等离子体熔炼冲天炉及其熔铁方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108253779A(43)申请公布日2018.07.06(21)申请号201810343764.9(22)申请日2018.04.17(71)申请人广东北晟益通实业有限公司地址510000广东省广州市天河区东莞庄路2号705-1室(72)发明人王宇新赵秉福吴世华(74)专利代理机构北京商专永信知识产权代理事务所(普通合伙)11400代理人李彬彬许春兰(51)Int.Cl.F27B1/09(2006.01)F27B1/10(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称等离子体熔炼冲天炉及其熔铁方法(57)摘要本发明涉及铸铁的冶炼设备领域，具体涉及一种等离子体熔炼冲天炉，包括炉体和加热源，炉体内部整体为上下贯通的空腔结构，炉体上设置有加料口和至少一个出铁口，加料口和出铁口通过所述空腔结构连通，其中空腔结构的炉缸区和熔化带均设置成用于容置支撑炉料的高碳球的填充区段，加热源为等离子枪，等离子枪设于炉体上，且位于高碳球的填充区段。本发明选择等离子枪作为加热源，利用等离子枪向炉内喷射高温氮气等离子体，对金属炉料进行加热熔化，更加环保、操作简单、无碳排放和无硫排放，尤其适用于电力充足、电价便宜的地区，能够更好的适应绿色铸造产业的发展需求。CN108253779ACN108253779A权利要求书1/1页1.等离子体熔炼冲天炉，其特征在于，包括炉体(1)和加热源(2)，所述炉体(1)内部整体为上下贯通的空腔结构，炉体(1)上设置有加料口(6)和至少一个出铁口(7)，所述加料口(6)和出铁口(7)通过所述空腔结构连通，其中所述空腔结构的炉缸区和熔化带均设置成用于容置支撑炉料(8)的高碳球(5)的填充区段(11)，所述加热源(2)为等离子枪，等离子枪(21)设于炉体(1)上，且位于高碳球(5)的填充区段(11)。2.根据权利要求1所述的等离子体熔炼冲天炉，其特征在于，填充的高碳球(5)的顶面与等离子枪(21)之间的距离为400mm～700mm。3.根据权利要求2所述的等离子体熔炼冲天炉，其特征在于，填充的高碳球(5)为碳素球和/或石墨电极切块。4.根据权利要求1所述的等离子体熔炼冲天炉，其特征在于，所述等离子枪(21)向炉内提供氮气等离子体热源，喷出的氮气等离子体温度为2500～3500℃。5.根据权利要求1所述的等离子体熔炼冲天炉，其特征在于，还包括至少一个渣铁分离器(3)和至少一个过桥(4)，每个出铁口(7)均分别经由过桥(4)与一个渣铁分离器(3)相连通。6.根据权利要求5所述的等离子体熔炼冲天炉，其特征在于，所述加热源(2)绕炉体(1)至少设有一排，一排均匀排布有至少一只等离子枪(21)。7.根据权利要求1至6任一项所述的等离子体熔炼冲天炉，其特征在于，所述等离子枪(21)的功率至少为1MW。8.利用权利要求1所述等离子体熔炼冲天炉熔铁的方法，其特征在于，步骤如下：S1：根据预设的高度阈值向炉体中装填高碳球，其中，所述高度阈值为堆积的高碳球的顶面与等离子枪的距离；S2：开炉，利用等离子枪向炉内喷射2500～3500℃的氮气等离子体，对炉体内部进行预热；S3：当炉内温度至少高于金属炉料的熔点150℃时，向炉内装入金属炉料；S4：熔铁，连续出铁水。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括补料的步骤，所述补料的步骤包括：根据物料配比和高碳球的消耗率预先计算得出炉料填充批次和时间以及高碳球补充频率和补充量；根据高碳球补充频率和补充量，在补充炉料时，向炉体内加入相应补充量的高碳球。10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述预设的高度阈值为600～900mm。2CN108253779A说明书1/6页等离子体熔炼冲天炉及其熔铁方法技术领域[0001]本发明涉及铸铁的冶炼设备领域，更具体地，涉及一种等离子体熔炼冲天炉及其熔铁方法。背景技术[0002]冲天炉以其热效率高、冶金效果好、对炉料要求较低、可长时间连续出铁、生产效率高、可满足大批量连续生产等优点，成为大中型铸造企业普遍使用的主要熔化设备。但随着各国对碳排放的限制日益严格，绿色铸造逐渐成为铸造业的发展目标，冲天炉的除尘脱硫设备的投入和运营成本不断加大，以及优质炼焦煤资源的消耗和减少致使铸造焦炭价格不断上涨，从而提高了冲天炉的生产运营成本。[0003]为了达到节能减排目的，现有技术中逐渐以电力替代传统化学能源，但目前新能源在冲天炉上的应用，还是一片空白。[0004]而近年来以水电、风电、太阳能发电等可再生能源的快速发展及电力价格的趋稳、趋降，设想如果采用电力作为冲天炉的热源(而非直接使用电弧炉、无芯感应电炉等电热效率和生产率相对较低的熔化设备)，成为一种新型的无碳排放、无硫排放的电力无焦冲天炉