專(zhuān)利名稱(chēng)：大型直流中空電極密閉礦熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種埋弧式電弧爐，尤其涉及一種直流埋弧式電弧爐。
技術(shù)背景直流電弧爐技術(shù)已經(jīng)在煉鋼上得以廣泛地應(yīng)用，并在大型化和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技 術(shù)上取得了令人矚目的業(yè)績(jī)，但在礦熱爐的應(yīng)用上卻舉步為艱， 一直停留在中、 小型冶煉爐上，其經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)也不甚理想。現(xiàn)有的大型交流密閉礦熱爐由于交流技術(shù)的限制，已無(wú)太大潛力可挖，若 要降低電耗和提高各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，只能另辟蹊徑，同時(shí)現(xiàn)有交流礦熱爐存 在著爐底礦熱爐電流分布不均，進(jìn)而導(dǎo)致?tīng)t底溫度不均，不利于冶煉過(guò)程的順 利進(jìn)行；還有爐況不穩(wěn)，難于掌控，電耗高，電極消耗大。難于改造及安全性 較低等等諸多問(wèn)題，不利于產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的提高；而且現(xiàn)有自焙中空電極只 能用來(lái)調(diào)整爐況，不能定時(shí)定量送料，不能用于熔化原料。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種大型直流中空電極密閉礦熱爐，其解決了背景技術(shù) 直流電弧爐無(wú)法應(yīng)用在礦熱爐以及交流密閉礦熱爐電耗高、電極消耗大、安全 性較低的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 . 一種大型直流中空電極密閉礦熱爐，包括直流電源24、爐體、爐蓋、設(shè)置在爐體內(nèi)的至少三個(gè)中空電極21及電極升降系統(tǒng)、自控系統(tǒng)27、連接中空電 極21和直流電源24的陰極水冷電纜22以及連接爐體和直流電源24的陽(yáng)極水 冷電纜23;所述爐體包括固連在一起的爐壁25和爐底26;所述中空電極21 圓周均布并貫穿爐蓋；其特殊之處是，所述礦熱爐還包括粉末料輸送系統(tǒng)20; 所述粉末料輸送系統(tǒng)20與中空電極21相通；所述礦熱爐還包括連接爐體和陽(yáng)極水冷電纜23的底電極外接頭12;所述中空電極21包括中空柱狀電極本體8以及可對(duì)電極本體8上端部進(jìn)行密封的電極密封蓋14;所述爐蓋由內(nèi)至外依次包括高鋁輕質(zhì)耐火磚層7、爐蓋絕熱彈性層6和爐蓋外殼19;所述爐壁25由 內(nèi)至外依次包括導(dǎo)電碳磚層5、粘土耐火磚電絕緣層4、爐體絕熱彈性層3、爐 體外殼2;所述爐底26由內(nèi)至外依次包括導(dǎo)電碳磚層5、粘土耐火磚電絕緣層 4、鎂碳磚層IO、底電極、爐體絕熱彈性層3、爐體外殼2。上述底電極包括環(huán)狀的導(dǎo)電水冷管31以及上下貫穿鎂碳磚層10的多個(gè)觸 點(diǎn)座9，所述觸點(diǎn)座9的數(shù)量與中空電極21的數(shù)量一致且位置與中空電極21 底部開(kāi)口處相對(duì)應(yīng)；所述每個(gè)觸點(diǎn)座9均包括多個(gè)獨(dú)立的圓周均布的中空桶狀 觸點(diǎn)32;所述導(dǎo)電水冷管31與所有觸點(diǎn)32相連通；所述底電極外接頭12用 于連接水循環(huán)系統(tǒng)和導(dǎo)電水冷管31。上述水循環(huán)系統(tǒng)為熱泵90。上述爐體包括設(shè)置在爐體外殼2側(cè)面外部的保溫層1。 上述電極本體8外側(cè)面設(shè)置有不銹鋼薄板16。上述自控系統(tǒng)27包括控制計(jì)算機(jī)以及設(shè)置在礦熱爐內(nèi)的至少一個(gè)傳感器。上述傳感器包括流量傳感器18、溫度傳感器17、壓力傳感器15、位移傳 感器、監(jiān)視器中的一種或多種；所述流量傳感器18和壓力傳感器15設(shè)置在粉 末料輸送系統(tǒng)20中；所述溫度傳感器17設(shè)置在爐體內(nèi)；所述位移傳感器設(shè)置 在電極升降系統(tǒng)中；所述監(jiān)視器設(shè)置在爐體外。上述自控系統(tǒng)27包括互為檢測(cè)和備份的兩套自控系統(tǒng)27。上述爐蓋為穹頂結(jié)構(gòu)。上述礦熱爐包括中空電極冷卻系統(tǒng)40和爐體冷卻系統(tǒng)41。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、 礦熱爐的安全性大大提高，基本上可以消除現(xiàn)有大型交流密閉爐所存 在的安全隱患。2、 底電極的結(jié)構(gòu)實(shí)際上將整個(gè)爐底都變成了一個(gè)完整的電極，因而能使 電負(fù)荷和電流在整個(gè)爐底基本分布均勻，而不是象現(xiàn)有交流爐那樣只集中于電 極圍一個(gè)不大的區(qū)域，形成局部過(guò)熱而大部分則成為冷區(qū)的不良熱分布。因此 該爐的坩堝區(qū)較大，溫度也均勻，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。3、 由于采用了自控系統(tǒng)，使得礦熱爐的自動(dòng)化程度、可靠性大幅度提高，設(shè)備出勤率可達(dá)98%左右。4、 設(shè)備的自然功率因數(shù)高，電能利用率高。本套礦熱爐的自然功率因數(shù) 可高達(dá)0. 94以上，而現(xiàn)有同等功率的交流密閉爐一般只能達(dá)0. 85左右，由于 它可采用高電壓熔煉，因而其電能損失低于現(xiàn)有密閉爐。5、 可提高原料的利用率，并可得到良好的爐況；可使生產(chǎn)過(guò)程十分穩(wěn)定， 獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。現(xiàn)有密閉爐如果原料混有一定量的粉末與碎料，則會(huì)造成爐況 不順，出現(xiàn)剌火塌料，吃料明顯減慢，廢氣粉塵增多等一系列問(wèn)題。而該礦熱 爐則是將粉末與碎料通過(guò)中空電極送入爐內(nèi)熔化，因而料堆透氣良好，不會(huì)出 現(xiàn)現(xiàn)有密閉爐原料中有粉末而產(chǎn)生的問(wèn)題，還可完美地使用的粉末原料(這點(diǎn) 對(duì)電石的生產(chǎn)有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值)。6、 延長(zhǎng)了水冷部件的使用壽命，由于采用了脫鹽內(nèi)循環(huán)水冷系統(tǒng)，水冷 部件內(nèi)部不會(huì)結(jié)垢，因而使用壽命長(zhǎng)。7、 余熱回收利用裝置可將現(xiàn)有密閉爐無(wú)法利用的余熱變?yōu)閷氋F的電力資源。8、 可實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、資源綜合利用的目標(biāo)，中空電極熔化技術(shù)的使用 可較大地提高原料的熔化率，比塊料提高約40%左右，同時(shí)還能很好地使用現(xiàn) 有技術(shù)所不能使用的粉末及碎料，其節(jié)能(節(jié)約電能)、降耗(降低原料消耗) 的效果十分明顯。本發(fā)明礦熱爐配備了廢氣處理利用裝置，使得現(xiàn)有爐中沒(méi)有 太高利用價(jià)值且污染環(huán)境的礦熱爐廢氣成為了一種有較高利用價(jià)值的化工產(chǎn) 品原料氣，并可生產(chǎn)出多種化工產(chǎn)品。中空電極粉末熔化技術(shù)雖然有人曾在現(xiàn) 有的大型交流密閉礦熱爐中使用過(guò)，但由于前期的中空電極技術(shù)不夠完善，加 之交流爐電弧長(zhǎng)度受到爐料電阻及電流、電壓比的嚴(yán)格限制，使得它的應(yīng)用效 果不甚理想。而在直流礦熱爐中沒(méi)有爐料、電流、電壓比的嚴(yán)格限制，因而在 相同的爐料電阻情況下，直流礦熱爐的電弧可比交流礦熱爐長(zhǎng)得多，而且熱量 高度集中，這給中空電極粉末熔化提供了極佳的條件，在總結(jié)了 ZL200410026291. 8發(fā)明專(zhuān)利的實(shí)驗(yàn)成果基礎(chǔ)上,本發(fā)明將中空電極粉末熔化技 術(shù)應(yīng)用在該新型直流密封大型礦熱爐上，可產(chǎn)生如下的效果①電極的消耗大 大減少，由于輸料載氣和粉末對(duì)電極端頭的冷卻作用的優(yōu)點(diǎn)，可使電極的消耗減少50%，加上直流電弧的穩(wěn)定性減少電極消耗，本發(fā)明礦熱爐可比交流爐減少一倍的電極消耗。②當(dāng)爐況發(fā)生變化出現(xiàn)偏料時(shí)，可迅速調(diào)整爐況，通過(guò)中 空電極在自控系統(tǒng)的操控下精確地補(bǔ)充缺損的某種原料，從而確保了產(chǎn)品的高 質(zhì)量。③可將目前現(xiàn)有技術(shù)中不可避免和難以利用的粉末原料，全部完美地利 用，提高了原料的利用率。④由于粉末料直接進(jìn)入溫度極高的電弧區(qū)，可在瞬 間完成熔化反應(yīng)，所以提高了原料熔化反應(yīng)速度，增加了產(chǎn)量。⑤由于爐料中 沒(méi)有粉末及碎料，料堆透氣良好，可大大地改善爐況，加快礦熱爐的吃料速度, 提高礦熱爐的生產(chǎn)率。⑥有利于調(diào)整電極的插入深度，得到最佳的熔化工況。 ⑦由于爐料(在生產(chǎn)電石時(shí)，爐料為塊狀石灰、塊狀焦炭)中不存在粉末及碎 料(碎料是塊狀石灰和塊狀焦炭的不合格物質(zhì))，熔煉過(guò)程中原料受熱破碎形 成的粉末也大為減少，因而降低了冶煉尾氣的除塵難度。9、 本礦熱爐有完善的保溫絕熱結(jié)構(gòu)，可使礦熱爐各處的散熱損失最小， 還改善了礦熱爐周邊的工作環(huán)境。為了減少熱能損失，提高熱能的利用率，除 了在爐體的耐火材料層外增加保溫層外，還在爐體之外再加一層由保溫性能較 好的保溫材料構(gòu)成的保溫層。將現(xiàn)有密閉爐蓋的強(qiáng)水冷降溫使用改為絕熱保溫 弱水冷降溫使用，最大限度地減少爐蓋熱損失，并對(duì)廢氣管進(jìn)行保溫絕熱處理， 以求減少?gòu)U氣熱量的損失。10、 可用于冶煉電石、鐵合金、黃磷等需要高溫、高電耗的產(chǎn)品。根據(jù)試 驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明大型直流中空電極密閉礦熱爐可比現(xiàn)有同等功率交流密閉礦熱 爐節(jié)電20%左右，同等產(chǎn)品的產(chǎn)量提高20°/。左右，功率因數(shù)提高10%以上，可達(dá) 0. 94至0.97，而現(xiàn)有爐一般只能達(dá)到0.85左右，出勤率可達(dá)98%以上，基本 消除了不安全的因素，安全性得到極大地高，基本沒(méi)有爐底上漲的問(wèn)題，特別 適合冶煉那些原料不能人為成型造粒而原料中又存在著不可避免的粉末與碎 料的產(chǎn)品如電石等。本發(fā)明大型直流中空電極密閉礦熱爐熔煉一級(jí)電石可實(shí)現(xiàn) 2800度/噸的電耗指標(biāo)，低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的3250度/噸的電耗指標(biāo)。11、 本發(fā)明采用脫鹽密封式內(nèi)循環(huán)水冷系統(tǒng)對(duì)底電極(陽(yáng)極)進(jìn)行水冷， 不僅可以節(jié)約大量的冷卻水，還避免了水冷部件的內(nèi)部結(jié)垢問(wèn)題及溶解氧氣對(duì) 設(shè)備的腐蝕問(wèn)題。


圖l是本發(fā)明30000kW功率電爐中的電極與直流電源分布示意圖； 圖2是本發(fā)明60000kW功率電爐中的電極與直流電源分布示意圖；圖3是爐體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是30000kW功率電爐中的底電極結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是密閉礦熱爐系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝流程圖；其中l(wèi)一保溫層，2—爐體外殼，3—爐體絕熱彈性層，4一粘土耐火磚電 絕緣層，5—導(dǎo)電碳磚層，6—爐蓋絕熱彈性層，7—高鋁輕質(zhì)耐火磚層，8—電 極本體，9一觸點(diǎn)座，10—鎂碳磚層，ll一工作電弧區(qū)，12—底電極外接頭， 13—坩堝區(qū)，14一電極密封蓋，15—壓力傳感器，16—不銹鋼薄板，17—溫度 傳感器，18—流量傳感器，19一爐蓋外殼，20—粉末料輸送系統(tǒng)；21—中空電 極，22—陰極水冷電纜，23—陽(yáng)極水冷電纜，24—直流電源，25—爐壁，26— 爐底，27—自控系統(tǒng)；30—密閉礦熱爐，31-導(dǎo)電水冷管，32-觸點(diǎn)；40—中空 電極冷卻系統(tǒng)；41一爐體冷卻系統(tǒng)；50—汽輪發(fā)電機(jī)；60—余熱鍋爐；70—廢 氣除塵裝置；71—布袋除塵器；72—濕法除塵器；73—靜電除塵器；80—廢氣 反應(yīng)裝置；90—熱泵。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明屬于冶煉行業(yè)中的大型設(shè)備，是一種特別適用于大規(guī)模冶煉生產(chǎn)高 品質(zhì)電石(化工原料產(chǎn)品)、鐵合金(煉鋼及鑄造原料)、黃磷(化工原料)等 產(chǎn)品的埋弧式電弧爐。圖1和圖2是本發(fā)明礦熱爐的電極分布示意圖，其中21是中空電極；22 是短網(wǎng)中的陰極水冷電纜；23是短網(wǎng)中的陽(yáng)極水冷電纜；24是包括變壓器與 整流電路在內(nèi)的直流電源；25是爐壁；26是爐底也是礦熱爐的共用陽(yáng)極；27 是自控系統(tǒng)，每個(gè)電極上均配有，控制電極升降，保證功率，控制傳感器；。圖3是爐體結(jié)構(gòu)示意圖，其中1是由膨體珍珠巖構(gòu)成的保溫層；2是鋼制 爐體外殼；4是粘土耐火磚電絕緣層；3是粘土耐火磚電絕緣層外的爐體絕熱 彈性層，由蛭石構(gòu)成，可吸粘土耐火磚電絕緣層在受熱膨脹時(shí)增加的體積；5 是導(dǎo)電碳磚層；6是爐蓋絕熱彈性層，也是由蛭石構(gòu)成的；7是高鋁輕質(zhì)耐火磚層；8是其中的一根中空電極，為自焙中空電極；9是底電極(陽(yáng)極)與中 空電極(陰極)之間產(chǎn)生的工作電弧區(qū)；IO是具有良好絕熱導(dǎo)電性能的鎂碳磚 層；ll是鑲嵌進(jìn)鎂碳磚內(nèi)并對(duì)應(yīng)于中空電極的底電極中的觸點(diǎn)座，電阻小，便 于熔化材料；12是底電極的底電極外接頭；13是坩堝區(qū)。 本發(fā)明工作過(guò)程強(qiáng)大的電流經(jīng)變壓器的次級(jí)，通過(guò)晶閘管整流系統(tǒng)后成為高質(zhì)量而穩(wěn)定的 直流電源，經(jīng)短網(wǎng)水冷電纜，由陰極(中空電極)流向陽(yáng)極(陽(yáng)極由爐底與底 電極構(gòu)成)并在陰極和陽(yáng)極之間形成電弧。依靠陰極和陽(yáng)極之間產(chǎn)生的高溫電 弧熱將中空電極底下和周?chē)臓t料逐漸熔化，并在中空電極周?chē)纬梢粋€(gè)塒堝 區(qū)，在坩堝內(nèi)維持一個(gè)約1900 210(TC的高溫區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)，高溫碳粒將 熔化后的液體礦石還原成為所需的產(chǎn)品(鐵合金或電石)，隨著熔化及反應(yīng)生 成物的增多，電極也逐漸上抬，當(dāng)電極上抬至某個(gè)高度時(shí)，將生成物(鐵水) 定期從出鐵口放出來(lái)(大型爐都有2 3個(gè)出鐵口)。在出鐵過(guò)程中，爐膛內(nèi)的 爐料會(huì)隨之下沉，此時(shí)及時(shí)補(bǔ)充加料管中的爐料，使加料管內(nèi)始終充滿(mǎn)爐料， 確保密閉爐的正常氣密性。出完鐵水后電極升降系統(tǒng)下放電極，同時(shí)補(bǔ)充在上 一爐中燒損的部分中空電極，繼續(xù)開(kāi)始新一爐的冶煉。如此循環(huán)，周而復(fù)始， 形成不斷加料，不斷出鐵水的連續(xù)冶煉過(guò)程。 本發(fā)明原理本發(fā)明根據(jù)申請(qǐng)人早先申請(qǐng)的ZL200410026291. 8發(fā)明專(zhuān)利中的高溫火焰 粉末熔化原理，總結(jié)了大量實(shí)驗(yàn)成果與多年的實(shí)踐和親身使用6300kVA直流礦 熱爐的體會(huì)，采用了以下技術(shù)原理和方案1 、針對(duì)目前使用中的大型密封交流礦熱爐安全性不夠高這一嚴(yán)重影響生 產(chǎn)的問(wèn)題，采取了如下措施嚴(yán)格控制入爐原料中水分含量低于1%，如果不能滿(mǎn)足工藝要求，必須進(jìn)入烘干工序，直到達(dá)到要求方可入爐；設(shè)置多種傳感器 檢測(cè)監(jiān)控礦熱爐在工作時(shí)的安全狀況；使用自控系統(tǒng)消除人為操作造成的失 誤；使用多套監(jiān)視器，使操作人員對(duì)整個(gè)生產(chǎn)全景有一個(gè)全面的了解。2、采用高性能直流電源，實(shí)現(xiàn)自然功率因數(shù)即設(shè)備的使用率達(dá)到0.94以 上；直流電源紋波系數(shù)低；電流大；電壓可從零伏起調(diào)至滿(mǎn)載，可滿(mǎn)足超載20% 的工作條件；較高的工作電壓，為空心電極粉末熔化技術(shù)的應(yīng)用提供了必須的條件。3、 為降低制造成本，提高本礦熱爐的可靠性和可控性，爐體釆用普通的礦熱爐爐體，以30000kVA直流爐為例，采用三根電極，隨著電爐功率的增加， 電極數(shù)量也隨之增加，如60000kVA為6根電極。為確保電爐的高性能，自控 系統(tǒng)以及每根電極配備的一套獨(dú)立的直流電源和電極升降系統(tǒng)，可使每根電極 工作在最佳的熔煉參數(shù)與最佳爐況之下。4、 底電極是直流礦熱爐的一個(gè)重要部件，它的結(jié)構(gòu)是否合理與質(zhì)量的好 壞直接關(guān)系到礦熱爐的使用壽命與性能，因此爐底的第一層耐火材料采用了高 導(dǎo)電率的導(dǎo)電碳磚層，第二層則采用導(dǎo)電性能良好的絕熱材料碳鎂磚層。底電 極則是由耐熱不銹鋼制作的觸點(diǎn)座與不銹鋼導(dǎo)電水冷管所組成，每一個(gè)觸點(diǎn)座 包括三個(gè)觸點(diǎn)，對(duì)應(yīng)一根電極；觸點(diǎn)座與導(dǎo)電水冷管則緊密地鑲嵌進(jìn)鎂碳磚層 中，導(dǎo)電水冷管的截面積應(yīng)足夠大，以使陽(yáng)極大電流通過(guò)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生太多的熱 量，導(dǎo)電水冷管中的水流量應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足礦熱爐在高功率熔煉時(shí)，通過(guò)導(dǎo)電碳磚層 傳遞到觸點(diǎn)座上的熱量不會(huì)使觸點(diǎn)座溫升過(guò)高。5、 在礦熱爐的工作過(guò)程中有多種工況和生產(chǎn)參數(shù)需要隨時(shí)調(diào)整控制，自 控系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)礦熱爐的自動(dòng)化；采用兩套自控系統(tǒng)，平時(shí)它們互為診斷，若 其中一套出現(xiàn)故障，則另一套立即自動(dòng)投入工作，并報(bào)警顯示故障部位。6、 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐中的使用經(jīng)驗(yàn)，目前較為先進(jìn)的挪威埃肯公司的組合式 電極升降系統(tǒng)存在著一些問(wèn)題，對(duì)此將其做了以下改進(jìn)在中空柱狀電極本體 的外表面貼附了一層不銹鋼薄板，避免了因銹蝕而造成的導(dǎo)電不良問(wèn)題的發(fā) 生。7、 為了延長(zhǎng)水冷部件的使用壽命及有效回收余熱，提高余熱的使用價(jià)值，采用了如下的措施底座陽(yáng)極水冷循環(huán)出來(lái)的熱水采用脫鹽密封式內(nèi)循環(huán)水冷 系統(tǒng)，不僅可以節(jié)約大量的冷卻水，還避免了水冷部件的內(nèi)部結(jié)垢問(wèn)題及溶解氧氣對(duì)設(shè)備的腐蝕問(wèn)題；余熱鍋爐將礦熱爐蓋廢氣管送來(lái)的高溫爐氣冷卻至 15(TC以下，并產(chǎn)生大量的高溫高壓蒸汽(溫水經(jīng)余熱鍋爐轉(zhuǎn)換為高溫蒸氣， 廢爐氣與余熱鍋爐熱交換器交換后降溫，進(jìn)入廢氣除塵裝置)。配備適合的汽 輪發(fā)電機(jī)組將余熱鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽轉(zhuǎn)化為使用價(jià)值更高的電能；密閉 爐氣為一氧化碳、少量的氫氣和甲烷、微量的硫化氫和二氧化硫等有害氣體。半密閉爐會(huì)混入空氣，空氣中含有氧氣，燃燒后，爐內(nèi)氣體無(wú)利用價(jià)值。8、采用了高效廢氣處理利用裝置。礦熱爐廢氣的凈化率是環(huán)保硬指標(biāo)， 又是資源綜合利用的先決條件，因而采用了如下的措施①首先進(jìn)入余熱鍋爐 除去廢氣中的煤焦油和大部分的粉塵，并回收絕大部分熱能。②進(jìn)入第二級(jí)高 效節(jié)能型布袋除塵器，除去的剩余絕大部分的粉塵。③從第二級(jí)除塵器排出的 廢氣進(jìn)入第三級(jí)濕法除塵器，可除去所有的大顆粒粉塵及廢氣中所含的硫化 氫、二氧化硫等有害雜質(zhì)。④從第三級(jí)出來(lái)的廢氣進(jìn)入高效靜電除塵器，脫除 其所含的所有細(xì)小塵粒，最終得到純凈符合化工生產(chǎn)原料要求的高純氣體。經(jīng) 過(guò)除塵凈化后的爐氣除一小部分作為礦熱爐中空電極輸送粉末原料的載氣之 外，剩余絕大部分廢氣進(jìn)入廢氣反應(yīng)裝置，可根據(jù)各企業(yè)的實(shí)際情況，用于生 產(chǎn)多種不同的化工產(chǎn)品，如可生產(chǎn)碳酸二甲脂，合成二甲醚，生產(chǎn)甲醇及尿素 化肥等。1權(quán)利要求
1、一種大型直流中空電極密閉礦熱爐，包括直流電源(24)、爐體、爐蓋、設(shè)置在爐體內(nèi)的至少三個(gè)中空電極(21)及電極升降系統(tǒng)、自控系統(tǒng)(27)、連接中空電極(21)和直流電源(24)的陰極水冷電纜(22)以及連接爐體和直流電源(24)的陽(yáng)極水冷電纜(23)；所述爐體包括固連在一起的爐壁(25)和爐底(26)；所述中空電極(21)圓周均布并貫穿爐蓋；其特征在于所述礦熱爐還包括粉末料輸送系統(tǒng)(20)；所述粉末料輸送系統(tǒng)(20)與中空電極(21)相通；所述礦熱爐還包括連接爐體和陽(yáng)極水冷電纜(23)的底電極外接頭(12)；所述中空電極(21)包括中空柱狀電極本體(8)以及可對(duì)電極本體(8)上端部進(jìn)行密封的電極密封蓋(14)；所述爐蓋由內(nèi)至外依次包括高鋁輕質(zhì)耐火磚層(7)、爐蓋絕熱彈性層(6)和爐蓋外殼(19)；所述爐壁(25)由內(nèi)至外依次包括導(dǎo)電碳磚層(5)、粘土耐火磚電絕緣層(4)、爐體絕熱彈性層(3)、爐體外殼(2)；所述爐底(26)由內(nèi)至外依次包括導(dǎo)電碳磚層(5)、粘土耐火磚電絕緣層(4)、鎂碳磚層(10)、底電極、爐體絕熱彈性層(3)、爐體外殼(2)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直流中空電極密閉礦熱爐，其特征在于 所述底電極包括環(huán)狀的導(dǎo)電水冷管(31)以及上下貫穿鎂碳磚層(10)的多個(gè)觸 點(diǎn)座(9)，所述觸點(diǎn)座(9)的數(shù)量與中空電極(21)的數(shù)量一致且位置與中空電極 (21)底部開(kāi)口處相對(duì)應(yīng)；所述每個(gè)觸點(diǎn)座(9)均包括多個(gè)獨(dú)立的圓周均布的中 空桶狀觸點(diǎn)(32);所述導(dǎo)電水冷管(31)與所有觸點(diǎn)(32)相連通；所述底電極外 接頭(12)用于連接水循環(huán)系統(tǒng)和導(dǎo)電水冷管(31)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型直流中空電極密閉礦熱爐，其特征在于 所述水循環(huán)系統(tǒng)為熱泵(90)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的大型直流中空電極密閉礦熱爐，其特 征在于所述爐體包括設(shè)置在爐體外殼(2)側(cè)面外部的保溫層(1)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的大型直流中空電極密閉礦熱爐，其特征在于 所述電極本體(8)外側(cè)面設(shè)置有不銹鋼薄板(16)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的大型直流中空電極密閉礦熱爐，其特征在于 所述自控系統(tǒng)(27)包括控制計(jì)算機(jī)以及設(shè)置在礦熱爐內(nèi)的至少一個(gè)傳感器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的大型直流中空電極密閉礦熱爐，其特征在于所述傳感器包括流量傳感器(18)、溫度傳感器(17)、壓力傳感器(15)、位移傳 感器、監(jiān)視器中的一種或多種；所述流量傳感器(18)和壓力傳感器(15)設(shè)置在 粉末料輸送系統(tǒng)(20)中；所述溫度傳感器(17)設(shè)置在爐體內(nèi)；所述位移傳感器 設(shè)置在電極升降系統(tǒng)中；所述監(jiān)視器設(shè)置在爐體外。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的大型直流中空電極密閉礦熱爐，其特 征在于所述自控系統(tǒng)(27)包括互為檢測(cè)和備份的兩套自控系統(tǒng)(27)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的大型直流中空電極密閉礦熱爐，其特征在于 所述爐蓋為穹頂結(jié)構(gòu)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的大型直流中空電極密閉礦熱爐，其特 征在于所述礦熱爐包括中空電極冷卻系統(tǒng)(40)和爐體冷卻系統(tǒng)(41)。
全文摘要
本發(fā)明為大型直流中空電極密閉礦熱爐，解決了現(xiàn)有直流電弧爐無(wú)法應(yīng)用在礦熱爐以及交流密閉礦熱爐電耗高、電極消耗大、安全性較低的技術(shù)問(wèn)題。其技術(shù)解決方案是包括直流電源、爐體、爐蓋、設(shè)置在爐體內(nèi)的至少三個(gè)中空電極及電極升降系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、連接中空電極和直流電源的陰極水冷電纜以及連接爐體和直流電源的陽(yáng)極水冷電纜；中空電極圓周均布并貫穿爐蓋；粉末料輸送系統(tǒng)與中空電極相通。具有安全性高、產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量提升、消耗低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F27B14/00GK101261078SQ200810086120
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月3日
發(fā)明者謝西平 申請(qǐng)人:謝西平