專利名稱：窯法磷酸回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部結(jié)圈機(jī)械清理機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種化工設(shè)備，尤其是化工反應(yīng)窯爐內(nèi)部殘留物的清理 裝置，具體地說是一種窯法磷酸回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部結(jié)圈機(jī)械清理機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
眾所周知，磷酸是國民經(jīng)濟(jì)的重要物資之一，主要用于生產(chǎn)高濃度磷復(fù) 肥料、詞料磷酸鈣和各種工業(yè)用磷酸鹽，此外還廣泛用于食品、冶金、電子、
制藥、造紙等工業(yè)部門。其中，肥料行業(yè)占總消費量80%以上。
目前全世界磷酸產(chǎn)量(按10O96P2O5計，下同)高達(dá)4320萬噸，其中我國
產(chǎn)量約為1300萬噸。由此可見，磷酸產(chǎn)品有著巨大的市場需求。
目前國內(nèi)外磷酸的生產(chǎn)有"濕法"和"熱法"兩種工藝。但是，在資源
貧化、能源短缺日趨嚴(yán)重的今天，上述兩種生產(chǎn)工藝都陷入難以解決的困境
(1) 我國磷礦資源雖然比較豐富，但是90%以上的磷礦均為品位(P205) 低而雜質(zhì)(MgO、 Fe203、 A1203)含量高的磷礦，符合"濕法"工藝要求的富礦 不足10%，而且經(jīng)過數(shù)拾年的開采，富礦很快就完全枯竭。另外，基于我國 大多數(shù)磷礦的物化特點，其精選富集不但技術(shù)困難，而且成本昂貴。
(2) "濕法"磷酸生產(chǎn)需要硫酸為原料，而我國硫資源又相當(dāng)缺乏，大 多數(shù)企業(yè)依靠進(jìn)口硫磺。
(3) "熱法"工藝對磷礦的要求雖然較低，但是每噸PA產(chǎn)品的生產(chǎn)電 耗高達(dá)6500kWh以上，因而價格十分昂貴。
與現(xiàn)有的"濕法"和"熱法"工藝相比較，"窯法磷酸"新工藝有著明 顯的優(yōu)點
(1) 新工藝由于充分利用了生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)熱，因而大幅度降低 了產(chǎn)品能耗。以每噸P20s計，其能耗僅為"熱法"工藝的60%。
(2) 新工藝可以直接使用高雜質(zhì)含量中的中、低品位硅質(zhì)磷礦。當(dāng)磷礦中Si02含量較高時，磷礦中的^05含量低至12 17%，企業(yè)仍然有利可圖。
(3)新工藝在"三廢"排放方面也有所改善，采用窯法磷酸新工藝對促 進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，構(gòu)建和諧社會有著重大意義。
1987年，中石化集團(tuán)南京設(shè)計院江善襄教授等人開展研究工作，并提出 在反應(yīng)物表面覆蓋包裹層來隔離氧化一還原區(qū)的構(gòu)想，以解決窯法磷酸最關(guān) 鍵的技術(shù)難題。1988年，長沙礦冶研究院侯擁和教授等人也開展了窯法磷 酸的試驗研究工作。1996年長沙礦冶院與江西磷肥廠合作，建設(shè)了一套 200t/a 85細(xì)3P04完整的窯法磷酸半工業(yè)試驗裝置，進(jìn)行了 406小時的投料 試驗，并完成了72小時連續(xù)運轉(zhuǎn)考核。
2005年，上述開發(fā)成果由湖北蕘治河化工股份公司與長沙礦冶院合作， 在湖北?？到ㄔO(shè)了規(guī)模為10kt/a 85。/。H3P04磷酸的示范性工業(yè)生產(chǎn)裝置。經(jīng) 過近兩年時間的運行，都取得了良好的成果。
長期以來，高溫熔融結(jié)圈是阻礙回轉(zhuǎn)窯長周期運行和獲得較好還原率的 頸瓶。而目前清潔衛(wèi)生高溫熔融結(jié)圈常用的方法是停車清理，這必然會造成 大量的能源浪費和長時間的停車清理，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行和經(jīng)濟(jì)效益的提 高，因此如何延長停車清理的間隔周期，盡可能少地進(jìn)行停車清理，同時減 少清理過程中的人工工作量和勞動強(qiáng)度，縮短停車時間是窯法磷酸生產(chǎn)中必 須盡快加以解決的難題。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對窯法磷酸生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生高溫熔融結(jié)圈影響 生產(chǎn)的正常進(jìn)行的問題，設(shè)計一種可在運行過程中不停車進(jìn)行結(jié)圈清理的窯 法磷酸回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部結(jié)圈機(jī)械清理機(jī)構(gòu)。
本實用新型的技術(shù)方案是
一種窯法磷酸回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部結(jié)圈機(jī)械清理機(jī)構(gòu)，包括多個沿窯體周向和軸 向布置的、隨窯體轉(zhuǎn)動的清理錘1，其特征是所述的清理錘1的錘頭2的一 端穿過窯體伸入窯腔中，錘頭2的另一端伸出窯體外與波形導(dǎo)向器3相對， 在清理錘1的錘頭2上安裝有使錘頭2位于窯腔中的一端始終與窯腔內(nèi)壁相 抵的復(fù)位彈簧，所述的波形導(dǎo)向器3的支承在同步升降柱4上，同步升降柱
44安裝在固定架5上，固定架5安裝在窯體的兩側(cè)。
所述的同步升降柱4與液壓缸相連，在同步升降柱4的上部安裝有限位 開關(guān)6。
所述的窯體每圈周向布置有6-8個清理錘1，相鄰圈的清理錘的軸向距 離為1-1.4米，且相鄰圈的清理錘1錯位布置。 本實用新型的有益效果
本實用新型解決了窯法磷酸核心設(shè)備的窯內(nèi)結(jié)圈問題，進(jìn)而能使裝置清 理間隔時間延長，清理間隔可從目前20天左右延長到50天左右，從而實現(xiàn) 了窯法磷酸生產(chǎn)裝置的長周期運轉(zhuǎn)，滿足了化工生產(chǎn)年操作時間大于6750 小時的要求，有利于大幅提高磷還原率和回收率，磷回收率可從65%提高至 85%，同時可節(jié)約大量的能源。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型的清理錘在窯體上的布置狀態(tài)示意圖。
圖中箭頭A表示窯體旋轉(zhuǎn)方向，B表示波形導(dǎo)向器處于非清理狀態(tài)時 的位置示意圖，C表示波形導(dǎo)向器處于清理狀態(tài)時的位置示意圖，D表示清理 工作區(qū)，8表示控制系統(tǒng)。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
如圖1、 2所示。
一種窯法磷酸回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部結(jié)圈機(jī)械清理機(jī)構(gòu)，包括多個沿窯體周向和軸 向布置的、隨窯體7轉(zhuǎn)動的清理錘1，窯體每圈周向布置有6-8個清理錘1， 相鄰圈的清理錘的軸向距離為1-1.4米，且相鄰圈的清理錘1錯位布置，如 圖2所示，所述的每個清理錘l的錘頭2的一端穿過窯體7伸入窯腔中，錘 頭2的另一端伸出窯體外與波形導(dǎo)向器3相對，在清理錘1的錘頭2上安裝 有使錘頭2位于窯腔中的一端始終與窯腔內(nèi)壁相抵的復(fù)位彈簧，所述的波形 導(dǎo)向器3的支承在同步升降柱4上，同步升降柱4安裝在固定架5上，固定 架5安裝在窯體的兩側(cè)，如圖1所示。具體實施時同步升降柱4可采用液壓控制，同步升降柱4與液壓缸相連，在同步升降柱4的上部安裝有限位開關(guān) 6。本實施例的電氣控制部分較為簡單，可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
本實用新型的機(jī)械式清理裝置的設(shè)計設(shè)想是在窯體正常工作條件下或不 給料不加熱結(jié)圈區(qū)溫度降至300'C左右的條件下，使集結(jié)在窯體內(nèi)側(cè)的偏磷 酸結(jié)圈得到快速的自動清理。清理系統(tǒng)只在結(jié)圈到一定程度時才開啟運行。 正常生產(chǎn)工況下，均布在窯體上的清理錘處于待命狀態(tài)，只隨窯體自然旋轉(zhuǎn); 當(dāng)需要清理時，控制系統(tǒng)啟動外部升降機(jī)構(gòu)進(jìn)入清理工作狀態(tài)，清理錘在隨 窯體旋至窯體上方設(shè)定的清理位置時錘頭部分與波形導(dǎo)向器相接觸，在波形 導(dǎo)向器的作用下，錘頭部分向窯體內(nèi)側(cè)作上下移動，從而錘擊結(jié)圈料層，使 料層破碎脫落，實現(xiàn)結(jié)圈清理的目的。
若干清理錘固定在窯體上隨窯體旋轉(zhuǎn)，安裝錘頭2的錘擊軸通過窯體上開 的若干小孔穿過窯體鋼體和耐火磚層伸入窯體內(nèi)，錘頭安裝在錘擊軸的伸入 端端頭,錘頭和相關(guān)部件均采用耐高溫金屬材料制造。非清理工作狀態(tài)下，清 理錘l隨窯體自由旋轉(zhuǎn)。波形導(dǎo)向器遠(yuǎn)離清理錘，清理錘不受外力作用不會 作運動進(jìn)行清理。本實用新型的控制系統(tǒng)可采用液壓控制，由液壓控制回路和 操控臺組成，根據(jù)窯內(nèi)結(jié)圈情況發(fā)出清理信號，并驅(qū)動波型導(dǎo)向器進(jìn)入清理工 作狀態(tài),結(jié)圈清理完畢后再驅(qū)動導(dǎo)向器進(jìn)入脫機(jī)狀態(tài)清理。
本實用新型的各重要部件的材料必須滿足耐溫要求回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度高于 800QC，回轉(zhuǎn)窯材質(zhì)為碳鋼內(nèi)襯耐火磚，清理錘安裝在回轉(zhuǎn)窯上，定期將窯內(nèi) 結(jié)圈物推落，推落機(jī)構(gòu)部分與高溫氣體接觸，因此應(yīng)采取合理措施保證材料 強(qiáng)度滿足要求。
清理錘的軌道設(shè)計要合理以防止窯體高溫變形，回轉(zhuǎn)窯不能停止轉(zhuǎn)動， 正常生產(chǎn)工況下，均布在窯體上的清理錘處于待命狀態(tài)，只隨窯體自然旋轉(zhuǎn)； 當(dāng)需要清理時，控制系統(tǒng)啟動外部波形導(dǎo)向器靠近窯體與清理錘相接觸，從 而進(jìn)入清理工作狀態(tài)，清理錘在隨窯體旋至窯體上方設(shè)定的清理位置時向窯 體內(nèi)側(cè)錘擊結(jié)圈料層，使料層破碎脫落，從而實現(xiàn)結(jié)圈清理的目的。清理結(jié) 構(gòu)軌道設(shè)計要合理，確保清理機(jī)構(gòu)在需要使用時及時通過控制系統(tǒng)進(jìn)入工作 狀態(tài)并確保從規(guī)定區(qū)域(象限)錘擊。
由于窯頭和窯尾有溜管相連且設(shè)備不停轉(zhuǎn)動，將空氣炮和電動執(zhí)行清理
6結(jié)構(gòu)安裝在窯上對窯內(nèi)結(jié)圈物清理無法實施，只能選擇機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所以 合理設(shè)計控制系統(tǒng)啟動外部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)十分重要。
本實用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種窯法磷酸回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部結(jié)圈機(jī)械清理機(jī)構(gòu)，包括多個沿窯體周向和軸向布置的、隨窯體轉(zhuǎn)動的清理錘(1)，其特征是所述的清理錘(1)的錘頭(2)的一端穿過窯體伸入窯腔中，錘頭(2)的另一端伸出窯體外與波形導(dǎo)向器(3)相對，在清理錘(1)的錘頭(2)上安裝有使錘頭(2)位于窯腔中的一端始終與窯腔內(nèi)壁相抵的復(fù)位彈簧，所述的波形導(dǎo)向器(3)的支承在同步升降柱(4)上，同步升降柱(4)安裝在固定架(5)上，固定架(5)安裝在窯體的兩側(cè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的窯法磷酸回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部結(jié)圈機(jī)械清理機(jī)構(gòu)，其特征是 所述的同步升降柱(4)與液壓缸相連，在同步升降柱(4)的上部安裝有限 位開關(guān)(6)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的窯法磷酸回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部結(jié)圈機(jī)械清理機(jī)構(gòu)，其特征是 所述的窯體每圈周向布置有6-8個清理錘(1)，相鄰圈的清理錘的軸向距離 為1-1.4米，且相鄰圈的清理錘(1)錯位布置。
專利摘要一種窯法磷酸回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部結(jié)圈機(jī)械清理機(jī)構(gòu)，包括多個沿窯體周向和軸向布置的、隨窯體轉(zhuǎn)動的清理錘(1)，其特征是所述的清理錘(1)的錘頭(2)的一端穿過窯體伸入窯腔中，錘頭(2)的另一端伸出窯體外與波形導(dǎo)向器(3)相對，在清理錘(1)的錘頭(2)上安裝有使錘頭(2)位于窯腔中的一端始終與窯腔內(nèi)壁相抵的復(fù)位彈簧，所述的波形導(dǎo)向器(3)的支承在同步升降柱(4)上，同步升降柱(4)安裝在固定架(5)上，固定架(5)安裝在窯體的兩側(cè)。本實用新型解決了窯法磷酸核心設(shè)備的窯內(nèi)結(jié)圈問題，清理間隔可從目前20天左右延長到50天左右，滿足了化工生產(chǎn)年操作時間大于6750小時的要求，磷回收率可從65％提高至85％。
文檔編號B08B7/02GK201366421SQ20092003577
公開日2009年12月23日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者仲文博, 孫國超, 王小寧, 白錫柱, 雷 陳, 陳德興 申請人:中國石化集團(tuán)南京設(shè)計院