一种直流电炉烘炉方法与流程

1.本发明属于电炉技术领域，尤其是一种直流电炉烘炉方法。


背景技术：

2.现阶段铁合金行业大型直流电炉炉衬砌筑完成后，需要进行烘炉操作，将直流电炉碳质炉衬中的挥发性杂质赶出，如其中夹杂的水分等，以保证直流电炉炉衬长期稳定工作。目前，电炉炉衬普遍采用的烘炉方式为：材烘+焦烘+电烘或焦烘+电烘。现有的烘炉方式存在以下几点不足：首先，材烘+焦烘的烘炉方式只能将炉内温度提升至1000-1100℃，矿石原料经电烘时直接化料，铁水温度直接升高至1400℃以上，由于炉衬没有经历1100-1400℃温度区间，严重时甚至会导致炉衬开裂；其次，焦烘+电烘的烘炉方式，电烘直接产生铁水，会侵蚀碳质炉衬，造成炉衬损伤；再次，电烘的过程中，加热电极表面发热温度升高过快，负荷增加过快，对炉衬、加热电极都造成了较大的热能冲击，使炉衬内中挥发性杂质来不及溢出又被炉衬表面熔融物质住逃逸去路，从而使炉衬内中挥发性杂质没有完全清除，影响了炉衬的使用性能。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供了一种直流电炉烘炉方法。
4.本发明通过以下技术方案得以实现。
5.本发明提供一种直流电炉烘炉方法，包括以下步骤：
6.步骤一：在炉衬上铺设一层碎木屑与木材，形成木材层，木材层上铺设一层焦炭，焦炭粒径为15-30mm，形成15-30cm焦炭层；
7.步骤二：将通过碎木屑将木材层点燃，在木材层1/4均燃烧时鼓入空气，在焦炭层全部燃烧后陆续添加焦炭增加焦炭层厚度至炉腔的1/4；
8.步骤三：保持步骤二的焦炭层的厚度进行24小时的焦烘；
9.步骤四：在步骤三中所述焦炭层上铺设一层55-70cm厚的造渣料，形成造渣料层；
10.步骤五：提供多根加热电极，使每根加热电极自上而下贯穿所述造渣料层后插入所述焦炭层内，再使每根加热电极通过导线串联连接可控硅晶闸管后再与pid温控仪电性连接形成电回路，并接通电源，缓慢增加负荷进行电烘；
11.步骤六：待步骤五中所述造渣料层熔融时，缓慢增加负荷并不断添加造渣料提高料面。
12.所述步骤五中电极表面发热温度递增速度不超过20℃/h，造渣料层熔融时间不小于12h。
13.所述步骤一中木材层和焦炭层燃烧产生的灰烬通过加大鼓入压缩空气的量来清理。
14.步骤二中所述木材层厚度为50mm至80mm。
15.步骤三中所述焦炭层厚度为40mm至60mm。
16.步骤四中所述造渣料包括如下组分物料按其相应的质量份数均匀拌和而成：清渣：350-450份；硅石：150-250份；白云石：350-550份；焦炭：75份。
17.所述清渣包括如下组分物料按其相应的质量份数均匀拌和而成：锰：15-25份；二氧化硅：15-40份；氧化钙：15-30份；氧化镁：6-12份；三氧化二铝：15-25份。
18.所述加热电极的数量为3的正整数倍，当将所述加热电极自上而下贯穿所述造渣料层后插入所述焦炭层内以后，任意相邻3根加热电极布置位置之间的连线为正三角形。
19.相邻2根加热电极间距不小于所述加热电极外径的1.35～1.70倍。
20.步骤五中所述pid温控仪额定温度调节范围上限温度不小于1500℃。
21.本发明的有益效果在于：采用本发明的技术方案，通过pid温控仪电性对加热电机表面发热温度的递增速度进行控制，使木材层、焦炭层和造渣料依次受热熔融，并在加热电极发热作用下，依次完成材烘、焦烘、电烘和渣烘，整个过程加热电极表面发热温度匀速递升，使炉衬受热升温速度均匀，升温曲线呈现出线性化特点，从而避免炉衬遭受过大的热能冲击，使炉衬内中挥发性杂质均匀溢出，提高了碳质炉衬烧结强度，并且能够有效避免碳质炉衬开裂，并且增强了炉衬抗高温流体冲刷或侵蚀的能力，经申请人试验验证，相比常规碳质炉衬，经过材烘、焦烘、电烘和渣烘后的炉衬有效使用寿命延长两年以上。
附图说明
22.图1是本发明的结构示意图。
23.图中：1-炉衬，2-耐火材料层，3-木材层，4-焦炭层，5-造渣料层，6-加热电极，7-可控硅晶闸管，8-pid温控仪电性。
具体实施方式
24.下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
25.如图1所示，本发明提供一种直流电炉烘炉方法，包括以下步骤：
26.步骤一：在直流电炉炉衬1底部平铺一层耐火材料，形成耐火材料层2；进一步地，步骤一中耐火材料层2是采用耐火砖平铺砌成。步骤一中耐火材料层2厚度为180mm至300mm。
27.步骤二：在步骤一中耐火材料层2上铺设一层碎木屑，形成木材层3；进一步地，步骤二中木材层3厚度为50mm至80mm。
28.步骤三：在步骤二中木材层3上铺设一层焦炭，焦炭粒径为15-30mm，形成焦炭层4；进一步地，步骤三中焦炭层4厚度为40mm至60mm。
29.步骤四：在步骤三中焦炭层4上铺设一层造渣料，形成造渣料层5；
30.步骤五：提供多根加热电极6，使每根加热电极6自上而下贯穿造渣料层5后插入焦炭层4内，再使每根加热电极6通过导线串联连接可控硅晶闸管7后再与pid温控仪电性8连接形成电回路，并接通电源，使加热电极6表面发热温度递增速度不超过10℃/min，直至造渣料层5完全熔融后，烘炉结束。加热电极6的数量为3的正整数倍，当将加热电极6自上而下贯穿造渣料层5后插入焦炭层4内以后，任意相邻3根加热电极6布置位置之间的连线为正三角形。相邻2根加热电极6间距不小于加热电极6外径的1.35～1.70倍。步骤五中pid温控仪额定温度调节范围上限温度不小于1500℃。
31.另外，步骤四中造渣料包括如下组分物料按其相应的质量份数均匀拌和而成：清渣：350-450份；硅石：150-250份；白云石：350-550份；焦炭：75份。清渣包括如下组分物料按其相应的质量份数均匀拌和而成：锰：15-25份；二氧化硅：15-40份；氧化钙：15-30份；氧化镁：6-12份；三氧化二铝：15-25份。硅石中二氧化硅的质量占比大于90％，焦炭中碳的质量占比大于80％。
32.采用本发明的技术方案，通过pid温控仪电性对加热电机表面发热温度的递增速度进行控制，使木材层、焦炭层和造渣料依次受热熔融，并在加热电极发热作用下，依次完成材烘、焦烘、电烘和渣烘，整个过程加热电极表面发热温度匀速递升，使炉衬受热升温速度均匀，升温曲线呈现出线性化特点，从而避免炉衬遭受过大的热能冲击，使炉衬内中挥发性杂质均匀溢出，提高了碳质炉衬烧结强度，并且能够有效避免碳质炉衬开裂，并且增强了炉衬抗高温流体冲刷或侵蚀的能力，经申请人试验验证，相比常规碳质炉衬，经过材烘、焦烘、电烘和渣烘后的炉衬有效使用寿命延长两年以上。


技术特征：
1.一种直流电炉烘炉方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：在炉衬(1)上铺设一层碎木屑与木材，形成木材层(3)，木材层(3)上铺设一层焦炭，焦炭粒径为15-30mm，形成15-30cm焦炭层(4)；步骤二：将通过碎木屑将木材层(3)点燃，在木材层(3)1/4均燃烧时鼓入空气，在焦炭层(4)全部燃烧后陆续添加焦炭增加焦炭层(4)厚度至炉腔的1/4；步骤三：保持步骤二的焦炭层(4)的厚度进行24小时的焦烘；步骤四：在步骤三中所述焦炭层(4)上铺设一层55-70cm厚的造渣料，形成造渣料层(5)；步骤五：提供多根加热电极(6)，使每根加热电极(6)自上而下贯穿所述造渣料层(5)后插入所述焦炭层(4)内，再使每根加热电极(6)通过导线串联连接可控硅晶闸管(7)后再与pid温控仪电性(8)连接形成电回路，并接通电源，缓慢增加负荷进行电烘；步骤六：待步骤五中所述造渣料层(5)熔融时，缓慢增加负荷并不断添加造渣料提高料面。2.如权利要求1所述的一种直流电炉烘炉方法，其特征在于：所述步骤五中电极(6)表面发热温度递增速度不超过20℃/h，造渣料层(5)熔融时间不小于12h。3.如权利要求1所述的一种直流电炉烘炉方法，其特征在于：所述步骤一中木材层(3)和焦炭层(4)燃烧产生的灰烬通过加大鼓入压缩空气的量来清理。4.如权利要求1所述的一种直流电炉烘炉方法，其特征在于：步骤二中所述木材层(3)厚度为50mm至80mm。5.如权利要求1所述的一种直流电炉烘炉方法，其特征在于：步骤三中所述焦炭层(4)厚度为40mm至60mm。6.如权利要求1所述的一种直流电炉烘炉方法，其特征在于：步骤四中所述造渣料包括如下组分物料按其相应的质量份数均匀拌和而成：清渣：350-450份；硅石：150-250份；白云石：350-550份；焦炭：75份。7.如权利要求6所述的一种直流电炉烘炉方法，其特征在于：所述清渣包括如下组分物料按其相应的质量份数均匀拌和而成：锰：15-25份；二氧化硅：15-40份；氧化钙：15-30份；氧化镁：6-12份；三氧化二铝：15-25份。8.如权利要求1所述的一种直流电炉烘炉方法，其特征在于：所述加热电极(6)的数量为3的正整数倍，当将所述加热电极(6)自上而下贯穿所述造渣料层(5)后插入所述焦炭层(4)内以后，任意相邻3根加热电极(6)布置位置之间的连线为正三角形。9.如权利要求1所述的一种直流电炉烘炉方法，其特征在于：相邻2根加热电极(6)间距不小于所述加热电极(6)外径的1.35～1.70倍。10.如权利要求1所述的一种直流电炉烘炉方法，其特征在于：步骤五中所述pid温控仪额定温度调节范围上限温度不小于1500℃。

技术总结
本发明提供一种直流电炉烘炉方法，包括以下步骤：在炉衬上依次铺设木材层、焦炭层后鼓入压缩空气助燃，在烘炉过程中不断补充焦炭以提高焦炭层厚度，加强炉内热能辐射效果；当柴烘与焦烘进行24小时以后在焦炭层上铺设造渣料层，并将电极带电缓慢增加负荷进行电烘，然后缓慢施加负荷并不断提高料面。采用本发明的技术方案，通过PID温控仪电性并结合热电偶与整流器元件阀门对电极表面发热温度的递增速度进行控制，加热电极表面发热温度匀速递升，避免炉衬遭受过大的热能冲击，使炉衬内挥发性元素气体及水分均匀溢出，使碳质炉衬与电极得到合理的结焦过程，达到科学的烘炉效果，保证了炉衬使用寿命。了炉衬使用寿命。了炉衬使用寿命。


技术研发人员：易江萍 杜昌红 罗胜龙 陈定龙
受保护的技术使用者：贵州金源锰业股份有限公司
技术研发日：2021.09.23
技术公布日：2022/3/8