專(zhuān)利名稱(chēng)：一種熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯及其操作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熔渣的調(diào)質(zhì)處理，尤其涉及一種熱態(tài)熔渣的調(diào)質(zhì)裝置及其操作工藝。
背景技術(shù)：
冶金行業(yè)每年要排放大量的熱態(tài)熔渣，如煉鐵熔渣、煉鋼熔渣、鐵合金熔渣、有色冶煉熔渣、電廠旋風(fēng)燃燒室液態(tài)排渣等。這些熱態(tài)熔渣一般經(jīng)過(guò)淬水處理或自然冷卻后，再用作生產(chǎn)礦棉板制品等的原料?？紤]到礦棉板制品對(duì)熔體的品質(zhì)要求，需要在熔渣中配加一定比例的調(diào)質(zhì)原料，從而改變?nèi)墼乃岫认禂?shù)等特性來(lái)提升產(chǎn)品的檔次，新配加的調(diào)質(zhì)原料主要以石英砂等酸性顆粒物料為主，由于熔渣的導(dǎo)電性隨溫度的升高而有所改善，在熔渣導(dǎo)電性不足時(shí)還需要配加一定比例的K或Na等化合物來(lái)提升導(dǎo)電能力。調(diào)質(zhì)料需要在常溫下加入到熱態(tài)熔渣中，在1450°C 1600°C的高溫下進(jìn)行融化和均化，最終獲得熔融的混合熔體，這一工藝過(guò)程被稱(chēng)為熔渣調(diào)質(zhì)工藝。目前的熔渣調(diào)質(zhì)工藝普遍是利用沖天爐設(shè)備對(duì)預(yù)加工后成具有一定粒度的冷態(tài)爐渣進(jìn)行進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理、加熱處理生產(chǎn)礦棉，沖天爐調(diào)質(zhì)工藝一般包括以下幾步首先將出爐的熱態(tài)熔渣經(jīng)過(guò)淬水處理或自然冷卻，這些熔渣的出爐溫度均在1400 1600°C，一般而言，I噸熔渣帶有1600 1800MJ熱量，大約相當(dāng)于55 61kg標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒后所產(chǎn)生的熱量，屬于高品質(zhì)的余熱資源，具有很高的回收價(jià)值。但是冷卻工序既浪費(fèi)了熱能，還產(chǎn)生廢水等二次污染，產(chǎn)品附加值低；然后，將冷態(tài)的固態(tài)爐渣轉(zhuǎn)化為具有一定粒度的礦渣，其中所消耗的能源又進(jìn)一步增加了冶金廢渣處理的能耗；最后，利用沖天爐加熱并熔融冷態(tài)礦渣和調(diào)質(zhì)原料，將滿足要求的原料分批從沖天爐的頂部裝入爐內(nèi)，爐內(nèi)的焦炭在下部含有一定比例氧氣的熱風(fēng)作用下燃燒產(chǎn)生高溫，非焦炭原料在高溫作用下逐步熔化并滴落至最下部的爐缸內(nèi)，最終由熔體排放口直接排放到后道工序生產(chǎn)礦棉、微晶玻璃等新型材料。沖天爐內(nèi)燃燒焦炭后所產(chǎn)生的煤氣經(jīng)過(guò)沖天爐的頂部煤氣導(dǎo)出管排出，由于煤氣中存在一定比例的CO含量，需要進(jìn)行焚燒處理后才能在大氣中排放，同時(shí)由于煤氣中還含有較大比例的N2，在進(jìn)行煤氣焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生NOx的有害氣體，不僅能耗高，并且污染嚴(yán)重。目前還有一種新興的雙電弧爐調(diào)質(zhì)工藝技術(shù)，其特點(diǎn)是環(huán)境清潔，污染小。首先是將冷態(tài)的爐渣和調(diào)質(zhì)原料加入到第一個(gè)電弧爐中，然后通電加熱升溫熔化，在原料完全熔化并溫度達(dá)到1400°C以上后，將熔體倒入第二個(gè)電弧爐中進(jìn)行保溫和臨時(shí)儲(chǔ)存，第二個(gè)電弧爐開(kāi)孔將熔體排放到后道工序生產(chǎn)礦棉。由于雙電弧爐工藝采用的是電加熱形式，故排放的廢氣量非常少。但是，雙電弧爐采用的是間斷式操作，熔體在電弧爐之間的運(yùn)輸采用傾倒的形式來(lái)完成，熔體在第二個(gè)電弧爐中很難充分混合，并且由于熔體在傾倒前后液面波動(dòng)大,從而造成熔體排放的流量變化較大；在跨爐傾倒過(guò)程中，熔體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，氣泡將導(dǎo)致熔體排放流量大幅波動(dòng)的加劇。此外，由于雙電弧爐工藝中熔體在電弧爐中停留的時(shí)間較短和混合不充分，在熔體排放前的均化效果無(wú)法達(dá)到后道工序的生產(chǎn)要求，因 此推廣受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種利用電加熱對(duì)熱態(tài)熔渣進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，污染小、能耗低，并且混合均勻、混合后靜止時(shí)間充分、排放流速穩(wěn)定的熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯及其操作工藝。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯，其特征在于 所述熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯包括電弧爐和布置在電弧爐右側(cè)下方的電熔窯，兩者之間通過(guò)一條向下傾斜的溝道連通，所述電弧爐立式布置，爐內(nèi)開(kāi)設(shè)圓形爐腔，爐腔頂部為開(kāi)口端，端口覆蓋活動(dòng)的爐蓋，爐蓋底部呈“品”字形配置三個(gè)柱形電極，電極伸入爐腔內(nèi)，爐腔底壁上開(kāi)設(shè)惰性氣體吹入口，電弧爐的立式側(cè)壁與水平底壁之間通過(guò)倒角連接，電弧爐右側(cè)開(kāi)設(shè)熔體排出口，左側(cè)開(kāi)設(shè)殘鐵排出口，熔體排出口位于倒角頂部，殘鐵排出口位于倒角底部；所述電熔窯窯腔為橫向布置的長(zhǎng)條形，包括左、右兩個(gè)相互獨(dú)立的混合室和均化室，兩者之間通過(guò)隔墻分隔開(kāi)，隔墻底部開(kāi)設(shè)熔體過(guò)流孔連通混合室和均化室，混合室內(nèi)配置攪拌器，底部開(kāi)設(shè)殘?jiān)o急排出口，均化室右側(cè)底部開(kāi)設(shè)熔體排放口，熔體排放口上方周?chē)贾眉訜徼€電極，靠近熔體排放口、均化室底部向上凸起與隔墻平行的擋墻，擋墻高度與熔體過(guò)流孔孔頂高度相匹配，擋墻左側(cè)的均化室頂部開(kāi)設(shè)惰性氣體進(jìn)口和惰性氣體出口，擋墻右側(cè)的均化室內(nèi)配置液位計(jì)，擋墻左側(cè)的均化室長(zhǎng)度大于混合室長(zhǎng)度；所述溝道上端連通電弧爐的熔體排出口，下端伸入混合室左側(cè)頂部，溝道上配置開(kāi)堵口組件。一種使用上述熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯的操作工藝，包括下列步驟①將從高爐排渣口排出的、溫度大于1300°C的熱態(tài)熔渣通過(guò)保溫容器轉(zhuǎn)運(yùn)至電弧爐，對(duì)熱態(tài)熔渣進(jìn)行電加熱升溫；②當(dāng)電弧爐中電極極心圓內(nèi)熔體溫度上升到大于等于高爐調(diào)質(zhì)料的熔點(diǎn)溫度時(shí)，向電弧爐中勻速添加常溫或具有一定溫度的固態(tài)調(diào)質(zhì)料，并持續(xù)對(duì)電弧爐進(jìn)行加熱；③當(dāng)所加的調(diào)質(zhì)料完全熔化后、從電弧爐底部向爐內(nèi)吹入惰性氣體,利用吹氣對(duì)熱態(tài)熔渣和調(diào)質(zhì)料的混合熔體進(jìn)行初步攪拌；④利用溝道，將電弧爐中經(jīng)過(guò)初步攪拌的混合熔體排入密封隔熱的電熔窯；⑤在電熔窯的混合室中，利用攪拌器對(duì)混合熔體進(jìn)行連續(xù)攪拌混合；⑥攪拌混合后的熔體在均化室靜置均化，靜置時(shí)間大于I小時(shí)，靜置時(shí)保持電熔窯窯腔溫度在1400 1500°C ；⑦均化后，通過(guò)惰性氣體進(jìn)口向均化室內(nèi)吹入可調(diào)整壓力的正壓惰性氣體以控制電熔窯中的氣壓、保持混合熔體液面高度，使混合熔體以0. 01 0.1mVrnin的速度從熔體排放口排放。
本裝置及工藝是將高爐副產(chǎn)品的溫度大于1300°C熱態(tài)熔渣直接通過(guò)保溫容器轉(zhuǎn)運(yùn)至電弧爐，無(wú)中間冷卻環(huán)節(jié)；當(dāng)熱態(tài)熔渣在電弧爐中弓I弧成功、且電極極心圓中熔體溫度上升到能夠熔化調(diào)質(zhì)料的基礎(chǔ)上再勻速添加調(diào)質(zhì)料，當(dāng)所加的調(diào)質(zhì)料完全熔化后再采用從電弧爐底部向上吹入惰性氣體的方式、對(duì)混合熔體進(jìn)行初步攪拌，從而實(shí)現(xiàn)熔體初級(jí)混合；電弧爐與電熔窯之間采用溝道進(jìn)行連接，當(dāng)熔體在電弧爐中完全熔化并進(jìn)行簡(jiǎn)單混合后，打開(kāi)熔體排出口、通過(guò)定期排放的方式排放混合熔體，混合熔體經(jīng)過(guò)一定傾角且采用耐熱保溫材砌筑的溝道直接流入電熔窯中，由于采用了溝道排放的方式，進(jìn)入電熔窯中的混合熔體流速比較穩(wěn)定，不會(huì)有大量氣泡產(chǎn)生；然后，初步混合后的熔體在混合室中經(jīng)過(guò)機(jī)械攪拌充分混合和控制溫度后、從混合室經(jīng)過(guò)隔墻通道進(jìn)入均化室均化，由于擋墻的存在，熔體先進(jìn)入擋墻左側(cè)的均化室靜置均化，隨著熔體持續(xù)排入，熔體液面逐漸升高，直至越過(guò)擋墻進(jìn)入擋墻右側(cè)的均化室，此時(shí)液面處的熔體已靜置均化充分；最后，通過(guò)向均化室內(nèi)吹入惰性氣體、以控制均化室中的壓力，從而將混合熔體的液面保持在一定高度，確保熔體的排放速度始終保持穩(wěn)定?？紤]到將熱態(tài)熔渣直接加入電弧爐進(jìn)行調(diào)質(zhì)時(shí)，熱態(tài)熔渣中很難避免少量鐵水的進(jìn)入，但是鐵水作為礦棉生產(chǎn)的有害物質(zhì)必須予以分離。因此在電弧爐底部設(shè)計(jì)一定高度差的熔體排出口和殘鐵排出口，熱態(tài)熔渣飄浮在鐵水上方，從上方的熔體排出口排出，殘鐵在爐內(nèi)底部留存而不排進(jìn)后道電熔窯中，當(dāng)爐內(nèi)殘鐵積存一定數(shù)量的殘鐵后，可以打開(kāi)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的殘鐵排出口進(jìn)行殘鐵排放，這樣既可以確保電弧爐工作長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，又有利于爐襯的快速更換。同時(shí)考慮到，如果電弧爐底部為直角，鐵水易在直角處形成渦流、淤積在電弧爐內(nèi)部，因此電弧爐底部設(shè)計(jì)有倒角結(jié)構(gòu)，避免鐵水淤積。電熔窯的右端窯腔轉(zhuǎn)角優(yōu)選為圓角，也是考慮均化室末端熔體排放口兩側(cè)的窯體直角會(huì)產(chǎn)生熔體流動(dòng)“死角”，造成熔體淤積，圓角可有效避免滯留在角落的熔體被冷卻硬化。進(jìn)一步的，在電弧爐的熔體排出口開(kāi)孔處，爐腔側(cè)壁上朝向爐腔中心凸起弧形的防蝕凸臺(tái)，防蝕凸臺(tái)上部朝向爐腔側(cè)壁傾斜，下部豎直向下與爐腔底壁相接。對(duì)熔體排出口區(qū)域設(shè)計(jì)凸臺(tái)可以減少熔渣流體對(duì)爐壁的侵蝕，延長(zhǎng)爐壁的使用壽命。再進(jìn)一步，電弧爐爐腔底壁上開(kāi)設(shè)多個(gè)通槽，通槽內(nèi)嵌裝透氣磚，形成惰性氣體吹入口。再進(jìn)一步，溝道頂部敞口，中段折彎，折彎段一側(cè)布置開(kāi)堵口組件，開(kāi)堵口組件包括鉆機(jī)和堵槍?zhuān)@機(jī)和堵槍可從敞口伸入溝道內(nèi)，堵槍內(nèi)設(shè)有冷卻水管路。折彎段的折彎角度接近90°，有利于緊湊布置開(kāi)堵口組件，能有效控制溝道的長(zhǎng)度，避免溝道過(guò)長(zhǎng)造成熔體冷凝。電弧爐內(nèi)混合熔體的排放采用定期排放方式需要對(duì)熔體截流時(shí)，堵槍伸入溝道內(nèi)與熱態(tài)熔體接觸，冷卻水路冷卻堵槍、與堵槍相接觸的熔體冷凝結(jié)殼，溝道堵塞，熔體截流；需要排放熔體時(shí)，鉆機(jī)受驅(qū)動(dòng)破壞結(jié)殼部位，殼體碎裂后，熔體在溝道內(nèi)重新流動(dòng)。一體化開(kāi)堵口組件可以實(shí)現(xiàn)迅速打開(kāi)排渣口和迅速截止正常排出的熔渣。為了提高熔體的混合效果，電熔窯分隔成混合室和均化室二部分，混合室的體積占總體積的10% 40%，優(yōu)選為1/3。電熔窯的最大儲(chǔ)存熔渣量約75t，最小儲(chǔ)存熔渣約10t。這樣可以保證高爐熔體在混合室內(nèi)進(jìn)行充分混合，然后混合好的熔體經(jīng)過(guò)隔墻下部的通道流入均化室內(nèi)。均化室不僅容積較大，有利于熔體的充分均化，而且也能保證熔體在均化室內(nèi)的液位基本穩(wěn)定?？紤]電弧爐冶煉周期內(nèi)間斷排放熔體會(huì)造成液位波動(dòng)現(xiàn)象，在均化室頂部設(shè)置了惰性氣體進(jìn)口和惰性氣體出口，這樣既有利于通過(guò)調(diào)節(jié)惰性氣體壓力來(lái)確保液位的穩(wěn)定，又可以通過(guò)調(diào)整惰性氣體流量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)熱熔體的短時(shí)間冷卻。惰性氣體參數(shù)的控制可以通過(guò)熔體排放口上方的液位檢測(cè)儀來(lái)調(diào)整。在熔體排出口前方I米的位置了設(shè)置矮檔墻，主要目的是增加熔體在均化室的運(yùn)行距離，從而增強(qiáng)均化效果；擋墻高度與隔墻下部熔體過(guò)流孔的高度相同，這樣就能杜絕從電弧爐排入電熔窯的少量鐵水進(jìn)入下道工序。在系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間檢修時(shí)，可以利用混合室底部的殘?jiān)o急排出口將電熔窯的熔體完全排空。在電熔窯右端的熔體排放口上方周?chē)贾糜屑訜徼€電極，加熱鑰電極在正常生產(chǎn)過(guò)程中僅作為備用的加熱系統(tǒng)存在，即在正常生產(chǎn)過(guò)程中，依靠電熔窯的爐體散熱來(lái)調(diào)節(jié)熔體的溫度，在爐體散熱仍不能滿足降溫要求的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)調(diào)整惰性氣體流量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)熱熔體的短時(shí)間冷卻；相反，當(dāng)后工序設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間故障導(dǎo)致熔體長(zhǎng)時(shí)間滯留電熔爐中時(shí)，伴隨爐體的熱量過(guò)分散失，存在熔體會(huì)因過(guò)度降溫產(chǎn)生硬化的風(fēng)險(xiǎn)，在這種情況下，電弧爐必定已經(jīng)停止加熱，這樣就可以利用電弧爐的變壓器系統(tǒng)對(duì)電熔窯的鑰電極電加熱系統(tǒng)供電，從而確保電熔窯的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。需要說(shuō)明的是，說(shuō)明書(shū)中所提左、右的位置關(guān)系僅是為了描述方便而使用的一種相對(duì)的位置關(guān)系，并不是對(duì)所述方位的絕對(duì)限制。本發(fā)明的有益效果在于I)利用溫度在1300°C上的高爐熱熔渣直接調(diào)質(zhì)處理，配以電熔輔助熔制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的沖天爐工藝相比，能耗較后者降低40%左右，節(jié)約了大量能源，產(chǎn)品成本降低15%左右，并且對(duì)于環(huán)境的污染要小的多；2)采用電熔輔助熔制系統(tǒng)，比一般礦棉廠沖天爐熔制系統(tǒng)的可控性強(qiáng)，熔體的粘度、溫度、成份調(diào)整更容易，其成纖率能達(dá)到85 90%，而一般礦棉廠的成纖率為80% ；3)與雙電弧爐調(diào)質(zhì)工藝技術(shù)相比，電弧爐電熔窯的復(fù)合調(diào)質(zhì)工藝混合充分，靜置均化徹底，并且排放流量非常穩(wěn)定，利于下道工序加工。


圖1為本發(fā)明一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)正視剖面2為圖1俯視局剖1-2中1為電弧爐，2為惰性氣體吹入口，4為電極，5為熔體排出口，6為殘鐵排出口，7為電熔窯,8為混合室,9為均化室，10為隔墻，101為熔體過(guò)流孔，11為溝道，12為開(kāi)堵口組件，13為殘?jiān)o急排出口，14為攪拌器，15為熔體排放口，16為加熱鑰電極，17為擋墻，18為惰性氣體進(jìn)口，19為惰性氣體出口，20為液位計(jì)，21為防蝕凸臺(tái)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明采用電弧爐和電熔窯相結(jié)合的調(diào)質(zhì)工藝電弧爐I加熱的主要特點(diǎn)是非連續(xù)性生產(chǎn)，故在電弧爐I中僅能滿足調(diào)質(zhì)原料的熔化和簡(jiǎn)單混合，但是熔體的均化功能仍另需一定的時(shí)間完成，即熔體在電弧爐I中完成調(diào)質(zhì)混合后還需額外的時(shí)間來(lái)完成均化功能。電熔窯7的主要特點(diǎn)是讓熔體混合和均化充分，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)保溫功能，從電熔窯7中排出的熔體特性穩(wěn)定，即溫度和流量均能保持穩(wěn)定狀態(tài)，該特性也是礦棉離心機(jī)正常工作的必備條件。電弧爐I和布電熔窯7之間通過(guò)一條向下傾斜的溝道11連通。電弧爐I立式布置，爐內(nèi)開(kāi)設(shè)圓形爐腔，爐腔頂部為開(kāi)口端，端口覆蓋活動(dòng)的爐蓋，爐蓋底部呈“品”字形配置三個(gè)柱形電極4，電極4伸入爐腔內(nèi)，爐腔底壁上開(kāi)設(shè)惰性氣體吹入口 2，電弧爐I的立式側(cè)壁與水平底壁之間通過(guò)倒角連接，電弧爐I右側(cè)開(kāi)設(shè)熔體排出口 5，左側(cè)開(kāi)設(shè)殘鐵排出口 6，熔體排出口 5位于倒角頂部，殘鐵排出口 6位于倒角底部，在電弧爐I的熔體排出口 5開(kāi)孔處，爐腔側(cè)壁上朝向爐腔中心凸起弧形的防蝕凸臺(tái)21，防蝕凸臺(tái)21上部朝向爐腔側(cè)壁傾斜，下部豎直向下與爐腔底壁相接；電熔窯7窯腔為橫向布置的長(zhǎng)條形，右端窯腔轉(zhuǎn)角為圓角。電熔窯7包括左、右兩個(gè)相互獨(dú)立的混合室8和均化室9，兩者之間通過(guò)隔墻10分隔開(kāi)，隔墻10底部開(kāi)設(shè)熔體過(guò)流孔101連通混合室8和均化室9，混合室8內(nèi)配置攪拌器14，底部開(kāi)設(shè)殘?jiān)o急排出口 13，均化室9右側(cè)底部開(kāi)設(shè)熔體排放口 15，熔體排放口 15上方布置加熱鑰電極16，靠近熔體排放口 15、均化室9底部向上凸起與隔墻10平行的擋墻17，擋墻17高度與熔體過(guò)流孔101孔頂高度相匹配，擋墻17左側(cè)的均化室9頂部開(kāi)設(shè)惰性氣體進(jìn)口 18和惰性氣體出口 19，擋墻右側(cè)的均化室9內(nèi)配置液位計(jì)20，擋墻17左側(cè)的均化室9長(zhǎng)度大于混合室8長(zhǎng)度；溝道11上端連通電弧爐I的熔體排出口 5，下端伸入混合室8左側(cè)頂部，溝道11上配置開(kāi)堵口組件12。溝道11中部折彎，折彎段側(cè)壁上開(kāi)設(shè)通孔連通溝道11內(nèi)外，通孔一側(cè)布置開(kāi)堵口組件12，開(kāi)堵口組件12包括鉆機(jī)和泥槍?zhuān)@機(jī)和泥槍可伸入通孔進(jìn)入溝道內(nèi)部，泥槍內(nèi)設(shè)有冷卻水管路。在利用上述裝置進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理時(shí)①將從高爐排渣口排出的、溫度大于1300°C的熱態(tài)熔渣通過(guò)保溫容器轉(zhuǎn)運(yùn)至電弧爐I，對(duì)熱態(tài)熔渣進(jìn)行電加熱升溫；②當(dāng)電弧爐I中電極4極心圓內(nèi)熔體溫度上升到大于等于高爐調(diào)質(zhì)料的熔點(diǎn)溫度(通常這個(gè)溫度是1450°C左右)時(shí)，向電弧爐I中勻速添加常溫的固態(tài)調(diào)質(zhì)料，并持續(xù)對(duì)電弧爐I進(jìn)行加熱，圖2中電極4外緣的虛線圈部位即為電極極心圓；③當(dāng)所加的調(diào)質(zhì)料完全熔化后、從電弧爐I底部向爐內(nèi)吹入惰性氣體,利用吹氣對(duì)熱態(tài)熔渣和調(diào)質(zhì)料的混合熔體進(jìn)行初步攪拌；④利用溝道11，將電弧爐I中經(jīng)過(guò)吹氣攪拌的混合熔體排入密封隔熱的電熔窯7 ；⑤在電熔窯I的混合室8中，利用攪拌器14對(duì)混合熔體進(jìn)行連續(xù)攪拌混合；⑥攪拌混合后的熔體在均化室9靜置均化，靜置時(shí)間大于I小時(shí)，靜置時(shí)保持電熔窯7窯腔溫度在1400 1500°C ；⑦均化后，通過(guò)惰性氣體進(jìn)口 18向均化室9內(nèi)吹入正壓惰性氣體以控制電熔窯7中的氣壓、保持混合熔體液面高度，將混合熔體以一穩(wěn)定0. 5 2m/min速度從熔體排放口15排放。
考慮高爐熱態(tài)熔渣本身具有較高的熱量，本發(fā)明裝置及工藝的主要工作是在調(diào)質(zhì)過(guò)程中將調(diào)質(zhì)原料完全熔化后再進(jìn)行均化，最終實(shí)現(xiàn)熔體品質(zhì)的穩(wěn)定。對(duì)比相關(guān)工藝所使用的電弧爐I工藝特點(diǎn)和本項(xiàng)目介質(zhì)的特殊性，結(jié)合目前煉鋼電弧爐I和冶煉合金還原電弧爐I的不同特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了本裝置具有快速熔化功能，且固定爐體的小容量立式電弧爐I。首先電弧爐I的容積必須滿足最小接渣日均次數(shù)并確保礦棉生產(chǎn)線連續(xù)生產(chǎn)的要求。由于利用高爐熔渣制備礦棉必須避免鐵水進(jìn)入下道工序，且利用電弧加熱能容調(diào)質(zhì)原料盡快熔化，故選用致密的石墨電極是最佳的電極材料。電弧爐I的爐蓋采用鋼包精煉爐的液壓提升并旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，這樣在利用渣罐接取熔渣后可以打開(kāi)爐蓋直接將熔渣倒入爐內(nèi)，然后蓋上爐蓋、插入電極進(jìn)行升溫冶煉。考慮電弧爐I弧光的高溫效果，爐蓋采用水冷結(jié)構(gòu)。此外，選用高液位的爐體結(jié)構(gòu)可以減少能源的散失量，但是高液位熔體在電弧加熱作用下會(huì)在液位上下形成溫度差，為了減少熔體的溫度差，在爐體下部設(shè)計(jì)用于攪拌的惰性氣體吹入口，可以實(shí)現(xiàn)熔體在冶煉過(guò)程中的攪拌功能。與電弧爐I容積相匹配的電熔窯，混合室的體積占總體積的27. 3%。電熔窯的最大熔渣量約75t，最小熔渣約10t?？紤]本電弧爐I容積不大，且熔渣電加熱熔化過(guò)程對(duì)爐渣磚襯的影響較大，同時(shí)本電弧爐I磚襯的更換時(shí)間約2 3天，故優(yōu)選采取二套爐體結(jié)構(gòu)，一生產(chǎn)和一檢修的模式可以確保正常生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。為了提高裝置的使用壽命，電弧爐I爐體優(yōu)選為厚爐壁結(jié)構(gòu)。爐體內(nèi)全部采用Al-Si耐酸磚砌筑，爐腔高度為I 10m，內(nèi)徑為1. 5 10m，爐腔側(cè)壁壁厚為0. 2 0. 8m，爐底厚度為0. 5 lm，倒角高度為0.1 0. 5m ;電熔窯7耐材通常需用優(yōu)質(zhì)Al-Si耐酸耐材，但均化室隔墻10和擋墻17耐材均可以選用非親渣系的耐材；溝道11采用能夠較少熔渣黏結(jié)的Al2O3-SiC-C系列和黏土磚復(fù)合砌筑結(jié)構(gòu)和大傾角的溝道布置，溝道11的傾斜角度優(yōu)選為10 30°。下表表述了本發(fā)明電爐電熔窯設(shè)備及工藝與傳統(tǒng)沖天爐工藝、雙電弧爐工藝的主
要區(qū)別
權(quán)利要求
1.一種熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯，其特征在于 所述熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯包括電弧爐(I)和布置在電弧爐右側(cè)下方的電熔窯(7)，兩者之間通過(guò)一條向下傾斜的溝道(11)連通， 所述電弧爐(I)立式布置，爐內(nèi)開(kāi)設(shè)圓形爐腔，爐腔頂部為開(kāi)口端，端口覆蓋活動(dòng)的爐蓋，爐蓋底部呈“品”字形配置三個(gè)柱形電極(4)，電極(4)伸入爐腔內(nèi)，爐腔底壁上開(kāi)設(shè)惰性氣體吹入口(2)， 電弧爐⑴的立式側(cè)壁與水平底壁之間通過(guò)倒角連接，電弧爐⑴右側(cè)開(kāi)設(shè)熔體排出口(5)，左側(cè)開(kāi)設(shè)殘鐵排出口(6)，熔體排出口(5)位于倒角頂部，殘鐵排出口(6)位于倒角底部； 所述電熔窯(7)窯腔為橫向布置的長(zhǎng)條形，包括左、右兩個(gè)相互獨(dú)立的混合室(8)和均化室(9)，兩者之間通過(guò)隔墻(10)分隔開(kāi)，隔墻(10)底部開(kāi)設(shè)熔體過(guò)流孔(101)連通混合室⑶和均化室(9)， 混合室⑶內(nèi)配置攪拌器(14)，底部開(kāi)設(shè)殘?jiān)o急排出口(13)， 均化室(9)右端底部開(kāi)設(shè)熔體排放口(15)，熔體排放口(15)上方周?chē)贾眉訜徼€電極(16)，靠近熔體排放口(15)、均化室(9)底部向上凸起與隔墻(10)平行的擋墻(17)，擋墻(17)高度與熔體過(guò)流孔(101)孔頂高度相匹配， 擋墻(17)左側(cè)的均化室(9)頂部開(kāi)設(shè)惰性氣體進(jìn)口(18)和惰性氣體出口(19)，擋墻右側(cè)的均化室(9)內(nèi)配置液位計(jì)(20)，擋墻(17)左側(cè)的均化室(9)長(zhǎng)度大于混合室(8)長(zhǎng)度； 所述溝道(11)上端連通電弧爐(I)的熔體排出口(5)，下端伸入混合室(8)左側(cè)頂部，溝道(11)上配置開(kāi)堵口組件(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯，其特征在于 在電弧爐⑴的熔體排出口(5)開(kāi)孔處，爐腔側(cè)壁上朝向爐腔中心凸起弧形的防蝕凸臺(tái)(21)，防蝕凸臺(tái)(21)上部朝向爐腔側(cè)壁傾斜，下部豎直向下與爐腔底壁相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯，其特征在于所述溝道(11)頂部敞口，中段折彎，折彎段一側(cè)布置開(kāi)堵口組件(12)，開(kāi)堵口組件(12)包括鉆機(jī)和堵槍?zhuān)@機(jī)和堵槍可從敞口伸入溝道(11)內(nèi)，堵槍內(nèi)設(shè)有冷卻水管路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯，其特征在于所述電熔窯(7)右端窯腔轉(zhuǎn)角為圓角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯，其特征在于所述混合室(8)的體積占電熔窯(7)總體積的10% 40%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯，其特征在于所述電弧爐(I)爐腔高度為I 10m，內(nèi)徑為1. 5 10m，爐腔側(cè)壁壁厚為0. 2 0. 8m,爐底厚度為0. 5 lm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯，其特征在于所述電弧爐(I)底壁上開(kāi)設(shè)通槽，通槽內(nèi)嵌裝透氣磚，形成惰性氣體吹入口(2)。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯的操作工藝，包括下列步驟 ①將從高爐排渣口排出的、溫度大于1300°C的熱態(tài)熔渣通過(guò)保溫容器轉(zhuǎn)運(yùn)至電弧爐(I)，對(duì)熱態(tài)熔渣進(jìn)行電加熱升溫； ②當(dāng)電弧爐(I)中電極(4)極心圓內(nèi)熔體溫度上升到大于等于高爐調(diào)質(zhì)料的熔點(diǎn)溫度時(shí)，向電弧爐(I)中勻速添加常溫或具有一定溫度的固態(tài)調(diào)質(zhì)料，并持續(xù)對(duì)電弧爐(I)進(jìn)行加熱； ③當(dāng)所加的調(diào)質(zhì)料完全熔化后、從電弧爐(I)底部向爐內(nèi)吹入惰性氣體，利用吹氣對(duì)熱態(tài)熔渣和已經(jīng)熔化的調(diào)質(zhì)料的熔體進(jìn)行初步攪拌； ④利用溝道(11)，將電弧爐(I)中經(jīng)過(guò)初步攪拌的混合熔體排入密封隔熱的電熔窯(7)； ⑤在電熔窯(7)的混合室(8)中，利用攪拌器(14)對(duì)混合熔體進(jìn)行連續(xù)攪拌混合； ⑥攪拌混合后的熔體在均化室(9)靜置均化，靜置時(shí)間大于I小時(shí)，靜置時(shí)保持電熔窯(7)窯腔溫度在1400 1500 0C ； ⑦均化后，通過(guò)惰性氣體進(jìn)口(18)向均化室(9)內(nèi)吹入可調(diào)整壓力的正壓惰性氣體以控制電熔窯(7)中的氣壓、保持混合熔體液面高度，使混合熔體以0. 01 0.1mVmin的速度從熔體排放口(15)排放。
全文摘要
一種熔渣調(diào)質(zhì)復(fù)合爐窯，包括電弧爐和布置在電弧爐右側(cè)下方的電熔窯，兩者之間通過(guò)一條向下傾斜的溝道連通，電弧爐立式布置，爐內(nèi)開(kāi)設(shè)圓形爐腔，爐腔頂部為開(kāi)口端，端口覆蓋活動(dòng)的爐蓋，電弧爐的立式側(cè)壁與水平底壁之間通過(guò)倒角連接；電熔窯窯腔為橫向布置的長(zhǎng)條形，包括左、右兩個(gè)相互獨(dú)立的混合室和均化室，兩者之間通過(guò)隔墻分隔開(kāi)，隔墻底部開(kāi)設(shè)熔體過(guò)流孔連通混合室和均化室，均化室右端底部開(kāi)設(shè)熔體排放口，熔體排放口上方布置加熱鉬電極，靠近熔體排放口、均化室底部向上凸起與隔墻平行的擋墻。本發(fā)明與傳統(tǒng)的沖天爐工藝相比，能耗低，污染少；與雙電弧爐調(diào)質(zhì)工藝技術(shù)相比，調(diào)質(zhì)品混合充分，靜置均化徹底，排放流量穩(wěn)定，利于下道工序加工。
文檔編號(hào)F27B19/04GK103063030SQ20111032408
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者李軍, 冀蓉, 朱愛(ài)萍, 朱春江, 沈健, 馮雙紅 申請(qǐng)人:寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司, 上海寶田新型建材有限公司