一种超高功率电熔刚玉熔炼炉系统的制作方法

1.本实用新型涉及电熔刚玉冶炼技术，具体是一种超高功率电熔刚玉熔炼炉系统。


背景技术：

2.刚玉冶炼过程，刚玉熔炼炉是必不可少的冶炼设备。目前，刚玉熔炼炉主要有固定炉和倾倒炉两种。
3.其中固定炉生产的电熔刚玉产品结晶体积大，玻璃相少，耐磨性高，韧性也不错，多用于磨具制作方面。但是固定炉具有间歇性不能够连续生产，生产效率低下，热能利用率低，单位能耗高。每次熔炼前都需要修理炉子。它是目前小型磨料厂冶炼刚玉的主要方法，投资少设备简单，操作简单。
4.倾倒炉可连续进行作业，热能利用率较固定炉高，是比较常用的刚玉冶炼方法。但传统的倾倒炉受到炉衬衬材配置及冶炼动力装置限制，炉型尺寸、架构配置不合理，主要表现为冶炼容量较小、使用寿命较低、能耗高，行业内电熔刚玉冶炼吨电耗均在1500kw
·
h以上；且传统倾倒炉的动力装置通常为高功率石墨电极，在熔炼时刚玉融化速度慢，熔炼的产品晶体尺寸相对较小，熔块容易分层；另外，传统倾倒炉的加料为单点加料，加料速度慢，炉膛内加料不均匀，导致上层熔块结晶差，气孔率高，体密度低，因此产品韧性略差，制作成的磨具磨粒易脱落，多用于固结磨具和耐火材料方面；在生产致密型刚玉产品时，传统倾倒炉还有很大缺陷。


技术实现要素：

5.针对背景技术中指出的传统倾倒式刚玉熔炼炉的不足，本实用新型的目的是提出一种超高功率电熔刚玉熔炼炉系统，其采用倾倒式的超大u型炉体设计，以超高功率三相石墨电极为冶炼热源，提高原料融化速度，以多个加料点改善加料速率慢、炉膛加料不均匀的问题，从而可以使倾倒式电弧熔炼炉能获得结晶好、纯度高的致密型刚玉产品，同时，产品产出的单位能耗低，生产效率高。
6.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种超高功率电熔刚玉熔炼炉系统，包括炉体、炉衬、炉盖、驱动器和超高功率三相石墨电极，所述的炉体整体为上部开口的壳体结构，其内壁设有炉衬，其前侧壁上设有炉嘴；所述的炉体其竖向剖面为u型，在炉体后侧的地面上设有一后支撑座，在炉体前侧的地面上分别设有两个前支撑座，炉体放置在前支撑座与后支撑座，且炉体与前支撑座通过销轴活动铰接；所述的炉体下部后方设有驱动器，用于驱动炉体倾倒；在炉体的上部开口覆盖有炉盖，所述炉盖上设有三个电极孔及至少两个加料孔；所述的后支撑座上设有升降支架，升降支架的移动部连接有导电横臂；所述的超高功率三相石墨电极安装在导电横臂上，超高功率三相石墨电极的下端与炉盖上的三个电极孔相对应，超高功率三相石墨电极通过输电线连接超高功率变压器。
8.所述的炉衬固设在炉体内壁上，炉衬由外而内至少分为四层，第一层为防膨胀收
缩层，第二层为高铝空心球浇注料层，第三层高铝重质浇注料层，第四层为工作衬层。
9.所述的驱动器为液压缸，所述液压缸下端与地面活动铰接，上端与炉体1后部两侧活动铰接。
10.所述的炉体直径为5-15m，高度为3-10m，炉体高度与直径的比值为0.3-0.8。
11.所述的炉衬总厚度为0.8~1.5m。
12.所述炉盖上还开设有排烟孔和观察孔。
13.所述三个电极孔的中心在同一个极心圆上，所述极心圆与炉体为同心，所述的加料孔均布于极心圆内。
14.本实用新型的有益效果：本实用新型使得电熔刚玉的生产效率大大提高，可实现2~10t/h的电熔刚玉成品产能，相比传统电熔刚玉炉0.5~2t/h的产能，实现跨越式增长；产品吨电耗低至1000kw
·
h，相比传统电熔炉＞1500kw
·
h的吨电耗，节能降耗25%以上，具有良好的发展应用前景；刚玉原料快速熔融，结晶好纯度高，有利于生产致密型刚玉产品。
附图说明
15.图1为本实用新型一个实施例的整体结构示意图。
16.图2为炉体结构示意图。
17.图3为炉盖结构示意图。
18.图中标记表示为：1、炉体，2、炉衬，21、防膨胀收缩层，22、高铝空心球浇注料层，23、高铝重质浇注料层，24、电熔刚玉工作衬层，3、炉盖，4、炉嘴，5、超高功率变压器，6、输电线，7、导电横臂，8、升降支架，9、超高功率三相石墨电极，10、液压动力站，11、液压油管，12、驱动器，13、前支撑座，14、后支撑座，15、接包装置，31、电极孔，32、排烟孔，33、加料孔，34、观察孔。
具体实施方式
19.下面将结合本说明书附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，需要注意的是，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.如图1～图3所示，本实用新型提出的一种超高功率电熔刚玉熔炼炉系统，主要包括u型的炉体1、炉衬2、炉盖3、超高功率变压器5、超高功率三相石墨电极9和驱动器12。
21.炉体1由前支撑座13、后支撑座14安装在地面上，紧贴炉体1内部的炉衬部分依次设置为防膨胀收缩层21、高铝空心球浇注料层22、高铝质浇注料层23、和电熔刚玉工作衬层24，防膨胀收缩层21可抵消内部炉衬热胀冷缩的作用力，高铝空心球浇注料层22具有良好的隔热保温效果；炉盖3为固定式炉盖或旋开式炉盖，工作时炉盖3固定在炉体1上，炉盖3上设置有三相电极孔31、排烟孔32、加料孔33。
22.超高功率三相石墨电极9通过三个电极孔31深入炉体内部。加料孔33实现了多点式加料，将物料均匀地加入炉膛内的每相电极附近及极心圆内，实现了快速加料，埋弧冶炼；超高功率变压器5设定10~20v/档的调节档位实现冶炼功率与电压的精准调控，保证冶炼过程中供电的稳定性与安全性；超高功率变压器5通过输电线6、导电横臂7与超高功率三
相石墨电极9相连接，导电横臂7一端固定在升降支架8上；升降支架8固定在炉体后支撑座14上，升降支架8可在垂直方向移动来升降超高功率三相石墨电极9。
23.所述的驱动器12为液压缸，液压缸的顶端安装在炉体1上，液压缸12的底端通过铰接座连接在地面上。液压动力站10通过液压油管11连接液压缸12，通过液压缸12的伸缩行程实现炉体最大45
°
向前倾翻，使得电熔刚玉熔融液倒入接包装置15内，完成出炉动作。
24.本实用新型超高功率电熔刚玉熔炼炉工作过程如下：
25.在超高功率电熔刚玉熔炼炉供电熔炼过程中，通过炉盖上的加料孔33向炉膛内均匀加入电熔刚玉原料，单次加料根据实际情况可加入0.5~2吨，多点式加料的设置保证加料位置位于每相电极一侧，解决加料速率慢、炉膛内加料不均匀的难题。超高功率变压器5按照设定电压电流通过超高功率三相石墨电极9产生电弧加热并熔融炉膛内的原料。随着炉膛内加料及熔料的进程，炉膛内熔融液面缓慢上升，超高功率三相石墨电极9缓慢提升，以电极底端刚好没入炉膛底部物料的状态为准。通过炉盖3上的观察孔34查看炉内情况，当炉膛内物料/熔液面距离炉嘴底部垂直高度0.3-0.5m时停止加料，将炉膛内粉料全部熔化完毕。熔融液面无漂浮粉料的状态即为当炉熔炼完成，可进行倾倒出炉操作。熔炼过程中炉膛内产生的烟雾通过炉盖排烟孔32排出并进入外界除尘系统。
26.在超高功率电熔刚玉熔炼炉倾炉倒出电熔刚玉熔融液时，开启液压动力站10，使液压缸12实现炉体1向前倾翻，电熔刚玉熔融液通过炉嘴4倒入接包15内。出炉完成后，操作液压动力站10，使得液压缸12复位，带动炉体1恢复水平位置，完成炉体1倾动后的复位动作。
27.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型。
28.本实用新型未详述部分为现有技术。

技术特征：
1.一种超高功率电熔刚玉熔炼炉系统，包括炉体（1）、炉衬（2）、炉盖（3）、驱动器（12）和超高功率三相石墨电极（9），其特征是：所述的炉体（1）整体为上部开口的壳体结构，其内壁设有炉衬（2），其前侧壁上设有炉嘴（4）；所述的炉体（1）其竖向剖面为u型，在炉体（1）后侧的地面上设有一后支撑座（14），在炉体（1）前侧的地面上分别设有两个前支撑座（13），炉体（1）放置在前支撑座（13）与后支撑座（14）上，且炉体（1）与前支撑座（13）通过销轴活动铰接；所述的炉体（1）下部后方设有驱动器（12），用于驱动炉体（1）倾倒；在炉体（1）的上部开口覆盖有炉盖（3），所述炉盖（3）上设有三个电极孔（31）以及至少两个加料孔（33）；所述的后支撑座（14）上设有升降支架（8），升降支架（8）的移动部连接有导电横臂（7）；所述的超高功率三相石墨电极（9）安装在导电横臂（7）上，超高功率三相石墨电极（9）的下端与炉盖（3）上的三个电极孔（31）相对应，超高功率三相石墨电极（9）通过输电线（6）连接超高功率变压器（5）。2.根据权利要求1所述的一种超高功率电熔刚玉熔炼炉系统，其特征是：所述的炉衬（2）固设在炉体（1）内壁上，炉衬（2）由外而内分为四层，第一层为防膨胀收缩层（21），第二层为高铝空心球浇注料层（22），第三层为高铝重质浇注料层（23），第四层为电熔刚玉工作衬层（24）。3.根据权利要求1所述的一种超高功率电熔刚玉熔炼炉系统，其特征是：所述的驱动器（12）为液压缸，所述液压缸下端与地面活动铰接，上端与炉体（1）后部两侧活动铰接。4.根据权利要求1所述的一种超高功率电熔刚玉熔炼炉系统，其特征是：所述的炉体（1）直径为5-15m，高度为3-10m，炉体（1）高度与直径的比值为0.3-0.8。5.根据权利要求1所述的一种超高功率电熔刚玉熔炼炉系统，其特征是：所述的炉衬（2）总厚度为0.8~1.5m。6.根据权利要求1所述的一种超高功率电熔刚玉熔炼炉系统，其特征是：所述炉盖（3）上还开设有排烟孔（32）和观察孔（34）。7.根据权利要求1所述的一种超高功率电熔刚玉熔炼炉系统，其特征是：所述三个电极孔（31）的中心在同一个极心圆上，所述极心圆与炉体（1）为同心，所述的加料孔（33）均布于极心圆内。

技术总结
本实用新型提供一种超高功率电熔刚玉熔炼炉系统，包括炉体、炉衬、炉盖、驱动器和超高功率三相石墨电极，所述的炉体下部后方设有驱动器，用于驱动炉体倾倒；在炉体的上部开口覆盖有炉盖，所述炉盖上设有三个电极孔及至少两个加料孔；所述的后支撑座上设有升降支架，升降支架的移动部连接有导电横臂；所述的超高功率三相石墨电极安装在导电横臂上，超高功率三相石墨电极的下端与炉盖上的三个电极孔相对应，超高功率三相石墨电极通过输电线连接超高功率变压器。本实用新型使得电熔刚玉的生产效率大大提高，刚玉原料快速熔融，结晶好纯度高，有利于生产致密型刚玉产品。有利于生产致密型刚玉产品。有利于生产致密型刚玉产品。


技术研发人员：王冰伟 侯耀仲 崔庆阳 郭东方 黄磊 王欣欣 张乃琦 王自鹏 刘雷
受保护的技术使用者：洛阳利尔功能材料有限公司
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/10/20