电磁感应矿渣熔炉中的电极升降及回转搅拌装置

摘要

本发明是电磁感应矿渣熔炉中的电极升降及回转搅拌装置，其结构是多根感应加热电极固定在电极固定板上，电极固定板固定在电极回转支撑的带齿轮外圈上，电极回转支撑的内圈固定在炉盖臂上；滚珠丝杆的丝杆两端分别通过带座轴承固定在电极升降固定立柱上，滚珠丝杆的螺母固定在升降臂上；升降臂通过前后八个滚轮，套在电极升降固定立柱上。优点：电极升降及回转搅拌装置具有结构简单、设计合理：使电磁感应矿渣熔炉用于短流程生产矿棉工艺，可有效解决现有技术所存在的热高炉渣升温调质困难，从而提高熔炉的热效率和短流程生产的灵活性，提高生产效率，减少能耗４０％，产品成本可降低１５％。

权利要求

1.短流程生产矿棉电磁感应矿渣熔炉中的电极升降及回转搅拌装置，其特征是包括滚珠丝杆、电极升降固定立柱、电极升降减速电机、升降臂、回转减速电机、电极回转支撑和电极固定板；其中多根感应加热电极固定在电极固定板上，电极固定板固定在电极回转支撑的带齿轮外圈上，电极回转支撑的内圈固定在炉盖臂上；滚珠丝杆的丝杆两端，分别通过带座轴承，固定在电极升降固定立柱上，滚珠丝杆的螺母固定在升降臂上；升降臂通过前后八个滚轮，套在电极升降固定立柱上，电极升降减速电机接滚珠丝杆，滚珠丝杆通过螺母连接升降臂，升降臂、回转减速电机、电极回转支撑和电极固定板串接；工作时，电极升降减速电机通电后，通过驱动滚珠丝杆的丝杆转动，进而通过滚珠丝杆的螺母，带动升降臂、回转减速电机、电极回转支撑和电极固定板作沿电极升降固定立柱的升降运动。

说明书

电磁感应矿渣熔炉中的电极升降及回转搅拌装置

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种用以满足短流程生产矿棉的电磁感应矿渣熔炉中的电极升降及回转搅拌装置。属于电磁感应矿渣熔炉生产矿棉技术领域。

背景技术

[0002] 钢铁行业作为工业化进程中的主力军同样面临着机遇与挑战。高炉炼铁的工序能耗占钢铁工业总能耗的60%,是钢铁工业的能耗大户,其节能减排潜力巨大。高炉渣是高炉炼铁排放出的一种固体废弃物,其处理过程中不仅消耗大量的能源,同时也排出大量的有害物质。因此,开展高炉渣回收利用方面的研究十分必要，高炉渣一种工业固体废物。高炉炼铁过程中排出的渣，又称高炉矿渣，可分为炼钢生铁渣、铸造生铁渣、锰铁矿渣等。中国和苏联等国一些地区使用钛磁铁矿炼铁，排出钒钛高炉渣。依矿石品位不同，每炼1吨铁排出0.3～1吨渣，矿石品位越低,排渣量越大。中国目前每年排放2000多万吨。矿渣弃置不用会占用土地,浪费资源,污染环境。1589年德国即开始利用高炉渣。20世纪中期以后,高炉渣综合利用迅速发展。目前美国、英国、加拿大、法国、德意志联邦共和国、瑞典、比利时等许多国家都已做到当年排渣,当年用完,全部实现了资源化。日本1980年利用率为85％，苏联1979年利用率在70％以上，中国1981年利用率为83％。

[0003] 高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的废物，当炉温达到1400—1600℃时，炉料熔融，矿石中的脉石、焦炭中的灰分和助溶剂和其他不能进入生铁中的杂质形成以硅酸盐和铝酸盐为主浮在铁水上面的熔渣。高炉矿渣中主要的化学成分是SiO2，Al2O3，CaO，MgO，MnO，FeO，S等。此外，有些矿渣还含有微量的TiO2，V2O5，Na2O，BaO，P2O5，Cr2O3等。在高炉矿渣中CaO，SiO2，Al2O3占重量的90%以上。

[0004] 矿渣棉用压缩空气或高压蒸汽喷吹纤细的熔渣流，可制取矿棉，生产矿渣棉的方法有喷吹法和离心法两种。原料在熔炉中熔化后流出，即用蒸汽或压缩空气喷吹成矿渣棉的方法叫做喷吹法。原料在熔炉中熔化后落在回转的圆盘上，用离心力制成矿渣棉的方法叫做离心法。直接喷吹高炉熔渣，虽工艺简单，投资较少，但渣棉质量难以保证。 发明内容

[0005] 本发明提出的是一种用以满足短流程生产矿棉的电磁感应矿渣熔炉中的电极升降及回转搅拌装置，其目的旨在使电磁感应矿渣熔炉用于短流程生产矿棉工艺，可有效解决现有技术所存在的热高炉渣升温调质困难，从而提高熔炉的热效率和短流程生产的灵活性，提高生产效率，减少能耗４０％，产品成本可降低１５％。

[0006] 本发明的技术解决方案：其特征是包括滚珠丝杆、电极升降固定立柱、电极升降减速电机、升降臂、回转减速电机、电极回转支撑和电极固定板；其中多根感应加热电极固定在电极固定板上，电极固定板固定在电极回转支撑的带齿轮外圈上，电极回转支撑的内圈固定在炉盖臂上；滚珠丝杆的丝杆两端，分别通过带座轴承，固定在电极升降固定立柱上，滚珠丝杆的螺母固定在升降臂上；升降臂通过前后八个滚轮，套在电极升降固定立柱上，电极升降减速电机接滚珠丝杆，滚珠丝杆通过螺母连接升降臂，升降臂、回转减速电机、电极回转支撑和电极固定板串接；工作时，电极升降减速电机通电后，通过驱动滚珠丝杆丝杆的转动，进而通过滚珠丝杆的螺母，带动升降臂、回转减速电机、电极回转支撑和电极固定板作沿电极升降固定立柱的升降运动。

[0007] 本发明的优点：电极升降及回转搅拌装置具有结构简单、设计合理：使电磁感应矿渣熔炉用于短流程生产矿棉工艺，可有效解决现有技术所存在的热高炉渣升温调质困难，从而提高熔炉的热效率和短流程生产的灵活性，提高生产效率，减少能耗４０％，产品成本可降低１５％。

附图说明

[0008] 附图1是电磁感应矿渣熔炉的结构示意总图。

[0009] 附图2是电磁感应矿渣熔炉的小车结构示意图。

[0010] 附图3是电磁感应矿渣熔炉的电磁感应熔炉结构示意图。

[0011] 附图4是电磁感应矿渣熔炉的旋转炉盖结构示意图。

[0012] 附图5是电磁感应矿渣熔炉的电极升降及回转搅拌装置结构示意图。

[0013] 图中的1是小车、2是电磁感应熔炉、3是旋转炉盖、4是电极升降及回转搅拌装置、5是多根感应加热电极、6是车轮、7是小车体、8是减速器、9是刹车器、10是电动机、11是炉嘴、12是倾转油缸、13是感应线圈、14是炉壳、15是炉架、16是升降油缸、17是立柱、18是回转支撑、19是减速电机、20是底座、21是炉盖、22是炉盖臂、23是滚珠丝杆、24是电极升降固定立柱、25是电极升降减速电机、26是升降臂、27是回转减速电机、28是电极回转支撑、
29是电极固定板。

具体实施方式

[0014] 对照附图5，电极升降及回转搅拌装置，其结构包括滚珠丝杆23、电极升降固定立柱24、电极升降减速电机25、升降臂26、回转减速电机27、电极回转支撑28和电极固定板29；其中多根感应加热电极固定在电极固定板29上，电极固定板29固定在电极回转支撑
28的带齿轮外圈上，电极回转支撑28的内圈固定在炉盖臂上；滚珠丝杆23的丝杆两端，分别通过带座轴承，固定在电极升降固定立柱24上，滚珠丝杆23的螺母固定在升降臂26上；
升降臂26通过前后八个滚轮，套在电极升降固定立柱24上，电极升降减速电机25接滚珠丝杆23，滚珠丝杆23通过螺母连接升降臂26，升降臂26、回转减速电机27、电极回转支撑
28和电极固定板29串接；工作时，电极升降减速电机25通电后，通过驱动滚珠丝杆23丝杆的转动，进而通过滚珠丝杆23的螺母，带动升降臂26、回转减速电机27、电极回转支撑28和电极固定板29作沿电极升降固定立柱24的升降运动。

[0015] 对照附图1，电磁感应矿渣熔炉，其结构包括小车1、电磁感应熔炉2、旋转炉盖3、电极升降及回转搅拌装置4和多根感应加热电极5；其中电磁感应熔炉2使用螺钉固定在小车1上，旋转炉盖3则固定在地面地基上的预埋钢板上，电极升降及回转搅拌装置4使用螺钉固定在旋转炉盖3上，可随旋转炉盖3一起旋转，感应加热电极5固定在电极升降及回转搅拌装置4上，因此，电极升降及回转搅拌装置4与感应加热电极5共同随旋转炉盖3一起旋转；工作时，小车1上的电动机通电，通过减速机减速，将动力传给动力轴，动力轴驱动二个主动轮在轨道上滚动，以满足固定其上的电磁感应熔炉2在各工位间的水平移动；固定在旋转炉盖3底座上的减速电机通电后，通过驱动回转支撑外圈齿轮，驱动旋转炉盖3、固定在炉盖上的电极升降及回转搅拌装置4和感应加热电极5回转；固定在电极升降及回转搅拌装置4上的减速电机通电后，驱动滚珠丝杆旋转，进而通过固定在电极升降及回转搅拌装置4手臂上的滚珠丝杆螺母，带动电极升降及回转搅拌装置4手臂升降，最终完成感应加热电极5的升降；固定在电极升降及回转搅拌装置4手臂上的减速电机通电后，通过驱动回转支撑外圈齿轮，驱动固定感应加热电极5的固定板，实现感应加热电极5的旋转搅拌动作，多根感应加热电极5安装在电极升降及回转搅拌装置4上。

[0016] 对照附图2，小车，其结构包括车轮6、小车体7、减速器8、刹车器9、电动机10；其中四个车轮6各通过二个带座轴承固定在小车体7上，电动机10通过减速器8将动力传输给四个车轮6，四个车轮6中的一组二个主动轮，带动小车体7在导轨上移动，减速器8起制动作用；工作时，小车上的电动机通电，通过减速机减速和联轴器的连接，将动力传给动力轴，动力轴驱动二个主动轮在轨道上滚动，最终完成满足固定其上的电磁感应熔炉在各工位间的水平移动。

[0017] 对照附图3，电磁感应熔炉，其结构包括炉嘴11、倾转油缸12、感应线圈13、炉壳14和炉架15；其中感应线圈13通过螺母固定在炉壳14上，炉壳14则通过铰链固定在炉架15上，倾转油缸12的一端通过铰链固定在炉架15上，倾转油缸12的另一端也通过铰链固定在炉壳14上，倾转油缸12活塞杆连接炉壳14，工作时，倾转油缸12活塞杆的伸缩，带动炉壳14的倾转；当加入炉料后，感应线圈13通电通水，开始熔炼，待熔炼结束，感应加热电极升起脱离旋转炉盖，旋转炉盖旋转离开后，倾转油缸12活塞杆伸出，驱动炉壳14，以炉架15和炉壳14铰链销轴为中心翻转，最终使熔炼完成的炉料，通过炉嘴11浇出。

[0018] 对照附图4，旋转炉盖，其结构包括升降油缸16、立柱17、回转支撑18、减速电机19、底座20、炉盖21和炉盖臂22，其中立柱17通过回转支撑18固定在底座20上，炉盖21通过炉盖臂22固定在立柱17上；减速电机19通过回转支撑18与炉盖21相接，工作时，减速电机19通过回转支撑18带动炉盖21旋转；升降油缸16的钢筒固定在立柱17上，升降油缸16的活塞杆则与炉盖臂22固定；工作时，固定在旋转炉盖3底座上的减速电机通电后，通过驱动回转支撑18外圈齿轮驱动旋转立柱17、升降油缸16和炉盖21实现回转；升降油缸16的活塞杆伸缩，带动炉盖臂22与炉盖21实现升降。

[0019] 矿渣棉的主要原料是高炉矿渣，占80%～90%，还有10%～20%的白云石、萤石或其他如红砖头、卵石等，生产矿渣棉的燃料是焦炭。生产分配料、熔化喷吹、包装3个工序。矿渣棉可用作保温材料、吸音材料和防火材料等，由它加工的成品有保温板、保温毡、保温筒、保温带、吸音板、窄毡条、吸音带、耐火板及耐热纤维等。矿渣棉广泛用于冶金、机械、建筑、化工和交通等部门。

[0020] 短流程生产矿棉的方法，其工艺包括：

[0021] 1）将高炉热渣直接或转运热渣包车装入电磁感应熔炉，用热渣装入节能效果显著，热渣温度在1400度-1500度，装入熔融调质热渣熔炉后会降温到1100-1200度；2）通过熔融调质热渣熔炉的电磁感应升温到1450-1550度；3）在80%～90%的高炉热渣中添加占高炉热渣重量10%～20%的石英石进行调质升温到1450-1550度，加入石英石的目的是调质提高渣棉的品位，将高炉渣棉变为质量高的矿棉；

[0022] 所述的调质升温到1450-1550度的熔融矿渣，是通过流槽将热矿渣流装入矿渣恒温保温炉，矿渣恒温保温炉有二个可控制流量的液渣流嘴，热渣流嘴流出的矿渣流进入下一道制棉设备制成矿棉。

[0023] 操作过程：开始→小车1带着电磁感应熔炉2，移动至高炉前工位→加入热渣→小车1带着电磁感应熔炉2，移动回熔炼工位→小车1到位后，旋转炉盖3旋转至炉口上部，并下降盖上→电极升降及回转搅拌装置4带动感应加热电极5下降，插入液渣中→准备熔炼→送上变频电源，熔渣开始加温调质→熔炼过程中，电极升降及回转搅拌装置4驱动加热电极5回转，进行工艺搅拌→熔炼结束，电极升降及回转搅拌装置4带动感应加热电极5上升，从液渣中拔出→旋转炉盖3上升并旋转，回转到浇注避让位置→电磁感应熔炉2倾转，将已熔炼好的熔渣流通过溜槽，流入矿渣恒温熔炉，为下属工序准备→如此，电磁感应矿渣熔炉完成一个循环动作。

[0024] 大容量热渣熔炉（15t-25t热渣）；将降温的高炉渣升温到工艺要求的温度并可较方便地调整矿渣的化学成分；将升温调质好的热渣装人恒温熔炉为下属工序提供恒定温度、可控流量的熔渣流；长寿命炉衬；超高功率防氧化发热体。石墨电极直径200mm-1000mm（包括普通功率、高功率防氧化、等石墨电极及石墨感应发热制品，石墨电极由3-12根组成。变频电源，1000-20000kW。由炉用车将升温熔炉运至高炉，将高炉热渣直接装人熔炉，再将升温熔炉返回矿棉制备车间。熔炉采用变频电源，可利用熔炉中的高温金属棒、石墨坩埚、石墨空芯、实芯石墨棒等产生的高温熔融矿渣。将高炉热渣占80%～90%，还有10%～20%的白云石、萤石或其他如红砖头、卵石等矿石料，加热升温到1550度，调整矿渣成分将热渣作升温调质处理，后通过流糟流入矿渣恒温熔炉，并为下属工序提供恒定温度、可控流量的熔渣流。