續熱式電熔剛玉的合成裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種續熱式電熔剛玉的合成裝置，該裝置包括煅燒窯、原料輸送管道、原料倉、爐料配送裝置、電弧爐及支撐電弧爐的爐缸座，所述原料輸送管道的一端與煅燒窯相連，原料輸送管道的另一端與爐料配送裝置相連，所述原料倉設置在原料輸送管道上方，并通過管道與原料輸送管道的中部相連，所述電弧爐位于爐料配送裝置的下方。本實用新型通過將煅燒后的高溫鋁土礦石和輔料在傳輸的過程中進行預熱，進而送入電弧爐進行冶煉，充分利用電熔剛玉合成工藝流程中的產生的熱能，提高熱利用率，降低單位產品的耗電量，同時提高生產效率。
【專利說明】續熱式電熔剛玉的合成裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電熔剛玉冶煉領域，尤其涉及一種續熱式電熔剛玉的合成裝置。【背景技術】
[0002]現有電熔剛玉冶煉技術特征是:鋁土礦石經1300°C以上高溫煅燒后冷卻至常溫，經破碎成一定顆粒度后與含鐵、含碳等輔助材料按相應比例配混，投入到三項電極電弧爐中冶煉至2000°C以上溫度時完成電熱化合反應,然后將高溫熔液傾注到帶有耐火材料內襯的盛包中冷卻至常溫，獲得剛玉產品。當需要對產品或副產品繼續深加工時再將已獲得常溫產品作為原料投入到電爐中添加相應元素，再次經高溫冶煉完成電熱化合反應后，高溫熔液傾注到盛包中冷卻至常溫，獲得新產品。
[0003]現有電熔剛玉冶煉裝置的主要缺點是:在產品制造過程中有過多工藝性間斷點，三次將物質從常溫提升至高溫又降至常溫，熱利用率低，能耗奇高；由于三項電極電弧爐冶煉剛玉的關鍵技術受制于現有行業技術基礎，大功率(10000KVA以上)剛玉冶煉電弧爐發展受阻，無法獲得電爐大型化、短流程、連續式生產帶來的更多好處；受制于工藝裝備落后，主要原料鋁土礦石的煅燒與礦石品位控制粗放，導致電熔剛玉過程中爐況不穩定，爐前配方臨時調整頻繁，質量波動較大，過分依賴人為經驗性操作，不利于制造過程機械化、自動化；現用有襯盛包維修量大，對產品形成污染，增加了次級品數量，且無法滿足多品種聯合生產需要。
實用新型內容
[0004]針對現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種續熱式電熔剛玉的合成裝置，其充分利用電熔剛玉合成工藝流程中的產生的熱能，提高熱利用率，降低單位產品的耗電量，同時提高生產效率。
[0005]為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]一種續熱式電熔剛玉的合成裝置，包括煅燒窯、原料輸送管道、原料倉、爐料配送裝置、電弧爐、支撐電弧爐的爐缸座及用于承接熱熔液的多個盛包，所述原料輸送管道的一端與煅燒窯相連，原料輸送管道的另一端與爐料配送裝置相連，所述原料倉設置在原料輸送管道上方，并通過管道與原料輸送管道的中部相連，所述電弧爐位于爐料配送裝置的下方。
[0007]進一步地，所述原料輸送管道包括雙向輸送管道及輔料預熱管道，該雙向輸送管道的入口端與所述煅燒窯相連，雙向輸送管道的出口端與輔料預熱管道的入口端相連，該雙向輸送管道的下方還通過管道與一冷卻器相連，當電弧爐階段性停止工作時，可將煅燒窯內送出的高溫鋁土礦石連續導入冷卻器中，從而保證生產的連續性；所述原料倉與輔料預熱管道的中部相連，該輔料預熱管道的出口端連接所述爐料配送裝置。
[0008]進一步地，該續熱式電熔剛玉的合成裝置還包括原料備用倉及備用輸送管道，原料倉通過管道連接備用輸送管道，該備用輸送管道的出口端連接所述爐料配送裝置；該原料備用倉內儲存了經冷卻器冷卻得到的鋁土礦石及各種輔料。
[0009]進一步地，所述爐料配送裝置包括帶密封接口的輸爐料管。
[0010]進一步地，所述多個盛包包括再熔盛包及無襯盛包。
[0011]進一步地，所述雙向輸送管道上方還設有煙氣回收口，用于將管道中產生的熱汽、熱煙進行回收再利用，可進一步提高整個裝置的熱利用率。
[0012]進一步地，該續熱式電熔剛玉的合成裝置還包括提供電力的短網及與之配合的變壓器，所述電弧爐采用六個電極進行供電。
[0013]進一步地，所述短網包括十二支輸電銅管，所述變壓器的二次出線相序標注在輸電銅管截面上，由al相、xl相、bl相、yl相、cl相、zl相、a2相、x2相、b2相、y2相、c2相、z2相共十二相組成，按照同相往復逆排列方式組成二列六行，該12相序與對應的六項電極按(al, zl)、(a2, z2)、(c2, y2)、(bl, xl)、(cl, yl)、(b2, x2)組對連接，電爐六根電極按照星-雙三角接線方式運行，采用多電極電爐供電方案可解決電爐大型化過程中遇到的能耗、物耗、產品雜質偏高的問題；且多電極供電使得大功率電爐單項電極端面比表面平均功率下調，電極高溫氧化損毀減少，使得爐缸表面功率配置均勻，電熱化合反應平穩有利于產品雜質分離，從而多電極電弧爐有利于提高產量；短網布置采用同相往復式逆排列的方式可最大限度地抵消渦流損耗，提高電爐功率因數。
[0014]進一步地，所述電弧爐頂部設有一爐罩，該爐罩兩側對稱地分別設有一排氣罩，有利于反應過程中產生的煙氣的快速排出。
[0015]進一步地，所述電弧爐兩側設有支撐于爐缸座兩側壁頂端的傾動耳軸，電弧爐爐缸底部設有加強筋，所述爐缸座設有支撐于電弧爐爐缸底部加強筋的爐缸支撐座，該加強筋與爐缸支撐座相配合，用于減輕傾動耳軸的垂直重力荷載，避免傾動耳軸長期高溫荷重疲勞變形。
[0016]如上所述，本實用新型通過將煅燒后的高溫鋁土礦石和輔料在傳輸的過程中進行預熱，進而送入電弧爐進行冶煉，充分利用電熔剛玉合成工藝流程中的產生的熱能，提高熱利用率，降低單位產品的耗電量，同時提高生產效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型續熱式電熔剛玉的合成裝置一種實施例的結構示意圖。
[0018]其中:1、煅燒窯；6、雙向輸送管道；7、輔料預熱管道；2、原料倉；8、臥式冷卻器；3、爐料配送裝置；9、原料備用倉；42、排氣罩；44、電極；41、爐罩；5、爐缸座；51、電爐支撐座；52、爐罩側壁；4、六電極電弧爐；15、再熔盛包；16、無襯盛包；43、傾動耳軸；18、再熔電爐。
[0019]圖2a是圖1所示的雙向輸送管道A - A剖面構造圖；
[0020]圖2b是圖2a的側視面構造圖。
[0021]其中:21、上料口連接盤；22、下料口連接盤；23、煙氣回收口連接盤；24、冷卻器口連接盤；25、重型耐火保溫襯材；26、重型耐火耐磨襯材；27、輕型耐火保溫襯材；28、金屬筒殼。
[0022]圖3a是圖1所示的輔料預熱管道A - A剖面構造圖；
[0023]圖3b是圖3a的俯視面構造圖。[0024]其中:31、上料口連接盤；35、下料口連接盤；32、金屬筒殼；33、A料倉料口連接盤；34、輕型耐火保溫襯材；36、重型耐火耐磨襯材；37、重型耐火保溫襯材；38、F料倉料口連接盤；39、重型耐火耐磨混料錐；310、C料倉料口連接盤。
[0025]圖4a是圖1所示的爐料配送裝置側視面構造圖；
[0026]圖4b是圖4a的A - A剖面構造圖；
[0027]圖4c是圖4a的俯視面構造圖。
[0028]其中:61、輸料管外殼；62、重型耐火保溫襯材；63、重型耐火耐磨襯材；64、輕型耐火保溫襯材；65、傾動配送器外殼；66、輕質耐火保溫蓋板；67、重型耐火耐磨底板；68、傾動搖臂；69、傾動氣缸；610、傾動軸座；611、預熱料管下口 ；612、傾動配送器底座；613、傾動連軸；614、分料口下料管；615、密封接口 ；616、工程陶瓷輸爐料管；617、耐火保溫襯材；618、
爐料管外殼。
[0029]圖5a是圖1所示的雙排氣罩A - A剖面構造圖；
[0030]圖5b是圖5a的俯視面構造圖。
[0031]其中:42、排氣罩；83、耐火保溫內襯；101、中空爐罩上蓋；102、爐罩冷卻水管；103、爐罩電極孔；104、輸爐料管孔；105、耐火保溫材料；131、爐罩外側壁；132、爐側內壁；
133、爐罩觀察孔。
[0032]圖6a是圖1所示的電弧爐A - A剖面構造圖；
[0033]圖6b是圖6a的俯視面構造圖。
[0034]其中:141、爐缸外殼；142、隔熱貼板；143、耐火磚襯；144、熔鑄爐襯；146、爐嘴；44、電極；148、爐缸壓蓋；43、傾動耳軸；149、爐缸腰帶箍。
[0035]圖7a是圖1所示的爐缸座A - A剖面構造圖；
[0036]圖7b是圖7a的俯視面構造圖。
[0037]其中:121、加強筋；123、爐缸支撐座。
[0038]圖8是圖1所示的的無襯盛包。
[0039]其中:161、內盛包；162、外盛包；163、噴淋管；164、排液管；165、外盛包吊耳；166、內盛包吊孔；167、冷卻介質空間。
[0040]圖9a是圖1所示的再熔式盛包A - A剖面構造圖；
[0041]圖9b是圖9a的俯視面構造圖。
[0042]其中:151、盛包外殼；152、隔熱貼板；153、高鋁磚；154、吊耳；155、耐熱搗打層；156、熔融鑄層；157、包嘴；158、調度車；159、壓板；1510、內包襯；1511、盛包腰帶箍。
[0043]圖1Oa是本實用新型續熱式電熔剛玉的合成裝置所使用的同相往復逆排列短網接線圖；
[0044]圖1Ob是本實用新型續熱式電熔剛玉的合成裝置所使用的六電極與短網連接的示意圖。
[0045]其中:111、管式短網固定框架；112、管式短網固定介質；113、輸電銅管；114、變壓器出線相序；115、電極接線相序；116、電極星-雙三角接線運行圖；117、2列6行式布管。
[0046]圖11是本實用新型續熱式電熔剛玉的生產工藝流程圖。
【具體實施方式】[0047]下面，結合附圖以及【具體實施方式】，對本實用新型做進一步描述:
[0048]請參閱圖1，本實用新型提供一種續熱式電熔剛玉的合成裝置，其包括煅燒窯1、原料輸送管道、原料倉2、爐料配送裝置3、電弧爐4、支撐電弧爐4的爐缸座5及用于承接熱熔液的多個盛包，所述原料輸送管道的一端與煅燒窯I相連，原料輸送管道的另一端與爐料配送裝置3相連，所述原料倉2設置在原料輸送管道上方，并通過管道與原料輸送管道的中部相連，所述電弧爐4位于爐料配送裝置3的下方，在本實施例中，多個盛包包括無襯盛包16及再熔盛包15。
[0049]請參閱圖2及圖3，所述原料輸送管道包括雙向輸送管道6及輔料預熱管道7，該雙向輸送管道6的入口端與所述煅燒窯I相連，雙向輸送管道6的出口端與輔料預熱管道7的入口端相連，該雙向輸送管道6的下方還通過管道與一冷卻器8相連；當電弧爐4連續工作時，經過煅燒后的鋁土礦石沿著原料輸送管道進行連續送料；當電弧爐階段性停止工作時，可將煅燒窯I內送出的高溫鋁土礦石連續導入冷卻器8中，從而保證生產的連續性；所述原料倉2與輔料預熱管道7的中部相連，輔料連續地落在傳送中的高溫鋁土礦石上，從而與高溫鋁土礦石進行熱交換，實現輔料的預熱；該輔料預熱管道7的出口端連接所述爐料配送裝置3 ;所述爐料配送裝置3包括帶密封接口的輸爐料管616，該輸爐料管616是用工程陶瓷所制，其耐熱性比一般的金屬料管更好；其中，在本實施例中，鋁土礦石為主料，所述輔料包括鐵、碳及各種調質元素。
[0050]進一步地，該續熱式電熔剛玉的合成裝置還包括原料備用倉9及備用輸送管道10，其與原料輸送管道及原料倉2對稱地設置；該備用輸送管道10的出口端連接所述爐料配送裝置3 ;該原料備用倉9用于儲存經冷卻器8冷卻得到的鋁土礦石及各種輔料。
[0051]進一步地，所述原料倉2包括多個相互獨立的料倉，具體地，在本實施例中，該多個料倉分別為鐵料倉、碳料倉及調質元素料倉，其是為生產各種不同性能、用途的剛玉產品而視情況添加的。
[0052]進一步地，所述雙向輸送管道6上方還設有煙氣回收口 61，用于將管道中產生的熱汽、熱煙進行回收再利用，可進一步提高整個裝置的熱利用率。
[0053]進一步地，該續熱式電熔剛玉的合成裝置還包括提供電力的短網及與之配合的變壓器，所述電弧爐4采用六個電極44進行供電；優選地，所述短網包括十二支輸電銅管113，所述變壓器的二次出線相序標注在這些輸電銅管113截面上，由al相、xl相、bl相、yl相、Cl相、zl相、a2相、x2相、b2相、y2相、c2相、z2相共十二相組成，按照同相往復逆排列方式組成二列六行，該12相序與對應的六項電極按(al，zl)、(a2，z2)、(c2，y2)、(bl,xl)、(cl，yl)、(b2，x2)組對連接，電爐六根電極44按照星-雙三角接線方式運行；這種采用多電極電爐供電方案可解決電爐大型化過程中遇到的能耗、物耗、產品雜質偏高的問題；且多電極供電使得大功率電弧爐4單項電極端面比表面平均功率下調，電極高溫氧化損毀減少，并使得爐缸表面功率配置均勻，電熱化合反應平穩有利于產品雜質分離，從而有利于提高產量；短網布置采用同相往復式逆排列的方式可最大限度地抵消渦流損耗，提高電爐功率因數。
[0054]具體地，所述電弧爐4頂部設有一爐罩41，該爐罩41兩側對稱地分別設有一排氣罩42，有利于反應過程中產生的煙氣的快速排出；在本實施例中，兩排氣罩42分別通過管道將熱煙氣導入余熱利用裝置進行再利用，最大限度的提高熱利用率，減少生產電耗；最后通過環保裝置處理后達標排放。
[0055]進一步地，所述電弧爐4兩側設有支撐于爐缸座5兩側壁頂端的傾動耳軸43，爐缸座5內壁設有若干支撐于電弧爐底部的加強筋121，具體地，這些加強筋121與電弧爐4底部形狀相匹配，并設置在電弧爐4爐嘴相對的一側，這樣設計是便于傾倒電弧爐4 ;該加強筋121用于減輕傾動耳軸43的垂直重力荷載，避免傾動耳軸43長期高溫荷重疲勞變形。
[0056]通過續熱式電熔剛玉的合成裝置的生產工藝，其包括如下步驟:
[0057]1、對原料礦石先破碎、后篩分、再混配，實現原料均質目的，其中1.1，篩上物大于工藝要求粒徑的礦石返回破碎機再破碎；1.2，篩下物中符合工藝要求的粒徑分存于不同配料料倉經計量、混配、均化后進入高溫煅燒窯；1.3，篩下物中不符合投爐要求的細粉去制球機，先計量、混配、均化后制成料球進入配料料倉中參予混配煅燒。
[0058]2、煅燒過程，將混配后的鋁土礦石送入煅燒窯I進行煅燒；
[0059]3、傳送、預熱過程，將煅燒后的鋁土礦石送入原料輸送管道向前連續傳送，原料倉2里的輔料連續落在傳送中的鋁土礦石上，并與之一起傳送至爐料配送裝置3進行配送入料；在此傳輸的過程中，高溫鋁土礦石與輔料進行熱傳遞，利用鋁土礦石的高溫對常溫狀態下的輔料進行預熱，消除輔料當中的吸附水分，確保原料的高溫入爐；具體地，3.1，含鐵輔料先通過計量后進入預熱輸送裝置進行預加熱及混配；3.2，含碳輔料通過計量后進入預熱輸送裝置進行預加熱及混配；3.3，其他調質元素材料亦可通過計量后進入預熱輸送裝置進行預加熱及混配；3.4，進入備用倉9的常溫礦石通過計量后進入預熱輸送管道7進行混配；優選地，在往原料輸送管道內添加原料的過程中，還設置計算機自動控制配料系統，對1.2、
3.1,3.2,3.3,3.4計量輸送數據進行元素配入量計算，確定并控制各種爐料的配給量，保證電弧爐4冶煉配方準確、穩定。
[0060]4、冶煉過程，混配后的鋁土礦石及輔料從爐料配送裝置3落入電弧爐4內進行反應；
[0061]5、制造成品過程，將反應后的剛玉熱熔液倒入相應的盛包中進行冷卻，從而制得剛玉產品。
[0062]進一步地，所述將煅燒后的鋁土礦石送入原料輸送管道向前連續傳送的步驟還包括:將煅燒后的鋁土礦石從煅燒窯I連續送入冷卻器8中進行冷卻，從而確保生產的連續性，這在電弧爐4階段性停止工作時起作用，用于確保生產的連續性；之后，再將冷卻后的鋁土礦石轉移到原料備用倉9中備用。
[0063]進一步地，所述傳送、預熱過程步驟中產生的熱汽、熱煙從煙氣回收口導入余熱利用裝置進行再利用，從而可進一步提高熱利用率。
[0064]進一步地，所述冶煉過程步驟后的剛玉熱熔液設置多有種用途盛包，用于解決一爐生產多品種產品問題:生產A產品時使用無襯盛包16，可實現熔液快冷慢凝、快冷快凝，獲得兩種不同物理性能的產品；將熱熔液倒入再熔盛包15進入再熔電爐18時，可以解決高溫熔液溫度的再利用，通過添加稀有元素的再冶煉，獲得多種低成本高級產品；生產B產品時使用常規盛包。
[0065]現有技術與本實用新型的技術特征及達成的效果對比如下表所示:
[0066]
【權利要求】
1.一種續熱式電熔剛玉的合成裝置，其特征在于:包括煅燒窯、原料輸送管道、原料倉、爐料配送裝置、電弧爐、支撐電弧爐的爐缸座及用于承接熱熔液的多個盛包，所述原料輸送管道的一端與煅燒窯相連，原料輸送管道的另一端與爐料配送裝置相連，所述原料倉設置在原料輸送管道上方，并通過管道與原料輸送管道的中部相連，所述電弧爐位于爐料配送裝置的下方。
2.如權利要求1所述的續熱式電熔剛玉的合成裝置，其特征在于:所述原料輸送管道包括雙向輸送管道及輔料預熱管道，該雙向輸送管道的入口端與所述煅燒窯相連，雙向輸送管道的出口端與輔料預熱管道的入口端相連，該雙向輸送管道的下方還通過管道與一冷卻器相連；所述原料倉與輔料預熱管道的中部相連，該輔料預熱管道的出口端連接所述爐料配送裝置。
3.如權利要求2所述的續熱式電熔剛玉的合成裝置，其特征在于:所述雙向輸送管道上方還設有煙氣回收口。
4.如權利要求1所述的續熱式電熔剛玉的合成裝置，其特征在于:所述爐料配送裝置包括帶密封接口的輸爐料管。
5.如權利要求1所述的續熱式電熔剛玉的合成裝置，其特征在于:所述多個盛包包括再熔盛包及無襯盛包。
6.如權利要求1所述的續熱式電熔剛玉的合成裝置，其特征在于:還包括提供電力的短網及與之配合的變壓器，所述電弧爐采用六個電極進行供電。
7.如權利要求6所述的續熱式電熔剛玉的合成裝置，其特征在于:所述短網包括十二支輸電銅管，所述變壓器的二次出線相序標注在輸電銅管截面上，由al相、xl相、bl相、yl相、Cl相、zl相、a2相、x2相、b2相、y2相、c2相、z2相共十二相組成，按照同相往復逆排列方式組成二列六行，該12相序與對應的六項電極按(al，zl)、(a2，z2)、(c2，y2)、(bl，xl)、(cl，yl)、(b2，x2)組對連接，電爐六根電極按照星-雙三角接線方式運行。
8.如權利要求1所述的續熱式電熔剛玉的合成裝置，其特征在于:所述電弧爐頂部設有一爐罩，該爐罩兩側對稱地分別設有一排氣罩。
9.如權利要求1所述的續熱式電熔剛玉的合成裝置，其特征在于:所述爐缸座內壁設有若干支撐于電弧爐底部的加強筋。
10.如權利要求1所述的續熱式電熔剛玉的合成裝置，其特征在于:還包括原料備用倉及備用輸送管道，該原料備用倉通過管道連接于備用輸送管道，該備用輸送管道的出口端連接所述爐料配送裝置。
【文檔編號】C01F7/02GK203593635SQ201320723807
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】張平, 元晉予 申請人:張平