一种等离子体纵向冶炼轻烧镁粉装置的制作方法

本技术属于大结晶氧化镁生产设备，尤其涉及一种等离子体纵向冶炼轻烧镁粉装置。

背景技术：

1、大结晶氧化镁生产属于菱镁行业中能耗占比高，对能源依赖度大的重点领域。目前，菱镁企业使用三相交流炉生产大结晶氧化镁，轻烧镁粉块状原料入炉，三根电极水平拉弧熔化结晶，通过高温完成氧化镁的晶型转化，但结晶过程中温度分布不均、冷区留存且搅拌能力不足，杂质迁移量减少，进而导致产品质量受到影响。双电极直流冶炼轻烧镁粉也曾在企业有所应用，但并未广泛推广，与三相交流相比，除供电方式不同外，其余特点极为相似。传统工艺对粉料的适用性差，高温环境下氧化镁粉料会因热粘性，使炉内料层透气受阻，不仅容易形成篷料，更可能诱发熔液喷溅等危险的喷炉现象。大结晶氧化镁领域存在设备陈旧、产品质量不稳定，能耗高、且无法使用粉料等问题。

2、为此，本实用新型提出一种等离子体纵向冶炼轻烧镁粉装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、为了解决背景技术提出的技术问题，本实用新型提供一种等离子体纵向冶炼轻烧镁粉装置，通过闪速熔融粉末并提高熔池均匀性，最终实现降低冶炼电耗与提升产品质量的目标。

2、为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

3、一种等离子体纵向冶炼轻烧镁粉装置，包括供电系统、炉体、导电横臂、升降机构、粉气载流电极、粉气送料机构、复合基础电极，所述供电系统的负极连接导电横臂，所述粉气载流电极纵向设置于炉体的正上方并与导电横臂连接，所述升降机构驱动导电横臂上下移动，所述粉气载流电极设有中心通道，所述中心通道与粉气送料机构连接，所述复合基础电极连接于炉体的底部，所述供电系统的正极与复合基础电极连接。

4、所述供电系统包括高压电源、真空开关、变压器和整流装置，高压电源接入真空开关的进线端，真空开关的出线端通过高压母线连接至变压器高压侧；所述变压器低压侧再经低压母线接入整流装置的交流输入端，将交流电传输至整流装置，由整流装置完成交流到直流的转换；所述整流装置的出线端子通过水冷电缆与导电横臂连接。

5、所述粉气送料机构包括储料仓、原料气源、旋转给料器、耐磨硬管和耐磨软管，所述储料仓的下料口与旋转给料器的进料口连接，旋转给料器的一侧与耐磨硬管连接，旋转给料器的另一侧与原料气源连接，耐磨硬管的另一侧通过耐磨软管与粉气载流电极连接。

6、所述升降机构为升降液压缸。

7、所述复合基础电极包括工作层石墨碳砖、永久层石墨碳砖、耐火捣打料和耐火砖，所述工作层石墨碳砖连接于炉体底部，所述永久层石墨碳砖连接于工作层石墨碳砖底部，所述永久层石墨碳砖与供电系统的正极连接，所述耐火砖砌筑于工作层石墨碳砖和永久层石墨碳砖的外部，所述耐火捣打料填充于工作层石墨碳砖和永久层石墨碳砖与耐火砖之间。

8、所述炉体同心布置于复合基础电极上端，炉体与复合基础电极之间设有绝缘板。

9、与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：

10、1）本实用新型等离子体纵向冶炼轻烧镁粉装置，以电场能量为驱动，结合粉气载流电极与带压气体构建等离子发射体，对轻烧镁粉实施闪速熔融处理，凭借直流冶炼热效应、高功率因数特性，最终实现轻烧镁粉的高效冶炼，并达成降低冶炼电单耗、提升产品质量的目标。

11、2）通过“闪速熔融-连续成池-强搅拌优化”的递进流程实现高效提纯。轻烧镁粉的熔融过程以等离子弧为核心热源，超高温等离子弧会对连续输入的轻烧镁粉进行瞬时闪速熔融，随着熔融物料的持续积累，反应区域逐渐形成连续熔池；熔池形成后将受到双重协同搅拌作用，等离子弧凭借自身强大动能对熔池产生自上而下的纵向冲击力以打破熔体分层，电流通过熔池时产生的电磁力则驱动熔体沿水平方向形成循环对流，双重搅拌构建成全方位的强搅拌体系；而充分的搅拌能让熔池温度场分布更均匀，大幅减少局部冷区以避免未熔颗粒残留，同时加速内部气体或杂质气化逸出，并推动密度较大的杂质（如铁氧化物）向熔池底部沉降分离，最终提升排气排杂效率，保障产品（如大结晶氧化镁）的纯度与致密度。

12、3）等离子体纵向冶炼轻烧镁粉装置的复合基础电极结构采用三层设计，各层功能明确且协同适配：最外侧为耐火砖层，核心作用是抵御炉内高温、防止炉底被烧穿，同时减少热量向炉外散失，维持炉内冶炼所需的温度环境；中间层为耐火捣打料层，凭借其致密性阻断熔池内的熔融物料向炉底渗透，避免炉底结构因熔蚀受损；最内侧为复合电极层，该电极进一步分为上下两层，上层为直接参与冶炼的工作层，下层为基础支撑与导电作用的永久层，两层贴合面涂抹导电膏以降低接触电阻，保障电流稳定传导。在长期冶炼过程中，复合电极的上层工作层不可避免会受到高温与熔融物料的侵蚀，该结构设计允许单独更换受损的上层工作层，无需对整个复合电极进行替换，从而避免因整体更换造成的资源浪费，既满足防烧穿、防渗透与稳定导电的核心需求，又具备电极局部易更换、资源利用率高的显著优势。

13、4）本装置可降低冶炼电单耗10～15%，97%含量大结晶氧化镁产量提升10%，减少轻烧镁粉压块工序。

1.一种等离子体纵向冶炼轻烧镁粉装置，其特征在于，包括供电系统、炉体、导电横臂、升降机构、粉气载流电极、粉气送料机构、复合基础电极，所述供电系统的负极连接导电横臂，所述粉气载流电极纵向设置于炉体的正上方并与导电横臂连接，所述升降机构驱动导电横臂上下移动，所述粉气载流电极设有中心通道，所述中心通道与粉气送料机构连接，所述复合基础电极连接于炉体的底部，所述供电系统的正极与复合基础电极连接。

2.根据权利要求1所述的一种等离子体纵向冶炼轻烧镁粉装置，其特征在于，所述供电系统包括高压电源、真空开关、变压器和整流装置，高压电源接入真空开关的进线端，真空开关的出线端通过高压母线连接至变压器高压侧；所述变压器低压侧再经低压母线接入整流装置的交流输入端，所述整流装置的出线端子通过水冷电缆与导电横臂连接。

3.根据权利要求1所述的一种等离子体纵向冶炼轻烧镁粉装置，其特征在于，所述粉气送料机构包括储料仓、原料气源、旋转给料器、耐磨硬管和耐磨软管，所述储料仓的下料口与旋转给料器的进料口连接，旋转给料器的一侧与耐磨硬管连接，旋转给料器的另一侧与原料气源连接，耐磨硬管的另一侧通过耐磨软管与粉气载流电极连接。

4.根据权利要求1所述的一种等离子体纵向冶炼轻烧镁粉装置，其特征在于，所述升降机构为升降液压缸。

5.根据权利要求1所述的一种等离子体纵向冶炼轻烧镁粉装置，其特征在于，所述复合基础电极包括工作层石墨碳砖、永久层石墨碳砖、耐火捣打料和耐火砖，所述工作层石墨碳砖连接于炉体底部，所述永久层石墨碳砖连接于工作层石墨碳砖底部，所述永久层石墨碳砖与供电系统的正极连接，所述耐火砖砌筑于工作层石墨碳砖和永久层石墨碳砖的外部，所述耐火捣打料填充于工作层石墨碳砖和永久层石墨碳砖与耐火砖之间。

6.根据权利要求1或5所述的一种等离子体纵向冶炼轻烧镁粉装置，其特征在于，所述炉体同心布置于复合基础电极上端，炉体与复合基础电极之间设有绝缘板。