一種清除礦熱爐爐底沉積層的裝置及方法與流程

2023-04-23 06:47:21

本發明涉及礦石冶煉技術領域，特別是涉及一種清除礦熱爐爐底沉積層的裝置及方法。

背景技術：

工業矽冶煉在我國發展迅猛，僅2016年一年全國的工業矽產量為240萬噸。工業矽生產企業主要使用礦熱爐。在礦熱爐經過一段時間運行後，往往因進料顆粒大小不合適，配料成分配比不當，二次電壓過高、搗爐加料操作不當等原因，以及事故、故障熱停爐次數過多等因素引起爐底上漲。爐底上漲主要是指熔池底部未熔融物和半熔融物沉積層增高，造成熔體矽和反應區上升，出矽時熔體矽水不能通暢地流出礦熱爐，同時嚴重影響爐內容量導致產量下降，耗能增加。當採用調整配料比，深插電極深度等措施不能消除爐底上漲時，就需要停止加料，處理爐內碳化矽，進行礦熱爐小修，幹燒，清爐等作業。

針對爐底上漲的現象，目前普遍採用的是用炸藥爆破爐底料，而這種方法成本高、消耗大，嚴重影響企業的生產。炸一次爐需要1到2個月的周期。這樣持續的高投入，導致企業的生產成本高居不下，甚至因為不間斷的炸爐導致虧損。以6300KVA礦熱爐為例，為把爐內積存50-60T爐料全部挖出到開爐正常，需30天的時間，加之停產造成的利潤損失，兩項相加可達50萬元以上。同時會產生巨大的工業矽廢渣，因爐體上漲炸爐導致的廢渣是產生工業矽廢渣的主要途徑，每年因為炸爐產生的廢渣具不完全統計為80多萬噸。工業矽廢渣的固體廢棄物長期堆存不僅佔用大量土地，而且會造成對水系和大氣的嚴重汙染和危害。大量採礦廢石堆積的結果，毀壞了大片的農田和森林地帶；工業矽有害渣長期堆存，經過雨雪淋溶，可溶成分隨水從地表向下滲透，向土壤遷移轉化，富集有害物質、使堆場附近土質酸化、鹼化、硬化.甚至發生金屬型汙染。

由此可見，上述現有的清除礦熱爐爐底沉積層的方法顯然仍存在有諸多不便，而亟待加以進一步改進。如何能創設一種新的清除礦熱爐爐底沉積層的裝置及方法，使其不用停爐生產，簡單方便的實現防止礦熱爐爐底沉積層的上升。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、操作方便的清除礦熱爐爐底沉積層的裝置，使其不用停爐生產即可防止礦熱爐爐底沉積層的上升，從而克服現有的清除礦熱爐爐底沉積層方法的不足。

為解決上述技術問題，本發明提供一種清除礦熱爐爐底沉積層的裝置，包括金屬管、耐壓力皮管和高壓氣瓶，

所述金屬管的一端外部塗有耐高溫塗層，其另一端用於連接所述耐壓力皮管；

所述耐壓力皮管的另一端用於連接所述高壓氣瓶的出氣口。

作為本發明的一種改進，所述金屬管為鐵管。

進一步改進，所述鐵管的直徑為0.2～1cm。

進一步改進，所述高壓氣瓶為氧氣瓶。

進一步改進，所述氧氣瓶的壓力為1.2～1.5MPa。

進一步改進，所述耐壓力皮管的長度為0.5～1.0m。

進一步改進，所述礦熱爐為工業矽用礦熱爐。

本發明還提供了一種應用上述裝置的清除礦熱爐爐底沉積層的方法，所述方法包括如下步驟：

(1)將所述金屬管具有耐高溫塗層的一端從礦熱爐爐底的出液口處伸進所述礦熱爐內部，其另一端連接所述耐壓力皮管；

(2)在所述耐壓力皮管中注入水後將其另一端連接至所述高壓氣瓶的出氣口；

(3)開啟所述高壓氣瓶的出氣閥，所述高壓氣瓶的氣壓將所述耐壓力皮管中的水迅速注入所述礦熱爐中，則所述礦熱爐中爐底高溫遇水後發生爆裂，實現對所述礦熱爐爐底沉積層的清除。

進一步改進，所述步驟(2)中耐壓力皮管的注水量根據所述礦熱爐爐底的沉積層厚度決定。

採用這樣的設計後，本發明至少具有以下優點：

本發明通過耐高溫金屬管、耐壓力皮管和高壓氣瓶的配合，能實現將水份快速注入礦熱爐，由於該方法並不用停止生產，該礦熱爐爐底存在高溫矽液，高溫矽液遇水會發生爆裂，使其在爐底剛要形成爐底矽的時候及時得到清除，或對已經形成的沉積層進行破裂，從而防止爐底上漲的情況發生。

本發明結構簡單、操作方便，利於推廣。

附圖說明

上述僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，以下結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

圖1是本發明清除礦熱爐爐底沉積層的裝置的結構示意圖。

具體實施方式

本實施例以清除工業矽用礦熱爐的爐底沉積層為例，對本發明進行詳細說明，不應理解為是對該申請的任何限制。

參照附圖1所示，本發明清除礦熱爐爐底沉積層的裝置，包括金屬管2、耐壓力皮管3和高壓氣瓶4。

該金屬管2的一端外部塗有耐高溫塗層5，其另一端用於連接該耐壓力皮管3的一端；該耐壓力皮管3的另一端用於連接該高壓氣瓶4的出氣口。

其中，本實施例中該金屬管2為鐵管。該鐵管的直徑為0.2～1cm，較優為直徑為0.5cm的鐵管。其外層的耐火材料採用氧化鎂、碳化矽等的混合物。當然，還可以是其它材質的金屬管。該耐壓力皮管3的長度為0.5～1.0m。該高壓氣瓶4為氧氣瓶，該氧氣瓶的壓力為1.2～1.5MPa。

本發明清除礦熱爐爐底沉積層的方法是應用上述清除礦熱爐爐底沉積層裝置進行的，該方法包括如下步驟：

(1)將該金屬管2具有耐高溫塗層的一端從礦熱爐1爐底的出液口6處伸進該礦熱爐1內部，其另一端連接該耐壓力皮管3的一端；

(2)在該耐壓力皮管3中注入水後將其另一端連接至該高壓氣瓶4的出氣口；

其中，該耐壓力皮管3中注入的水量可根據礦熱爐爐底的沉積層厚度決定。

(3)開啟該高壓氣瓶4的出氣閥，該高壓氣瓶4的氣體壓力將該耐壓力皮管3中的水迅速注入該礦熱爐1中，則該礦熱爐1中爐底高溫矽液遇水後發生爆裂，實現該礦熱爐1爐底沉積層破碎，利於電極7可以輕鬆插入爐子底部，使生產順利進行。

具體實施例(實驗於河南省安陽市某矽廠2號6300KVA礦熱爐)

該廠在傳統的工業矽冶煉過程中，出現出水困難，料面增加，電極不下，爐底增高，耗能增大產量下降的問題。綜合電極工作判斷，認為爐心硬質爐底上漲高度為500毫米。此時採用上述裝置和方法，在不停爐的情況下，插入一根長度1米直徑為0.5公分的鐵管，用氧氣壓力使外部皮管中的水注入礦熱爐，在熱力作用下，使鐵管融化爆炸。經證明一次爆破，基本可以使底部上漲的硬質物完全破碎，電極可以輕鬆插入爐子底部，生產順利進行。

本發明能在礦熱爐不用停止生產的同時，有效的解決爐底上漲的問題，即企業在生產過程中就解決了爐底上漲，企業不會因為爐底上漲而出現停產，使企業能夠持續生產，大大降低因為停產和炸爐造成的損失。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，本領域技術人員利用上述揭示的技術內容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本發明的保護範圍內。