心方向的劣弧高度小于瓣圆直径的0.15倍，切线段两端点间凸向炉内的三段劣弧与三瓣梅花瓣圆两切点间靠炉外侧的三段瓣圆弧围成的多弧不平滑连接封闭曲线为炉膛横截面的矿热炉炉膛横截面结构； 

4.新式矿热炉的炉膛横截面有一种相切的多弧与瓣圆弧形成的等效结构，其特征是： 在三瓣梅花的凹槽处，以电极横截面外接同心圆直径的0.100-49.99倍为直径做三个外侧圆，在三瓣梅花凹槽处与两个梅花瓣圆相外切，三个外侧圆每个外侧圆与两个梅花瓣圆两切点之间的一段凸向炉心的弧，这三段凸向炉心的弧与三瓣梅花每个瓣圆上两切点间靠炉外侧的瓣圆弧形成的多弧封闭曲线为炉膛横截面的矿热炉炉膛横截面结构。 

花的凹槽处，以电极横截面外接同心圆直径的0.100-49.99倍为直径做三个外侧圆，在三瓣梅花凹槽处与两个梅花瓣圆相外切，三个外侧圆每个外侧圆与两个梅花瓣圆两切点之间的一段凸向炉心的弧，这三段凸向炉心的弧与三瓣梅花每个瓣圆上两切点间靠炉外侧的瓣圆弧形成的多弧封闭曲线为炉膛横截面的矿热炉炉膛横截面结构。 

5.新式矿热炉的过炉膛中心纵向剖面采用，柱状，上大下小台形，上小下大的台形，双曲线，从炉顶部到炉底部分层台阶收缩，或从炉顶部到炉底部分层台阶扩张的结构，或上述结构的部分结构混合。 

6.新式矿热炉炉壳的横截面形状采用圆形或与新式矿热炉炉膛横截面结构匹配的形状。 

有益效果 

新式矿热炉，就同种原料和变压器容量，采用数字化操作控制情况下，冶炼吨电单耗会低于传统炉3-5％，增产5-10％。 

附图说明：

新式矿热炉的炉子，因变压器接近矿热炉几何中心，矿热炉二次短网的大幅缩短，短网损耗也会降低，因而实现节能运行，单耗更低。 

图1：新式矿热炉三瓣梅花封闭结构炉膛横截面； 

图2：新式矿热炉的炉膛横截面一种切线段与圆弧混合的实用结构横截面图； 

图3：新式矿热炉的炉膛横截面一种圆弧与三瓣梅花瓣圆不平滑连接的实用结构横截面图； 

图4：新式矿热炉的炉膛横截面一种相切的多弧封闭的实用结构横截面图； 

附图说明： 

1炉膛；2炉壳；3炉壁和炉衬复合结构；4电极；5三瓣梅花瓣圆；6与三瓣梅花瓣圆相切的切线段；7经过切线段两个端点凸向炉内的劣弧；8凸向炉内与三瓣梅花两个瓣圆相切的弧。 

具体实施方式：

根据附图的图1-图4，以及矿热炉设计具体容量、参数和冶炼种类等要求，以及相应的炉底和炉墙耐火砖材质要求，按下述方法由矿热炉专业人员设计和砌筑。 

1、新式矿热炉的炉壳的施工与圆形相似或采用与炉膛横截面匹配的结构，新式矿热炉炉盖采用圆型或根据新式矿热炉横截面结构形状单独设计制作。 

2、炉膛砌筑可采用传统耐火砖砌筑方式；或砖型结构和尺寸与传统的不同，耐火砖预期设计，根据炉膛结构进行耐火砖尺寸分解，然后制作和烧制，砌筑，具体分解方式和特型砖的尺寸要确保炉膛砌筑结构受热及形变的科学性，砌筑坚固耐用即可。 

3、炉膛砌筑还可以采用预制模具，如制作混凝土部件一样，干燥后拆模，然后整体从内部或结合外部采用各种方式烧制炉膛，或投料运行时自动烧结形成。 

4、新式矿热炉的炉底碳砖的烧制与砌筑与传统相似，也可采用新砖形结构尺寸，可采用圆形炉底的砌筑方法，仅在炉底砌筑完成后砌筑新式矿热炉特征的炉膛耐火砖结构。 

5、新式矿热炉的出炉口与圆形炉膛一样，位于电极下部炉底高度的炉壁处，或其它炉壁较薄处。 

6、电极，液压系统，环保除尘，上料布料，原料烘干破碎，自动控制及炉变压器设计采用传统方式，变压器和短网电气参数取值会有不同。 

7、短网综合技术的使用必须科学，短网低压回路不留短板和缺陷。 

8、确保原料品质和原料质量稳定性，操作要对应原料情况做科学调整。 

9、矿热炉总体的及时巡检和维护，确保各设备完好率和使用率，尽量减少矿热炉热停炉时间和次数。 

Claims (4)

1.一种新式矿热炉，其特征是：新式矿热炉的炉膛横截面，是三个电极采用等边三角形布置，以三个电极横截面几何中心的三个点的几何中心为炉膛中心，以电极几何中心为圆心，以电极直径或电极横截面的外接同心圆直径的1.399-9.999倍为直径做圆，这个圆称作瓣圆，三个瓣圆相交形成的三瓣梅花封闭结构为矿热炉炉膛的横截面结构； 

电极为圆形则电极直径就是电极外接同心圆直径，电极采用其它形状，直径取值为电极横截面的外接同心圆直径。 

2.根据权利要求1所述的一种新式矿热炉，其特征是：炉膛横截面有一种切线段与圆弧混合的实用等效结构，其特征是：以三条直线分别在三瓣梅花的三个凹槽处与三瓣梅花的两瓣圆相切，三条直线在切点之间的三段切线段和两切点间瓣圆靠炉外侧的三段瓣圆弧所形成的切线段与圆弧封闭结构为炉膛的矿热炉炉膛横截面结构。 

3.根据权利要求1所述的一种新式矿热炉，其特征是：炉膛横截面有一种圆弧与三瓣梅花瓣圆不平滑连接的实用等效结构，其特征是：以三条直线分别在三瓣梅花的三个凹槽处与三瓣梅花的两瓣圆相切，三条直线在切点之间的产生三个切线段，在三瓣梅花凹槽外侧通过切线段两个端点做圆，该圆在切线段两端点间凸向炉膛中心方向的劣弧高度小于瓣圆直径的0.15倍，切线段两端点间凸向炉内的三段劣弧与三瓣梅花瓣圆两切点间靠炉外侧的三段瓣圆弧形成的多弧闭合曲线为炉膛横截面的矿热炉炉膛横截面结构。 

4.根据权利要求1所述的一种新式矿热炉，其特征是：炉膛横截面有一种相切的多弧封闭的实用等效结构，其特征是：在三瓣梅花的凹槽处，以电极横截面外接同心圆直径的0.100-49.99倍为直径做三个外侧圆，在三瓣梅花凹槽处与两个梅花瓣圆相外切，三个外侧圆每个外侧圆与两个梅花瓣圆两切点之间的一段凸向炉心的弧，这三段凸向炉心的弧与三瓣梅花每个瓣圆上两切点间靠炉外侧的瓣圆弧形成的多弧封闭曲线为炉膛横截面的矿热炉炉膛横截面结构。 

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