一種用於矽渣熔煉的感應爐內襯成型結構及方法與流程

2023-05-05 07:36:32

本發明涉及矽渣的重複利用加工領域，具體涉及一種用於矽渣熔煉的感應爐內襯成型結構及方法。

背景技術：

矽渣一般是指原礦提煉之後的剩餘部分，還含有一定量的矽。矽渣分很多種，工業矽渣，太陽能矽渣，半導體矽渣等等。矽渣可以用來回爐重新結晶、提純、現在矽料緊缺，價格不菲。矽錳渣也叫矽錳冶煉渣，是冶煉矽錳合金時排放的一種工業廢渣，其結構疏鬆，外觀常為淺綠色的顆粒，由一些形狀不規則的多孔非晶質顆粒組成。矽錳渣性脆易碎，通過破碎機可以將大塊的矽錳渣破碎成小塊，然後進入細碎機將粗碎後的物料進一步粉碎，確保進入料倉的物料能夠達到單體解離的程度，然後通過振動給料機和皮帶輸送機均勻的將物料給入梯形跳汰機進行分選。破碎的主要目的在於打破連生體結構，跳汰的主要目的在於從矽錳渣中回收矽錳合金。矽錳渣和矽錳合金存在較大的比重差，通過跳汰機的重選作用可以將金屬和廢渣分離，獲得純淨的合金和廢渣，最後可以通過脫水篩的脫水作用分別將精礦和尾礦進行脫水。

目前的矽渣處理，大部分還是依靠人工選取的方式，在一定的粉碎條件下，通過人工選取的方式來選擇純度較高的矽塊，這樣做的優點是成本較低，但是效率非常差，而且矽渣的利用率也很低；而採用梯形跳汰機進行分選的方式，選出來的矽純度低，成本也高，矽渣的利用率也很低。

基於現有技術的特點和產業結構，急需提出一種新的工藝和配套的設備來進行工業矽渣的重新利用，以改變矽行業的產業結構，優化產業結構配置，實現產業的升級。

目前的熔煉爐內襯通常是採用活頁連接板圍製成內模，然後通過填築夯實搗實的方式形成內襯層，然後取下環形的支撐件，逐個取下活頁連接板，這樣的方式製造出來的內襯層較為單一，質量並不穩定。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種用於矽渣熔煉的感應爐內襯成型結構及方法，解決現有技術中內襯層的製造過程中存在的質量不穩定，容易存在局部缺陷的問題。

本發明通過下述技術方案實現：

一種用於矽渣熔煉的感應爐內襯成型結構，包括感應爐，在感應爐的空腔內設置有線圈，在線圈內側設置有線圈膠泥層、以及同軸設置的內模體，在內模體與線圈膠泥層之間的空腔內填築有內襯層。

所述內模體採用鋼板焊接形成整體結構。

在所述的內模體內側還設置有一個加熱裝置。

本發明的熔煉爐內襯成型結構與現有技術有較大的區別：採用鋼板焊接形成整體結構作為內模體，而現有技術中，內模是通過多個條狀的板材，圍合形成圓柱體結構，或者將板材採用活頁連接成整體結構，然後將圍合的內側設置實心的圓柱體，或者通過硬質的環作為內襯進行支撐，在填築夯實內襯料之後，逐個取下板材，在取板的過程中，由於板之間存在縫隙，內襯料會填在縫隙之間，造成取下的時候內襯脫落，造成局部的缺失，一般都會在板材取完之後，通過人工進行二次抹平，由於人工的因素，使得內襯的表面容易出現凹凸不平的狀況，申請人在對上述工藝進行分析後，經過反覆的摸索和實驗，對內襯的成型結構做出了改進，採用鋼板製成的內模體，其表面平滑，通過填築夯實的內襯層表面平滑，由於在夯實以後，內模體鋼板與內襯層之間貼合緊密，無法將內模體取出，為了解決這個問題，申請人通過在內模體內部設置一個加熱裝置，在填築夯實完成後，利用加熱裝置進行加熱，鋼板製成的內模體其熱脹冷縮率遠遠大於內襯層材料的膨脹率，因此，內模體對內襯層進行徑向的擠壓和底部向下的擠壓，如此不僅在徑向夯實搗緊了內襯層，冷卻後，鋼板製成的內模體向內收縮，與內襯層之間分離產生間隙，當間隙合理的時候，可以很容易的取出內模體，如此，避免了內襯層表面出現缺失的問題，提高了內襯的均一性，同時，由於增加了內襯層徑向的擠壓，使得內襯層更加緊實，向下的夯實和徑向的壓緊過程，都對內襯層的緊密性提供了有力的支撐。

所述的加熱裝置為環狀噴嘴燃燒器。進一步講，在眾多的加熱裝置的對比試驗中發現，環狀噴嘴燃燒器是最為理想的加熱裝置，其噴射而出的燃燒火焰直接對內模體進行燃燒式加熱，加熱速度快，內模體的膨脹明顯，環形的對稱結構使得內模體的膨脹均勻，製成的內襯層結構穩定，厚薄均勻。

所述的內模體為圓筒狀結構，其底部採用弧形板封閉形成整體。採用弧形板製成的內模體底部，可以使得內模體底部對內襯層的壓力分布在弧面上，而不是一個平面上，利用向內收縮的均勻性，可以使得底部產生的間隙均勻，便於加工。

一種用於矽渣熔煉的感應爐內襯的成型方法，包括以下步驟：

(a)設置線圈膠泥：將線圈膠泥塗覆在線圈的間隙和內側，固化形成線圈膠泥層

(b)固定內模體，使得內模體與線圈同軸設置；

(c)將內襯料填築在線圈膠泥層與內模體之間，振搗夯實形成內襯層；

(d)待內襯層填築完成後，啟動加熱裝置，內模體受熱膨脹，對內襯層進行徑向的擠壓；

(f)加熱裝置停止加熱，內模體冷卻收縮，內模體與內襯層之間產生間隙，取出內模體；

(g)內襯層燒結形成整體。

本發明還提供了一種用於矽渣熔煉的感應爐內襯的成型方法，現有技術中板材的損壞和變形導致板材的重複利用次數一般只有2至3次，而本發明的方法中，由於採用鋼板製成的內模體理論上是可以不斷的重複利用的，因此不僅提高了內模體的重複利用率，而且降低了內模體的使用成本，由於內模體的安裝和取出非常方便，大大縮短了內模的安裝時間，提高了安裝效率，大大提高了感應爐的使用效率。

所述步驟(f)中，當內模體與內襯層之間產生的間隙寬度達到5～8mm時，取出內模體。進一步講，通過在實際的試驗過程進行不斷的分析，當內模體與內襯層之間產生的間隙寬度小於到5mm時，內模體與內襯層之間局部可能存在粘連，此時提取內模體可能傷及內襯層，當其達到5mm時，基本上消除了內襯層與內模體之間的粘連，可以形成完整的內襯層；當其間隙超過8mm時，需要等待的時間過長，消耗的時間過長，不利於提高效率。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明一種用於矽渣熔煉的感應爐內襯成型結構，採用鋼板製成的內模體，其表面平滑，通過填築夯實的內襯層表面平滑，由於在夯實以後，內模體鋼板與內襯層之間貼合緊密，無法將內模體取出，為了解決這個問題，申請人通過在內模體內部設置一個加熱裝置，在填築夯實完成後，利用加熱裝置進行加熱，鋼板製成的內模體其熱脹冷縮率遠遠大於內襯層材料的膨脹率，因此，內模體對內襯層進行徑向的擠壓和底部向下的擠壓，如此不僅在徑向夯實搗緊了內襯層，冷卻後，鋼板製成的內模體向內收縮，與內襯層之間分離產生間隙，當間隙合理的時候，可以很容易的取出內模體，如此，避免了內襯層表面出現缺失的問題，提高了內襯的均一性，同時，由於增加了內襯層徑向的擠壓，使得內襯層更加緊實，向下的夯實和徑向的壓緊過程，都對內襯層的緊密性提供了有力的支撐；

2、本發明一種用於矽渣熔煉的感應爐內襯成型結構，環狀噴嘴燃燒器是最為理想的加熱裝置，其噴射而出的燃燒火焰直接對內模體進行燃燒式加熱，加熱速度快，內模體的膨脹明顯，環形的對稱結構使得內模體的膨脹均勻，製成的內襯層結構穩定，厚薄均勻；

3、本發明一種用於矽渣熔煉的感應爐內襯成型方法，由於採用鋼板製成的內模體理論上是可以不斷的重複利用的，因此不僅提高了內模體的重複利用率，而且降低了內模體的使用成本，由於內模體的安裝和取出非常方便，大大縮短了內模的安裝時間，提高了安裝效率，大大提高了感應爐的使用效率。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明結構示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-感應爐，2-線圈，3-線圈膠泥層，4-內模體，5-內襯層，6-加熱裝置。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本發明，並不作為對本發明的限定。

實施例

如圖1所示，本發明一種用於矽渣熔煉的感應爐內襯成型結構及方法，包括感應爐1，感應爐1內部為空腔結構，在感應爐1的空腔內設置有線圈2，在線圈2內側設置有線圈膠泥層3、以及同軸設置的內模體4，內模體4採用鋼板焊接形成整體結構，其上部為圓筒狀結構，圓筒狀的底部通過弧形板封閉連接形成整體，通常，內模體4的表面為光滑板面，焊接處連接成平滑結構，在內模體4與線圈膠泥層3之間的空腔內填築有內襯層5，內襯層5採用填築方式，逐步添加並搗實，在所述的內模體4內側還設置有一個加熱裝置6，加熱裝置6可以為電加熱器，也可以為燃燒器、紅外加熱器等裝置，其目的是對內模體進行加熱，優選的加熱裝置6是環狀噴嘴燃燒器。

上述的結構是按照以下工藝製成的：

(a)設置線圈膠泥：將線圈膠泥塗覆在線圈2的間隙和內側，固化形成線圈膠泥層3；

(b)固定內模體4，使得內模體4與線圈2同軸設置；

(c)將內襯料填築在線圈膠泥層3與內模體4之間，夯實形成內襯層5；

(d)待內襯層5填築完成後，啟動加熱裝置6，內模體4受熱膨脹，對內襯層5進行徑向的擠壓；

(f)加熱裝置6停止加熱，內模體4冷卻收縮，當內模體4與內襯層5之間產生的間隙寬度達到5～8mm時，取出內模體4；

(g)內襯層5燒結形成整體。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。