專利名稱：真空金屬冶煉蓄熱式還原爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種還原爐，特別是涉及一種真空金屬冶煉蓄熱式還原爐。
技術(shù)背景在金屬真空冶煉生產(chǎn)中，經(jīng)過配料壓制工序生產(chǎn)出還原物料送入還原罐中進(jìn)行還原反應(yīng) ， 一般要求還原反應(yīng)溫度高于110(TC，壓強(qiáng)小于10Pa 13Pa。通過燃料加熱還原爐內(nèi)的還原 罐或加熱還原釜的輻射管使還原物料達(dá)到所要求的溫度值實(shí)現(xiàn)還原反應(yīng)?，F(xiàn)有還原罐是管狀 中空結(jié)構(gòu)，放置在還原爐中來加熱還原物料，熱量從還原罐的外部向物料傳遞，熱傳導(dǎo)率低 ，溫升緩慢，要達(dá)到反應(yīng)溫度所需要的時間非常長，從加料到還原反應(yīng)基本完成所需要時間 一般在8 12小時之間，生產(chǎn)能力有限。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種具有熱量利用率高，節(jié)能效果好，燃燒完全，還原反 應(yīng)時間短的真空金屬冶煉蓄熱式還原爐。本實(shí)用新型的技術(shù)方案真空金屬冶煉蓄熱式還原爐，它包括還原爐1和還原釜2;其特 征在于它還包括由上或左蓄熱體6與下或右蓄熱體7構(gòu)成的蓄熱式燃燒系統(tǒng)和由液態(tài)金屬收 集裝置13與液態(tài)金屬收集箱14構(gòu)成的液態(tài)金屬收集系統(tǒng)；還原釜2位于還原爐中部，將還原 爐1分成上或左燃燒室4和下或右燃燒室5，斜底結(jié)構(gòu)的還原釜2中設(shè)有貫穿其中的一組輻射管 3，兩個燃燒室由輻射管3貫通，兩個燃燒室分別連接上或左蓄熱體6和下或右蓄熱體7;上或 左蓄熱體6和下或右蓄熱體7之間設(shè)有自動控制滑閥8;還原釜2經(jīng)液態(tài)金屬收集裝置13與液態(tài) 金屬收集箱14連接。上述的真空金屬冶煉蓄熱式還原爐中，所述的還原釜為箱體結(jié)構(gòu)，還原釜的底部為錐面 或圓弧面的過渡面，并呈30-60度傾斜設(shè)置，還原釜底部最低點(diǎn)的側(cè)面釜體上設(shè)有排渣口9， 還原釜底部最高點(diǎn)與排渣口相對處的釜體上設(shè)有輔助排渣口IO，還原釜頂部最高點(diǎn)設(shè)有裝料 口ll，還原釜頂部最高點(diǎn)側(cè)面的釜體上設(shè)有金屬蒸汽真空抽氣口12;還原釜頂部采用和底部 同斜度的錐面或圓弧過渡面。前述的真空金屬冶煉蓄熱式還原爐中，所述還原釜2的底部和頂部呈35-50度傾斜設(shè)置。 前述的真空金屬冶煉蓄熱式還原爐中，所述還原釜2中的一組輻射管3垂直設(shè)置或水平設(shè) 置，并按陣列排列分布還原釜中。 前述的真空金屬冶煉蓄熱式還原爐中，所述的還原釜2采用耐熱金屬或非金屬材料制成前述的真空金屬冶煉蓄熱式還原爐中，所述的還原釜2采用碳化硅制成。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實(shí)用新型采用了內(nèi)熱的蓄熱體，使尾氣的熱量浪費(fèi)少，熱量利 用率高，節(jié)能效果非常明顯，煙氣污染小，減少了還原反應(yīng)時間，提高了生產(chǎn)能力；由于是 完全燃燒，所以排出的氣體中有害氣體含量小，也減小了對環(huán)境的污染；在還原釜上設(shè)有金 屬蒸汽真空抽氣口，便于和液態(tài)金屬收集裝置連接，容易與其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)一起，實(shí)現(xiàn)高效的 真空金屬冶煉；本實(shí)用新型中同時設(shè)置有排渣口和輔助排渣口，使排渣更方便，排渣所用的 時間也大大縮短，減少了還原釜中的熱能損失。整個系統(tǒng)有利于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

附圖l為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖中的標(biāo)記為l-還原爐，2-還原釜，3-輻射管，4-上或左燃燒室，5-下或右燃燒室 ，6-上或左蓄熱體，7-下或右蓄熱體，8-自動控制滑閥，9-排渣口， 10-輔助排渣口， 11-裝 料口， 12-金屬蒸汽真空抽氣口， 13-液態(tài)金屬收集裝置，14-液態(tài)金屬收集箱，15-渣釬， 16-空氣，17-煙氣。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例。真空金屬冶煉蓄熱式還原爐，如圖1所示。它包括還原爐1和還原釜2;它還包 括由上或左蓄熱體6與下或右蓄熱體7構(gòu)成的蓄熱式燃燒系統(tǒng)和由液態(tài)金屬收集裝置13與液態(tài) 金屬收集箱14構(gòu)成的液態(tài)金屬收集系統(tǒng)；還原釜2位于還原爐中部，將還原爐l分成上或左燃 燒室4和下或右燃燒室5，還原爐所用的燃料是水煤漿或是燃?xì)?。斜底結(jié)構(gòu)的還原釜2中設(shè)有 貫穿其中的一組輻射管3，兩個燃燒室由輻射管3貫通，兩個燃燒室分別連接上或左蓄熱體6 和下或右蓄熱體7;上或左蓄熱體6和下或右蓄熱體7之間設(shè)有自動控制滑閥8;兩個燃燒室由 輻射管貫通，使燃燒室中的熱煙氣可以從輻射管中穿過；兩個燃燒室分別與蓄熱式燃燒系統(tǒng) 連接，使燃燒室燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)釟馔ㄟ^還原釜的輻射管，熱量導(dǎo)入還原釜中，排放的煙氣 中的熱量由蓄熱式燃燒系統(tǒng)的蓄熱體吸收，降低溫度后經(jīng)脫塵處理排入大氣；蓄熱式燃燒系 統(tǒng)蓄存通過還原釜輻射管后煙氣中的大部分熱量，并控制兩個燃燒室的交替燃燒及高溫氣體 通過輻射管的流向，所述的蓄熱式燃燒系統(tǒng)包括上或左蓄熱體6和下或右蓄熱體7，在兩個蓄 熱體之間設(shè)有自動控制滑閥8，自動控制滑閥變換燃燒空氣和煙氣通過輻射管的流動方向， 并控制燃燒室燃料的通、斷，以達(dá)到兩個燃燒室間隔燃燒，持續(xù)加熱輻射管。還原釜中的還 原物料經(jīng)還原反應(yīng)后產(chǎn)生的金屬蒸汽由液態(tài)金屬收集系統(tǒng)收集后直接鑄錠或送入精煉爐。還
原釜2經(jīng)液態(tài)金屬收集裝置13與液態(tài)金屬收集箱14連接。上述的還原釜2是用碳化硅制成的箱 體結(jié)構(gòu)，還原釜的底部為錐面或圓弧面的過渡面，并呈30-60度傾斜設(shè)置，最好呈35-50度傾 斜設(shè)置。還原釜底部最低點(diǎn)的側(cè)面釜體上設(shè)有排渣口9，還原釜底部最高點(diǎn)與排渣口相對處 的釜體上設(shè)有輔助排渣口IO，還原釜頂部最高點(diǎn)設(shè)有裝料口ll，還原釜頂部最高點(diǎn)側(cè)面的釜 體上設(shè)有金屬蒸汽真空抽氣口12;還原釜頂部采用和底部同斜度的錐面或圓弧過渡面。上述 還原釜中的一組輻射管3可垂直設(shè)置，也可以水平設(shè)置，并按陣列排列分布還原釜中。當(dāng)輻 射管垂直設(shè)置時，還原釜在還原爐中部將還原爐分成上燃燒室4和下燃燒室5;當(dāng)輻射管水平 設(shè)置時，還原釜在還原爐中部將還原爐分成左燃燒室4和右燃燒室5。 本實(shí)用新型的工作過程和工作原理以下以輻射管平行還原釜前后兩側(cè)壁陣列設(shè)置為例進(jìn)行說明，還原釜體采用斜底結(jié)構(gòu)， 采用耐熱金屬或碳化硅制作成形，放置于爐體中，在還原釜的上部、下部設(shè)置兩個燃燒室， 上部開設(shè)有進(jìn)料口和金屬蒸汽真空抽吸口，下部設(shè)置有排渣口和輔助排渣口，輔助排渣口也 可以兼作觀察孔使用，金屬蒸汽真空抽吸口與液態(tài)金屬收集裝置連接，液態(tài)金屬收集裝置與 液態(tài)金屬收集箱連接，燃燒室與蓄熱式燃燒系統(tǒng)和燃料系統(tǒng)相通，使燃燒室燃燒產(chǎn)生的高溫 熱氣通過還原釜的輻射管導(dǎo)入還原釜后，煙氣中的熱量由蓄熱式燃燒系統(tǒng)的蓄熱體吸收，降 低溫度后經(jīng)脫塵處理排入大氣。還原釜的上部的頂面、下部的底面采用斜底結(jié)構(gòu)，使得在排 渣容易，也保證了燃燒室的空間。進(jìn)料口向還原釜中加料完成后，上部燃燒室供燃料，同時空氣通過蓄熱式燃燒系統(tǒng)自動 控制滑閥接通進(jìn)入到上部燃燒室中，點(diǎn)火燃燒，產(chǎn)生高溫的氣體通過輻射管加熱還原釜中的 還原物料，高溫?zé)煔馔ㄟ^輻射管后進(jìn)入到下部燃燒室中，下部燃燒室通過蓄熱式燃燒系統(tǒng)的 下部蓄熱體通道與外界接通，與燃燒室相通的燃料通道關(guān)閉，高溫?zé)煔馔ㄟ^蓄熱式燃燒系統(tǒng) 的下部蓄熱體加熱蓄熱體，使溫度降低到150 20(TC以下，經(jīng)脫塵處理排入大氣，高溫?zé)煔?的大部分熱量保留在蓄熱體中，完成上部燃燒室的燃燒，上部燃燒室的燃料通道關(guān)閉，下部 燃燒室相通的燃料通道開啟，蓄熱式燃燒系統(tǒng)的自動控制滑閥動作使下部燃燒室的蓄熱體通 道與外界接通，空氣16經(jīng)下部蓄熱體經(jīng)進(jìn)入下部燃燒室，經(jīng)過蓄熱體的熱交換使進(jìn)入到下部 燃燒室的空氣成為高溫氣體，與下部燃燒室內(nèi)的燃料劇烈燃燒產(chǎn)生高溫氣體通過輻射管加熱 還原物料，氣體經(jīng)過上部燃燒室、上部蓄熱體，與蓄熱體進(jìn)行熱交換后，變成低溫氣體排出 ，完成下部燃燒室的燃燒循環(huán)。然后進(jìn)行下一周期燃燒循環(huán)。燃燒的高溫氣體在輻射管中來回的通過始終能保持輻射管的恒定高溫，使還原物料得到 持續(xù)的加熱，處在不同位置的物料得到充分的加熱，蓄熱體使還原爐尾氣的熱量得以轉(zhuǎn)換為
高溫空氣進(jìn)入燃燒室燃燒，使燃料的在高溫空氣下進(jìn)行充分燃燒，熱能消耗少，煙氣的環(huán)境 污染小，燃料的熱量利用率高。煙氣17流動方向的變換和燃燒室燃料的通、斷，通過自動控 制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。實(shí)際生產(chǎn)也可以根據(jù)生產(chǎn)要求和條件將兩個燃燒室設(shè)置在水平方向上，輻射 管也為水平方向并與燃燒室相通。金屬收集采用液態(tài)金屬收集的方法，燃料可以采用水煤漿或燃?xì)庾鳛槿剂稀?本實(shí)用新型還原爐系統(tǒng)的加料從上部加料，容易實(shí)現(xiàn)自動加料，由于底部采用傾斜結(jié)構(gòu)，排渣容易自動排出，設(shè)置輔助排渣孔，渣釬15可插入輔助排渣孔中，輔助排渣；與進(jìn)料系統(tǒng)出渣系統(tǒng)一起構(gòu)成自動化還原生產(chǎn)，生產(chǎn)出的液態(tài)金屬產(chǎn)品可以直接進(jìn)入精煉或澆注生產(chǎn) 環(huán)節(jié)，容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。
權(quán)利要求1.真空金屬冶煉蓄熱式還原爐，其特征在于構(gòu)造包括還原爐(1)和還原釜(2)；還包括由上或左蓄熱體(6)與下或右蓄熱體(7)構(gòu)成的蓄熱式燃燒系統(tǒng)和由液態(tài)金屬收集裝置(13)與液態(tài)金屬收集箱(14)構(gòu)成的液態(tài)金屬收集系統(tǒng)；還原釜(2)位于還原爐中部，將還原爐(1)分成上或左燃燒室(4)和下或右燃燒室(5)，斜底結(jié)構(gòu)的還原釜(2)中設(shè)有貫穿其中的一組輻射管(3)，兩個燃燒室由輻射管(3)貫通，兩個燃燒室分別連接上或左蓄熱體(6)和下或右蓄熱體(7)；上或左蓄熱體(6)和下或右蓄熱體(7)之間設(shè)有自動控制滑閥(8)；還原釜(2)經(jīng)液態(tài)金屬收集裝置(13)與液態(tài)金屬收集箱(14)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的真空金屬冶煉蓄熱式還原爐，其特征在于 所述的還原釜為箱體結(jié)構(gòu)，還原釜的底部為錐面或圓弧面的過渡面，并呈30-60度傾斜設(shè)置 ，還原釜底部最低點(diǎn)的側(cè)面釜體上設(shè)有排渣口 (9)，還原釜底部最高點(diǎn)與排渣口相對處的 釜體上設(shè)有輔助排渣口 (10)，還原釜頂部最高點(diǎn)設(shè)有裝料口 (11)，還原釜頂部最高點(diǎn)側(cè) 面的釜體上設(shè)有金屬蒸汽真空抽氣口 (12);還原釜頂部采用和底部同斜度的錐面或圓弧過 渡面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空金屬冶煉蓄熱式還原爐，其特征在于 所述還原釜(2)的底部和頂部呈35-50度傾斜設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空金屬冶煉蓄熱式還原爐，其特征在于 所述還原釜(2)中的一組輻射管(3)垂直設(shè)置或水平設(shè)置，并按陣列排列分布還原釜中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)，其特征在于 :所述的還原釜(2)采用耐熱金屬或非金屬材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)，其特征在于 :所述的還原釜(2)采用碳化硅制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種真空金屬冶煉蓄熱式還原爐，它包括還原爐(1)和還原釜(2)；它還包括由上或左蓄熱體(6)與下或右蓄熱體(7)構(gòu)成的蓄熱式燃燒系統(tǒng)和由液態(tài)金屬收集裝置(13)與液態(tài)金屬收集箱(14)構(gòu)成的液態(tài)金屬收集系統(tǒng)；還原釜位于還原爐中部，將還原爐分成上或左燃燒室(4)和下或右燃燒室(5)，斜底結(jié)構(gòu)的還原釜中設(shè)有貫穿其中的一組輻射管(3)，兩個燃燒室由輻射管貫通，兩個燃燒室分別連接上或左蓄熱體和下或右蓄熱體；上或左蓄熱體和下或右蓄熱體之間設(shè)有自動控制滑閥(8)；還原釜經(jīng)液態(tài)金屬收集裝置與液態(tài)金屬收集箱連接。本實(shí)用新型具有熱量利用率高，節(jié)能效果好，燃燒完全，還原反應(yīng)時間短的特點(diǎn)。
文檔編號C22B5/02GK201024201SQ200720200209
公開日2008年2月20日 申請日期2007年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月2日
發(fā)明者張繼強(qiáng), 黃貴明 申請人:貴州世紀(jì)天元礦業(yè)有限公司