爐外鋁熱法冶煉爐的製作方法
2023-05-24 11:34:26 1
專利名稱：爐外鋁熱法冶煉爐的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於稀有金屬冶金工業設備製造領域，特別涉及爐外鋁熱法冶煉爐構造。
背景技術：
冶金工作的主要任務是把氧化物還原成金屬，在生產過程中，設法提高金屬的回收率是冶金工業的中心任務。目前國內外多採用電弧爐熔煉鋁熱法從鈮鐵礦中直接冶煉鈮鐵合金，收率較高，達到85～95％，但是會消耗大量的電能。同時所得到的合金碳含量較高(美國生產Nb-Fe產品碳含量為0.5～0.1％，俄羅斯含量為0.3～0.1％，Nb-Fe電焊條碳含量要求＜0.05％)，其產品應用範圍受到限制。
爐外鋁熱法是一種不輸入電熱的金屬熱冶煉法，它是將爐料裝入，並在點火後一剎那間迅速產生高溫(1700℃～1900℃)使得爐料處於熔融狀態，進而進行合金提煉。這種冶煉方法的優點在於不需輸入電熱，能耗低，比電弧爐熔煉法生產成本要低，此外生產產品基本上不含碳。但在現有的爐外鋁熱法窯爐中，合金與礦渣成液態的時間短，兩者分離不夠充分，金屬收率低。同時，還存在一些普通窯爐冶煉生產問題，如熔融態物質凝固後的礦渣與爐壁合金熔融為一體，既硬又厚，很難在爐內分離，窯爐爐齡短；爐膛清理過程勞動強度大，生產環境差。
發明內容
本實用新型的目的是針對現有的爐外鋁熱法冶煉窯爐反應時間短、金屬收率低和礦渣與爐壁分離困難的缺點對窯爐加以改進。
本實用新型所述的爐外鋁熱冶煉爐，由活動連接爐底座1、中間反應區爐筒4、爐頂5等三個主要部分組成。
本實用新型所述的中間反應區爐筒為鑄鐵(或鋼板)焊成內砌耐火材料的圓形爐筒，筒身下部有放渣窗口7(方便中間分渣)，是整個冶煉爐的主體部分。其特殊設計在於爐筒底部有延展邊緣，爐筒與爐底為嵌套連接，爐底稍高於爐筒底部。這就使得基砂2在冶煉過程中能有效地密封冶煉反應區，減少爐料的飛濺，改善冶煉勞動環境；同時收容金屬的砂質凹坑3的有效收容體積也增大了(普通冶煉爐為防止爐料的飛濺，收容金屬一般要低於砂質凹坑上邊緣，改造爐可與之相平或稍高些)。改造爐爐料容量增大，爐料熔融時間長，金屬收率也隨之提高，單爐產量更明顯增大。
爐底由鑄鐵(或鋼板)外壁、耐火材料內襯、砂質凹坑、基砂構成。其特殊設計在底部安有滑輪為活動連接，可方便行駛。爐底在爐筒正下方被提升，使之與爐筒形成嵌套連接，可採用升降凹槽軌道，或機械提升爐底後加墊板實現爐底提升。活動連接爐底大大方便出料和爐膛清理。由於改造爐爐料容量的增大，鋪墊收容金屬砂質凹坑可稍稍減小凹坑半徑。砂基厚度增加，不僅可以減少爐料的飛濺，還可減少礦渣對爐筒和爐底爐壁的侵蝕，降低耐火材料單耗。
爐頂可設兩個加料窗口，一個人工加料口，一個機械加料口，這樣就可進行人工加料或機械加料。
本實用新型有效地增大了爐料容量，使爐料成熔融態時間延長(由於爐外鋁熱法不外輸入熱能，主要利用反應熱使爐料處於熔融狀態，爐料越多，反應時間越長)，顯著地提高了金屬收率，可由原來的81～85％提高到89～92％，單爐產量也明顯增大，單爐產量可由原來的30千克/爐提高到200千克/爐；活動連接爐底與爐筒連接設計使生產過程不產生爐料飛濺改善冶煉過程中的勞動環境；爐料容量的增大和襯有鎂砂的爐底在一定程度上減少了礦渣對爐壁的侵蝕(NbFe冶煉爐中，鎂磚單耗由1.90元/千克產品，降到0.1元/千克產品)；活動連接的底部設計方便出料和爐膛清掃，降低勞動強度。
本實用新型可適用於NbFe、TiFe、MoFe、VFe、BFe等產品的生產。
附圖為本實用新型爐外鋁熱冶煉爐的一個實施例的剖視圖，1為活動連接爐底座，2為基砂，3為砂質凹坑，4為爐筒，5為爐頂，6為加料口，7為放渣窗口。
具體實施方式
本實用新型將通過以下實施例作進一步地說明。
實施例。附圖為本實用新型的一個實施例。活動連接爐底座1為凹形結構，以便鋪置砂質凹坑3，活動連接爐底座1置於爐筒4的正下方，與爐筒4形成嵌套連接，爐筒4的底部有一延展邊緣，在爐筒和活動連接爐底座1的嵌套連接部位用基砂覆蓋，爐筒4的上方是爐頂5，在爐頂5上設有兩個加料口6。
在一次性加料的情況下，將鋪好砂質凹坑3的活動連接爐底座1置於爐筒正下方，提升爐底座1，與爐筒4形成嵌套連接，並在嵌套連接部位用基砂覆蓋爐筒4的底部。全部的混合料由爐頂加料口6裝入爐筒，在爐料表面使用反應能力強的點火劑，使點火劑反應，然後從爐料表面開始的燃燒過程逐漸向下蔓延。由於在液態的產物下混合料仍在反應，混合料整體運動的十分猛烈。冶煉完後，先由爐筒放渣窗口7放渣。待金屬凝固後，降低爐底使之與爐筒分開，移出爐底取出金屬塊。清掃爐筒，清理基砂。整個冶煉過程中基本沒有金屬外濺，勞動強度特別是在爐膛清理過程中的勞動強度大大降低。
在連續加料的情況一下，先將小部分混合料裝入爐筒，點火反應，反應進行了一段時間後將其餘的反應料逐漸加入，可用手工裝料或從爐頂的儲料鬥自動加料，直至反應筒充滿熔體。混合料整體運動不如一次性加料反應猛烈。反應速度可人為控制。爐頂的機械加料窗口方便了連續加料控制。
權利要求1.一種爐外鋁熱法冶煉爐，由爐頂、中間反應區爐筒、活動連接爐底組成，其特徵是爐筒底部有延展邊緣，爐筒與爐底為嵌套連接。
專利摘要一種爐外鋁熱法冶煉爐，由爐頂、中間反應區爐筒、活動連接爐底組成，其特徵是爐筒底部有延展邊緣，爐筒與爐底為嵌套連接，本實用新型有效地增大了爐料容量，使爐料成熔融態時間延長，顯著地提高了金屬收率，可由原來的81～85％提高到89～92％，單爐產量也明顯增大，單爐產量可由原來的30千克/爐提高到200千克/爐，活動連接爐底與爐筒連接設計使生產過程不產生爐料飛濺，改善冶煉過程中的勞動環境，爐料容量的增大和襯有鎂砂的爐底減少了礦渣對爐壁的侵蝕，可適用於NbFe、TiFe、MoFe、VFe、BFe等產品的生產。
文檔編號C22C33/00GK2751272SQ200420121778
公開日2006年1月11日 申請日期2004年12月9日 優先權日2004年12月9日
發明者羅嵐, 羅會秋, 周浪, 周耐根 申請人:南昌大學