CN111574026A - 一种用于微晶玻璃生产的调质保温炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于微晶玻璃生产的调质保温炉，用于微晶玻璃及微晶石材生产，所述调质保温炉为直流电弧炉，包括，烟罩，配料输送装置，第一直流电极，顶吹搅拌装置，水冷炉盖，炉体，第二直流电极，流量控制装置，保温流道，所述保温炉设置有相互配合的所述第一直流电极和第二直流电极，可产生电弧以加热炉料；所述炉体的排料口处设置有用于控制炉料流量的流量控制装置和可用于运输排出炉料的保温流道，所述水冷炉盖的盖体上还安装有用于喷吹气体的顶吹搅拌装置，所述烟罩设置在所述炉体上方，可用于烟气收集及降低能量损耗。本申请的调质保温炉是一种占地面积小、操作方便，能真正连续生产、节能、使物料混合均匀的直流电弧炉。
Description
技术领域
本发明涉及一种调质保温炉，具体是一种微晶玻璃生产的调质保温炉，属于微晶玻璃及建筑装饰材料生产领域。
背景技术
微晶玻璃制备工艺中有压延法、烧结法和模铸法。这些方法制备微晶玻璃，都需要将混好的原料在高温条件下进行熔融保温。
专利CN 104556702 B公布了一种利用冶金渣制备高碱度微晶玻璃的方法，是将冶金渣和配合料混匀后放入石墨坩埚内，置于高温炉或中频炉中熔化保温，熔渣模具内成型晶化或者水淬后压制成型并烧结为微晶玻璃。
专利CN 103553340 B公布了一种高炉熔渣生产微晶玻璃的模铸工艺设备，是将液态高炉渣加入调质搅拌池中，加入辅料后，采用三根石墨电极，通过三根石墨电极之间产生的交流电弧加热保温熔渣，通过顶吹气枪和底吹气枪喷吹惰性气体或非还原性气体对熔渣进行混匀调质处理，随后经上下滑动渣口流入渣包，再流入模具成型后进入辊道窑核化、晶化、退火。
已公开的专利中对原料的熔化设备有：电阻炉、中频炉、玻璃熔窑、电弧炉等，均可以将原料熔融保温。可是电阻炉、中频炉只能做实验室研发用，不能大规模连续化生产；玻璃熔窑不论是火焰熔窑还是电熔窑，窑占地面积大，需要的辅助设施多，停窑时对窑损坏大，操作维修复杂；已公开的电弧炉为三根石墨电极的交流电弧炉。关于直流电弧炉用作微晶玻璃生产的调质保温炉，很少有报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于微晶玻璃生产的调质保温炉，可用于微晶玻璃及微晶石材生产，具体是一种占地面积小、操作方便，能真正连续生产、节能、使物料混合均匀的直流电弧炉。
本申请提供一种用于微晶玻璃生产的调质保温炉，用于微晶玻璃及微晶石材生产，所述调质保温炉为直流电弧炉，包括，烟罩1，配料输送装置2，第一直流电极3，顶吹搅拌装置4，水冷炉盖5，炉体7，第二直流电极8，流量控制装置9，保温流道10，其中，
所述炉体7顶部可拆卸的安装有水冷炉盖5，所述水冷炉盖5的盖体上安装有第一直流电极3，所述炉体7的底部安装有第二直流电极8，所述第一直流电极3和第二直流电极8配合产生电弧以加热炉料；
所述炉体7与所述配料输送装置2相连通，可将生产原料输送至炉体7内；
所述炉体7炉壁上的排料口处设置有流量控制装置9，所述流量控制装置9预设有运行参数，可根据所述炉体7内炉料的参数精确控制炉料流量；
所述炉体7的排料口还与保温流道10相连通，所述保温流道10可用于运输排出的炉料；
所述水冷炉盖5的盖体上还安装有顶吹搅拌装置4，所述顶吹搅拌装置4可穿过所述水冷炉盖5并延伸至所述炉体7内部，用于喷吹气体以混匀炉料；
所述烟罩1设置在所述炉体7上方，可用于烟气收集及降低能量损耗。
进一步，所述第一直流电极3可设置为一根或者多根石墨电极。
进一步，所述第二直流电极8可设置为一根或多根，材质可以是石墨、碳钢或者中心水冷的金属棒。
进一步，所述保温流道10的两端分别与所述炉体7的排料口和板材成形装置12相连接，所述保温流道10排出的液态渣液可在所述板材成形装置12上熔渣成型为板材；和/或，
还包括与所述保温流道10相连通的流量平衡槽11，所述流量平衡槽11可储存渣液，并配置有加热装置。
进一步，所述保温流道10包括第一流道和第二流道，所述第一流道的两端分别与所述炉体7的排料口和所述流量平衡槽11的入口相连通，所述第二流道的两端分别与所述流量平衡槽11的出口和所述板材成形装置12相连通；
所述第一流道的长度范围是0.2-0.5m，所述第二流道的长度范围是0.5-1.0m。
进一步，所述保温流道10由内至外结构依次为含锆高铝棉、铬刚玉耐火砖，外壳由钢板焊接而成。
进一步，所述流量控制装置9包括用于设置在所述炉体7的排料口处的闸板，所述流量控制装置9与数据采集装置相配合，所述数据采集装置采集熔渣成型后的板材的厚度数据，传输至流量控制装置9，通过设定好的运行程序调节闸板开度达到熔渣流量的精确控制；
所述数据采集装置可以是厚度采集装置。
进一步，所述烟罩1设置为可移动式全封闭烟罩，在所述烟罩1内安装有压力检测系统，并通过变频技术调节所述烟罩1内的压力，正压时可将产生的烟气吸收进入收尘器；负压时可降低热量损失，减小电极消耗。
进一步，所述水冷炉盖5上设置有用于安装电极3的电极孔和安装配料输送装置2的布料口，盖体为混合式结构，包括骨架和填充在所述骨架间的耐火浇注料；
所述骨架为水冷骨架，材料为钢管，在所述电极孔周围采用防磁材料；
所述耐火浇注层外部，粘贴覆盖有一层耐火度在1600℃以上的纤维棉。
进一步，所述顶吹搅拌装置4包括顶吹枪，所述顶吹枪枪杆材质为耐高温不锈钢。
进一步，所述调质保温炉还包括操作平台6，所述操作平台6可设置在所述炉体7外侧，可供工人对所述调质保温炉生产过程进行操作。
进一步，所述调质保温炉的炉体7的炉壁结构由内至外依次是耐火砖层，捣打料层、轻质保温砖层、石棉层、钢板；
所述耐火砖层厚度为500-700mm，所述捣打料层厚度为60-100mm，所述轻质保温砖层厚度为55-75mm，所述石棉层厚度为15-25mm，所述钢板厚度为15-25mm。
本申请所述的微晶玻璃生产用调质保温炉，通过在保温炉结构中设置相互配合的第一直流电极和第二直流电极，使得所述调质保温炉成为直流电弧炉，能够以直流电弧的形式对炉料进行加热及后续生产，可以实现连续稳定的工业化生产。且所述的调质保温炉占地面积少，配套设施少，操作简单，熔料速率快，环境污染小，易于维修，出现故障停止生产时，调质保温炉几乎无损坏。
同时，与交流电弧炉相比，本申请所述的调质保温炉炉底导电结构简单，运行可靠，安装维修方便；熔池反应区温度较高，炉底热量集中，炉眼易开，出渣顺畅；电弧稳定，对电网冲击小，电极消耗降低，噪声减少；节约电能，增加产量。本申请所述的调质保温炉对于微晶玻璃及微晶石材生产来说具有广泛应用前景。
附图说明
图1为本申请用于微晶玻璃生产的调质保温炉的一个实施例的示意图。
图中：1-烟罩、2-配料输送装置，3-第一直流电极，4-顶吹搅拌装置，5-水冷炉盖，6-操作平台，7-炉体，8-第二直流电极，9-流量控制装置，10-保温流道，11-流量平衡槽，12-板材成形装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本申请提供了一种用于微晶玻璃生产的调质保温炉，可用于微晶玻璃及微晶石材生产，所述调质保温炉为直流电弧炉，包括烟罩1、配料输送装置2，第一直流电极3、顶吹搅拌装置4，水冷炉盖5，炉体7，第二直流电极8，流量控制装置9，保温流道10；所述炉体7顶部可拆卸的安装有水冷炉盖5，所述水冷炉盖5的盖体中心安装有第一直流电极3，所述炉体7的底部安装有与第一直流电极3配合产生电弧的第二直流电极8，所述炉体7与配料输送装置2相连通，炉壁上分别设置有保温流道10和流量控制装置9，在所述炉体7上方设置有烟罩1。本发明通过多个装置部件的相互配合，实现所述调质保温炉为直流电弧炉并可用以微晶玻璃及微晶石材的生产的效果。
如图1所示为本申请的一种用于微晶玻璃生产的调质保温炉的具体实施例。
其中，所述调质保温炉的炉体7主要是用于融化和均化内部的原料，例如初始为液态或者冷态的熔渣。所述炉体7包括设置在炉壁上的排料口，炉壁结构由内至外依次是耐火砖层，捣打料层、轻质保温砖层、石棉层、钢板，所述耐火砖层厚度为500-700mm，所述捣打料层厚度为60-100mm，所述轻质保温砖层厚度为55-75mm，所述石棉层厚度为15-25mm，所述钢板厚度为15-25mm。在本申请的一个实施例中，耐火砖层厚度600mm、捣打料层厚度80mm、轻质保温砖层厚度65mm、石棉层厚度20mm、钢板厚度20mm。
所述炉体7顶部可拆卸的安装有水冷炉盖5，所述水冷炉盖5的盖上安装有第一直流电极3，所述炉体7的底部安装有第二直流电极8，两者相互配合产生直流电弧，作为供热的来源，进而对炉体7内的炉料进行加热，实现所述调质保温炉为直流电弧炉以用于生产。
其中，所述第一直流电极3为阴极，可以设置为一根或者多根的石墨电极，通过所述炉体7顶部的水冷炉盖5穿入炉体内，用于埋弧加热所述炉体7内的炉料。其中，需要电炉功率小的小型直流电流可采用一根石墨电极加热，石墨电极安装在所述水冷炉盖5的中心并置于炉体7中部；需要电炉功率高的大中型直流电炉可以采用多根石墨电极加热，并可进行多点控温。
所述第二直流电极8为阳极，可以设置为一根或者多根，材质可以根据需要选择镁碳砖石墨、中心水冷的金属棒或者碳钢，例如，小型的直流调质保温炉可选择采用石墨电极，大中型的直流调质保温炉可以选择采用中心水冷的金属棒作为第二直流电极8。所述第二直流电极8提供了向炉体7内输入大电流的通道。
所述第一直流电极3和第二直流电极8相互配合产生电弧，当所述第一直流电极3和第二直流电极8设置为一根时，两者中心线需在同一直线上；当两者均设置为两根或者多根时，需要保证多根阴极和阳极相应成对，并且每对电极的中心在一条中心线上。
所述炉体7与所述配料输送装置2相连通，所述配料输送装置2主要是用于自动配料、运输以及布料，其中，所述配料输送装置2包括了布料管，所述布料管安装在所述炉体7顶部并可将生产原料输送至炉体7内。其余具体结构、工作方式可随原料变化而进行相应的调整例如，在利用液态冶金渣作为原料的生产方式下，首先在液态渣倾倒入所述调质保温炉的过程中对液态渣完成重量计量，将液态渣的重量数据输入与所述调质保温炉相配套的控制系统，所述控制系统预设有相应的配料程序，将辅料由主料仓流入可计量重量的辅料仓，多种辅料通过运输皮带输送至混合机混匀，再输入至入炉加料料仓，然后从入炉加料料仓将辅料分别运送至多点分布的加料管进行多点布料，以保证入料的均匀性。在利用冷态渣作为主要原料的生产方式下，直接在所述配料输送装置2中输入配料重量，后续过程与液态冶金渣为原料时相类似。
所述炉体7的炉壁上设置排料口，用于排出炉料，所述排料口处设置有流量控制装置9，所述流量控制装置9预设有运行参数，可根据所述炉体7内炉料的参数精确控制炉料流量。具体的，在所述调质保温炉运行时，所述流量控制装置9与数据采集装置相配合，所述数据采集装置可以是厚度采集装置，此时，通过采集熔渣成型后的板材的厚度数据，传输至所述流量控制装置9。所述流量控制装置9包括设置在所述炉体7的排料口处的闸板，根据反馈的成型板材厚度参数，通过预先设定好的运行程序调节闸板的开度以达到熔渣流量的精确控制。
所述炉体7的排料口还与保温流道10相连通，通过闸板控制流入保温流道10内的炉料流量，所述保温流道10可用于运输排出的炉料，同时还有尽量减少排出的炉料的热量散失的作用。在本实施例中，所述流道实际上也与流量控制装置9相连接，所述保温流道10的两端分别与所述炉体7的排料口和板材成型装置12相连接，所述保温流道10排出的液态渣液可以在所述板材成型装置12上成型为板材。
为了达到良好的保温效果，所述保温流道10由内至外结构依次为含锆高铝棉、铬刚玉耐火砖，其外壳由钢板焊接而成。
优选的，还可以设置与所述保温流道10相连通的流量平衡槽11，所述流量平衡槽11配置有加热装置，并可用于储存炉体7排出的渣液。其主要作用有两个，一是使熔渣澄清，提供了熔渣中残留气泡上浮的时间与空间；二是与流量控制装置配合使用，因为流量控制装置9会有一定的滞后性，所述流量平衡槽11可在闸板处流量波动时起到稳流的作用。
具体的，在设置流量平衡槽11的情况下，所述保温流道10包括第一流道和第二流道，所述第一流道的两端分别与所述炉体7的排料口和所述流量平衡槽11的入口相连通，具体是所述第一流道与流量控制装置9相连接并位于其外侧，且流量控制装置9的下部可与第一流道内侧的流槽水平相齐；所述第二流道的两端分别与所述流量平衡槽11的出口和所述板材成形装置12相连通，以将排出的炉料运输至板材成形装置12上成型为板材。为了尽量减少热量散失，所述保温流道10设计的流道较短，一般每段流道长度均不超过1m，以实现更好的保温效果，优选的，在本实施例中所述第一流道的长度范围是0.2-0.5m，所述第二流道的长度范围是0.5-1.0m，以实现最优的保温效果。
本申请所述的水冷炉盖5为混合式结构的水冷炉盖，盖体为混合式结构，采用水冷骨架，其间打结钢丝纤维增韧的耐火浇注料。所述骨架使用钢管制作，以减少焊缝，靠近电极处采用防磁材料制作，以减少涡流和磁滞损失。为了减少热量损失，在耐火浇注层外部，用耐火胶泥粘贴一层耐火度在1600℃以上的纤维棉，例如多晶莫来石纤维棉。
所述水冷炉盖5的盖体上安装有顶吹搅拌装置4，所述顶吹搅拌装置4可穿过所述水冷炉盖并衍生至所述炉体7内部，用于喷吹气体以混匀炉料。具体的，在本申请中，所述顶吹搅拌装置4包括顶吹枪，所述顶吹枪通过气路管道引出，用于喷吹气体，例如惰性气体或者非还原性气体，以对所述调质保温炉内的熔渣进行混匀处理，所述顶吹枪枪杆材质为耐高温不锈钢，例如耐高温的310S不锈钢。
所述烟罩1设置在所述炉体7上方，可用于烟气收集及降低能量损耗。具体的，所述烟罩1为可移动全封闭烟罩，在烟罩1内安装有压力检测系统，并通过变频技术进行调节，在正压时可将产生的烟气吸收进入收尘器，负压时可降低热量损失，减小电极损耗。具体过程是在添加辅料及融化过程中风机频率较高，将过程中产生的烟气吸收进入收尘器中，在融化过程完成进入保温阶段后，风机频率降低，烟罩1内维持微负压，以降低热量损失及电极损耗。
此外，如图1所示，所述调质保温炉还包括操作平台6，所述操作平台6可设置在所述炉体7外侧，以便工人对所述调质保温炉生产过程进行操作，如，可以作为工人查看路况和取样工位，或者作为倾倒渣包工的操作工位。
在采用本申请所述调质保温炉生产微晶玻璃或者微晶石材时，生产微晶玻璃的原料经炉顶加入调质保温炉中，由一对或者多对的第一直流电极和第二直流电极起弧加热熔化，熔化过程中通过顶吹枪喷吹惰性气体或非还原性气体对熔渣进行混匀处理，产生的烟气经烟罩进入收尘器，调质保温后的熔渣经可自控的流量控制装置流出，依次进入保温流道、流量平衡槽、模具，在模具内成型后入辊道窑核化、晶化、退火，最后切割磨抛制得微晶玻璃。
对于热态渣，渣包车将装有热熔渣的渣包运输到调质保温炉处，利用起重机将热熔渣倾倒入保温炉内，辅料由称重设备对物料自动称重后，通过自动化运输，从加料口通过合理分布的布料管加入；对于冷态渣，将冷态渣与辅料通过混合机混合均匀后，所有渣从炉顶加料口加入。
为了稳定流量，确保熔渣成分均质化，调质保温炉内液面达到底部1/3处时需补充熔渣；根据熔渣温度调整用电功率。
本申请所述的用于微晶玻璃生产的调质保温炉为直流电弧炉，可以实现连续稳定地工业化生产。同时，所述调质保温炉比玻璃熔窑的占地面积少，配套设施少，操作简单，熔料速率快，环境污染小，易于维修，在出现故障停止生产时，调质保温炉几乎无损坏，而玻璃熔窑损坏较大。同时，与交流电弧炉相比，本申请所述调质保温炉炉体的炉底导电结构简单，运行可靠，安装维修方便。炉内熔池反应区温度较高，炉底的热量集中，排料口易开，出渣顺畅。同时电弧稳定，对电网的冲击小，电极消耗降低，噪声减少，且可以节约电能，在同等能耗条件下增加产量。
Claims (12)
1.一种用于微晶玻璃生产的调质保温炉，用于微晶玻璃及微晶石材生产，其特征在于：所述调质保温炉为直流电弧炉，包括，烟罩(1)，配料输送装置(2)，第一直流电极(3)，顶吹搅拌装置(4)，水冷炉盖(5)，炉体(7)，第二直流电极(8)，流量控制装置(9)，保温流道(10)，其中，
所述炉体(7)顶部可拆卸的安装有水冷炉盖(5)，所述水冷炉盖(5)的盖体上安装有第一直流电极(3)，所述炉体(7)的底部安装有第二直流电极(8)，所述第一直流电极(3)和第二直流电极(8)配合产生电弧以加热炉料；
所述炉体(7)与所述配料输送装置(2)相连通，可将生产原料输送至炉体(7)内；
所述炉体(7)炉壁上的排料口处设置有流量控制装置(9)，所述流量控制装置(9)预设有运行参数，可根据所述炉体(7)内炉料的参数精确控制炉料流量；
所述炉体(7)的排料口还与保温流道(10)相连通，所述保温流道(10)可用于运输排出的炉料；
所述水冷炉盖(5)的盖体上还安装有顶吹搅拌装置(4)，所述顶吹搅拌装置(4)可穿过所述水冷炉盖(5)并延伸至所述炉体(7)内部，用于喷吹气体以混匀炉料；
所述烟罩(1)设置在所述炉体(7)上方，可用于烟气收集及降低能量损耗。
2.根据权利要求1所述的调质保温炉，其特征在于：所述第一直流电极(3)可设置为一根或者多根石墨电极。
3.根据权利要求1所述的调质保温炉，其特征在于：所述第二直流电极(8)可设置为一根或多根，材质可以是石墨、碳钢或者中心水冷的金属棒。
4.根据权利要求1所述的调质保温炉，其特征在于：
所述保温流道(10)的两端分别与所述炉体(7)的排料口和板材成形装置12相连接，所述保温流道(10)排出的液态渣液可在所述板材成形装置(12)上熔渣成型为板材；和/或，
还包括与所述保温流道(10)相连通的流量平衡槽(11)，所述流量平衡槽(11)可储存渣液，并配置有加热装置。
5.根据权利要求4所述的调质保温炉，其特征在于：
所述保温流道(10)包括第一流道和第二流道，所述第一流道的两端分别与所述炉体(7)的排料口和所述流量平衡槽(11)的入口相连通，所述第二流道的两端分别与所述流量平衡槽(11)的出口和所述板材成形装置(12)相连通；
所述第一流道的长度范围是0.2-0.5m，所述第二流道的长度范围是0.5-1.0m。
6.根据权利要求1-5任一项所述的调质保温炉，其特征在于：
所述保温流道(10)由内至外结构依次为含锆高铝棉、铬刚玉耐火砖，外壳由钢板焊接而成。
7.根据权利要求1-5任一项所述的调质保温炉，其特征在于：
所述流量控制装置(9)包括用于设置在所述炉体(7)的排料口处的闸板，所述流量控制装置(9)与数据采集装置相配合，所述数据采集装置采集熔渣成型后的板材的厚度数据，传输至流量控制装置(9)，通过设定好的运行程序调节闸板开度达到熔渣流量的精确控制；
所述数据采集装置可以是厚度采集装置。
8.根据权利要求1所述的调质保温炉，其特征在于；所述烟罩(1)设置为可移动式全封闭烟罩，在所述烟罩(1)内安装有压力检测系统，并通过变频技术调节所述烟罩(1)内的压力，正压时可将产生的烟气吸收进入收尘器；负压时可降低热量损失，减小电极消耗。
9.根据权利要求1所述的调质保温炉，其特征在于，所述水冷炉盖(5)上设置有用于安装电极3的电极孔和安装配料输送装置(2)的布料口，盖体为混合式结构，包括骨架和填充在所述骨架间的耐火浇注料；
所述骨架为水冷骨架，材料为钢管，在所述电极孔周围采用防磁材料；
所述耐火浇注层外部，粘贴覆盖有一层耐火度在1600℃以上的纤维棉。
10.根据权利要求1所述的调质保温炉，其特征在于：所述顶吹搅拌装置(4)包括顶吹枪，所述顶吹枪枪杆材质为耐高温不锈钢。
11.根据权利要求1所述的调质保温炉，其特征在于：
所述调质保温炉还包括操作平台(6)，所述操作平台(6)可设置在所述炉体(7)外侧，可供工人对所述调质保温炉生产过程进行操作。
12.根据权利要求1所述的调质保温炉，其特征在于：
所述调质保温炉的炉体(7)的炉壁结构由内至外依次是耐火砖层，捣打料层、轻质保温砖层、石棉层、钢板；
所述耐火砖层厚度为500-700mm，所述捣打料层厚度为60-100mm，所述轻质保温砖层厚度为55-75mm，所述石棉层厚度为15-25mm，所述钢板厚度为15-25mm。
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