專利名稱：中心加熱還原爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬還原爐，主要是指一種用于提煉還原有色金屬，特別是提煉鎂的中心加熱還原爐。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的煉鎂工藝為皮江法(Pidgeon)，該法使用的是一種臥式爐，爐體由耐火磚搭砌在地面上，在爐內(nèi)橫置分布有若干還原罐，在還原罐內(nèi)裝填有反應(yīng)物料球團，以煤或氣或油為燃料，燃燒加熱采用人工裝卸加料方式，以還原罐外反射爐輻射熱先加熱還原罐，再由還原罐將熱量輻射傳遞給罐內(nèi)反應(yīng)物料球團，再由球團互相接力式傳遞熱量，是一種外圍式加熱。傳統(tǒng)還原爐存在能耗高、污染大、熱效率低、使用壽命短等問題，還原罐更換需拆開爐體，造成更換周期長、成本高、影響正常生產(chǎn)等后果，而且極不安全，點火時經(jīng)常會發(fā)生·爆燃或爆炸事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種中心加熱還原爐，通過設(shè)置加熱爐膽和電加熱輻射管方式，可以提高爐內(nèi)溫度，升溫更快；還原物料堆置在爐膽與爐體之間，使還原空間變大，填裝的還原物料更多，容積比大，單爐效率更高；采用對爐膽內(nèi)進行加熱方式，爐膽向外輻射加熱，熱傳導(dǎo)更快；爐膽的安裝方式采用可移動與爐體可分離的結(jié)構(gòu)，這樣在維修和更換爐膽時就不需要拆解爐體，可以大大縮短維修和更換爐膽的時間，提高生產(chǎn)效率。較好地克服了現(xiàn)有還原爐存在的不足。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是這種還原爐包括—還原爐爐體，座落在地基上，該爐體包括金屬外殼，在金屬外殼內(nèi)設(shè)有隔熱材料層和耐高溫材料層，在爐體上設(shè)置有裝料口、出煙口、排渣口、用于移動式加熱爐膽進出的爐體窗口，在爐體上還設(shè)置有一個或多個結(jié)晶體收集器，該結(jié)晶體收集器連通爐體內(nèi)，在爐體底部還設(shè)有用于支承移動式加熱爐膽的爐膽支架；一爐體窗口密封蓋板，安裝在爐體窗口上，該蓋板包括金屬外殼，在金屬外殼內(nèi)設(shè)有隔熱材料層和耐高溫材料層，在蓋板上設(shè)有燃燒機連接管和排煙管，其中燃燒機連接管一端連接燃燒機，另一端連接移動式加熱爐膽，排煙口一端連接移動式加熱爐膽，另一端連接燃?xì)馊紵到y(tǒng)的蓄熱器；一移動式加熱爐膽，設(shè)置在爐體內(nèi)的路膽支架上，燃燒機給移動式加熱爐膽加熱，在移動式加熱爐膽與爐體的耐高溫材料層之間是還原物料；一燃?xì)馊紵到y(tǒng)，包括燃?xì)庀到y(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)，其中燃?xì)庀到y(tǒng)和供風(fēng)系統(tǒng)分別連接燃燒機，排煙系統(tǒng)連接排煙管；一燃燒機，將燃料和空氣預(yù)混電高壓點火后噴射入移動式加熱爐膽內(nèi)，并在移動式加熱爐膽內(nèi)燃燒；
一抽真空系統(tǒng)，連接結(jié)晶體收集器的冷卻套；一冷卻水系統(tǒng)，連接結(jié)晶體收集器的冷卻套；一控制系統(tǒng)，包括點火器啟/停控制單元、爐溫控制單元、燃燒控制單元、爐壓控制單元。該技術(shù)方案還包括所述設(shè)置在爐體內(nèi)的移動式加熱爐膽為一至三個，其表面均布有散熱片，或螺旋散熱片或環(huán)形散熱片，根據(jù)移動式加熱爐膽的數(shù)量，在爐體的對應(yīng)位置設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的爐體窗口，其中每個移動式加熱爐膽配置兩個燃燒機。所述隔熱材料層與耐高溫材料層之間均布有電加熱輻射管。所述隔熱材料層包括保溫纖維層；所述耐高溫材料層包括碳化硅層。
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所述爐體內(nèi)為方形或圓形。所述電加熱輻射管包括耐高溫陶瓷管或耐高溫石英管或石墨管。所述燃?xì)馊紵到y(tǒng)設(shè)有A、B兩個蓄熱體，該蓄熱體與排煙系統(tǒng)連接，移動式加熱爐膽內(nèi)的熱煙氣經(jīng)蓄熱器、蓄熱體A、B,并經(jīng)鼓風(fēng)機送到燃燒機。所述點火器啟/停控制單元設(shè)有溫控器，溫控器發(fā)出點火器工作或停止工作的命令；爐溫控制單元設(shè)有溫控器，溫控器發(fā)出開大或關(guān)小命令給電動燃?xì)獾y；燃燒控制單元，電動燃?xì)獾y通過杠桿系統(tǒng)開大或關(guān)小空氣蝶閥；爐壓控制單元，在爐壓偏離設(shè)定值時，壓力變送器發(fā)出信號開大或關(guān)小電動廢氣蝶閥。 所述兩個燃燒機包括燃燒機A和燃燒機B，燃燒機A和燃燒機B分別經(jīng)蓄熱體A連接蓄熱器，燃燒機A和燃燒機B設(shè)有熱煙氣進口，蓄熱體A和蓄熱體B分別設(shè)有熱煙氣進口和熱煙氣出口，加熱爐膽燃燒產(chǎn)生的熱煙氣經(jīng)排煙管和蓄熱器分別進入蓄熱體A和蓄熱體B，再由蓄熱體A和蓄熱體B的熱煙氣出口給燃燒機。所述爐體上設(shè)有振蕩器，該振蕩器帶動爐體振動，實現(xiàn)提高還原物料的容積率和還原物料的充分燃燒；所述爐體與地基之間為柔性連接；所述爐體與地基之間還設(shè)有伸縮油缸和軸承支架，軸承支架靠近排渣口，伸縮油缸在另一端，伸縮油缸頂起爐體一側(cè)，爐體以軸承支架為圓心傾斜，實現(xiàn)還原后的廢料從排渣口自動排出。本發(fā)明具有的有益效果1.采用爐膽和電加熱輻射管雙加熱方式，升溫快，溫度高，電加熱輻射管夾層溫度可達900度以上；2.爐膽的安裝方式采用可從爐體內(nèi)取出的結(jié)構(gòu)，這樣在維修和更換爐膽時就不需要拆解爐體，而只取出爐膽即可，這樣可以大大縮短維修和更換爐膽的時間，提高生產(chǎn)效率；3.物料置于爐膽和爐體之間，容積比變大，單爐效率更高；4.采用對爐膽內(nèi)進行加熱方式，爐膽向外輻射加熱，熱傳導(dǎo)更快，更均勻；5.大幅降低燃?xì)怄V還原爐的能耗、減少排放；6.延長爐子的使用壽命。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)外形圖。圖2是圖I的右視圖。圖3是圖I的左視圖。
圖4是圖I的府視圖。圖5是圖I的A-A剖視圖。圖6是圖4的B-B剖視圖。圖7是圖6的爐體結(jié)構(gòu)示意圖，表示電加熱輻射管安裝結(jié)構(gòu)。圖8是圖I的爐體窗口密封蓋板和爐膽結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是圖8的仰視圖。圖10是圖8的府視圖。圖11是圖I的立體示意圖。圖12是圖I內(nèi)設(shè)置兩個爐膽和兩個爐體窗口密封蓋板示意圖?！D13是圖I內(nèi)設(shè)置三個爐膽和三個爐體窗口密封蓋板示意圖。圖14是本發(fā)明的燃燒機示意圖。圖15是本發(fā)明的結(jié)晶體收集器示意圖。圖16是圖15的結(jié)晶錐套示意圖。圖17是圖15的封蓋示意圖。圖18是本發(fā)明的燃?xì)庑顭釗Q熱裝置示意圖。圖中I爐體、2燃燒機A、3結(jié)晶體收集器、4爐體窗口密封蓋板、5裝料口、6燃燒機
B、7出煙口、8排渣口、9支撐彈簧、10地基、11振蕩器、12移動式加熱爐膽、13還原物料、14金屬外殼、15保溫纖維層、16碳化娃層、17爐膽支架、18電加熱福射管、19燃燒機連接管、20散熱片、21排煙管、22爐體窗口、23軸承支架、24伸縮油缸、31點火器、32燃料進口、33熱煙氣進口、35燃燒機法蘭、36火焰噴口、41電磁閥、42蓄熱體A、43鼓風(fēng)機、44蓄熱器、45引風(fēng)機、46排煙管、47蓄熱體B、51冷卻套、52錐體結(jié)晶套、53法蘭、54封蓋、55法蘭、56抽真空口、57冷卻水進水口、58冷卻水出水口。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明如圖1-7所示,本還原爐為方形,結(jié)構(gòu)包括爐體I、移動式加熱爐膽12、燃燒機A2、結(jié)晶體收集器3、燃燒機B6、電加熱輻射管18、爐體窗口密封蓋板4、地基10、燃?xì)馊紵到y(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。爐體I，座落在地基10上，爐體I與地基10之間設(shè)置有支撐彈簧9或橡膠墊，還設(shè)有伸縮油缸24和軸承支架23，軸承支架23靠近排渣口 8，伸縮油缸24在另一端，伸縮油缸24頂起爐體I 一側(cè)，爐體I以軸承支架23為圓心傾斜，實現(xiàn)還原后的廢料從排渣口 8自動排出。爐體I由金屬外殼14、保溫纖維層15、碳化硅層16組成，碳化硅層16在里層，爐體I頂部兩個有裝料口 5，爐體I側(cè)面有爐體窗口 22，爐體I內(nèi)部底面有爐膽支架17，爐體I側(cè)面還有結(jié)晶體收集器3 ( 一個或多個)，結(jié)晶體收集器3連通爐體I內(nèi)，結(jié)晶體收集器3連接抽真空系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)，爐體I內(nèi)是移動式加熱爐膽12，移動式加熱爐膽12在爐膽支架17上，根據(jù)需要，加熱爐膽12的數(shù)量為1-3個，加熱爐膽12的兩端各有一個燃燒機連接管19，下部中間位置有排煙管21，燃燒機連接管19和排煙管21都固定在爐體窗口密封蓋板4上，爐體窗口密封蓋板4封蓋在爐體窗口 22上，兩個燃燒機連接管19端部連接燃燒機A和燃燒機B，燃燒機A、B連接燃?xì)夂凸╋L(fēng)系統(tǒng)，給移動式加熱爐膽12加熱，排煙管21連接排煙系統(tǒng)，在保溫纖維層15與碳化硅層16之間排列有電加熱輻射管18，在移動式加熱爐膽12與碳化硅層16之間是裝料室，里面裝有還原物料13，在爐體I側(cè)面還有排查口 8，爐體I內(nèi)可以是方形或圓形，爐體I上可設(shè)有振蕩器11，振蕩器11帶動爐體I振動，可提高還原物料的容積率和還原物料的充分燃燒。如圖8、9所示，加熱爐膽12為一至三個(如圖12-13)，其表面均布有散熱片20 (或螺旋散熱片或環(huán)形散熱片)，以增加散熱面積，根據(jù)移動式加熱爐膽12的數(shù)量，在爐體I的對應(yīng)位置設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的爐體窗口 22 ( 一至三個)。如圖14所示，燃燒機由點火 器31、燃料進口 32、熱煙氣進口 33、燃燒機法蘭35、火焰噴口 36組成，爐膽I的熱煙氣分別與經(jīng)蓄熱器、蓄熱體42、蓄熱體47進入燃燒機A、B的熱煙氣進口 33。如圖15-17所示，結(jié)晶體收集器3包括冷卻套51，在冷卻套51內(nèi)是錐體結(jié)晶套52，在冷卻套上51有冷卻水進水口 57、冷卻水出水口 58、抽真空口 56，冷卻水進水口 57與水泵連接連接，冷卻水出水口 58與水箱連接，抽真空口 56與真空泵連接，在冷卻套51端口上還封蓋有封蓋54，在冷卻套51兩端端有法蘭53、55。如圖18所示，燃?xì)馊紵到y(tǒng)由電磁閥41、蓄熱體A(42)、鼓風(fēng)機43、蓄熱器44、弓丨風(fēng)機45、排煙管46、蓄熱體B (47)組成；兩個燃燒機A、B，一個與蓄熱體A連接，另一個與蓄熱體B連接，加熱爐膽12燃燒產(chǎn)生的熱煙氣經(jīng)排煙管21、蓄熱器44、分別進入蓄熱體A和蓄熱體B，再進入燃燒機A或B的熱煙氣進口 33，起到預(yù)熱、助燃、節(jié)能作用?？刂葡到y(tǒng)主要包括以下4部分。I、點火器啟/?？刂飘?dāng)爐膽溫度< 800°C時，溫控器發(fā)出點火器工作的命令，點火器始終處于工作狀態(tài)，確保每一次換向后都能點燃燃燒機；當(dāng)爐膛溫度> 800°C時，遠高于燃?xì)獾淖匀紲囟?，發(fā)出點火器停止工作的命令。2、爐溫控制當(dāng)爐膛溫度低于設(shè)定值時，溫控器發(fā)出命令，開大電動燃?xì)獾y，增大燃?xì)夤?yīng)量，使?fàn)t溫升高；當(dāng)爐膛溫度高于設(shè)定值時，溫控器發(fā)出命令關(guān)小燃?xì)怆妱拥y，減少燃?xì)夤?yīng)量，使?fàn)t溫降低；當(dāng)爐膛溫度等于設(shè)定值時，溫控器不發(fā)出命令，電動蝶閥不動，使?fàn)t溫保持在設(shè)定溫度下。3、燃燒控制電動燃?xì)獾y通過杠桿系統(tǒng)呈比例地開大或關(guān)小空氣蝶閥實現(xiàn)燃燒的比例調(diào)節(jié)。4、爐壓控制在爐壓偏離設(shè)定值時，壓力變送器發(fā)出信號開大或關(guān)小電動廢氣蝶閥的開度，使?fàn)t壓保持在設(shè)定壓力的附近波動。工作原理本發(fā)明適用1200°C以下各工藝需求的加熱溫度段內(nèi)加熱恒溫需求，熱法煉鎂及其它金屬礦料的加熱、烘干、熱釋解、熱分解，根據(jù)工藝要求進行常壓或負(fù)壓吸附式O. 013/kpa，1200°C以下內(nèi)金屬鎂及其他需負(fù)壓吸附式還原工藝的提煉和熱分解，本爐采用可拆卸爐膽，卸下方便維修和更換。
加熱方式為燃燒機和電加熱輻射管，燃燒機燃燒，使?fàn)t內(nèi)物料受熱加溫迅速升溫，最大限度合理高效地利用熱、輻射、對流、傳導(dǎo)對爐內(nèi)的物料進行均勻升溫加熱?？扇夹詺怏w或燃油經(jīng)過燃燒機將燃料和空氣預(yù)混噴射入爐膽內(nèi)燃燒，爐膽向周圍高溫輻射，燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)蓄熱器蓄熱器、蓄熱體再進入燃燒機循環(huán)利用，對燃燒助燃空氣和可燃?xì)怏w作預(yù)熱加熱，將可燃?xì)怏w和助燃空氣從常溫加熱到800-1000°C，燃燒后的廢氣經(jīng)過蓄熱體換熱后，變成< 150°C煙氣向外排放(傳統(tǒng)老式爐排燃溫度達1000-1100oC )。工作過程裝料后，首先兩個燃燒機工作，對爐膽加熱，同時電加熱輻射管也加熱，爐膽產(chǎn)生的熱煙進入蓄熱器蓄，再經(jīng)蓄熱體給燃燒機，如此循環(huán)。當(dāng)還原結(jié)束時，卸掉冷卻套上的封蓋，取出結(jié)晶套，取出結(jié)晶體(如鎂結(jié)晶體)，升起油缸，使?fàn)t體向排渣口傾斜，打開排渣口，放出廢渣并運走，然后收回油缸，安裝結(jié)晶套，裝料，加熱，如此循環(huán)。·
權(quán)利要求
1.一種中心加熱還原爐，其特征是包括 一還原爐爐體，座落在地基上，該爐體包括金屬外殼，在金屬外殼內(nèi)設(shè)有隔熱材料層和耐高溫材料層，在爐體上設(shè)置有裝料口、出煙口、排渣口、用于移動式加熱爐膽進出的爐體窗口，在爐體上還設(shè)置有一個或多個結(jié)晶體收集器，該結(jié)晶體收集器連通爐體內(nèi)，在爐體底部還設(shè)有用于支承移動式加熱爐膽的爐膽支架； 一爐體窗口密封蓋板，安裝在爐體窗口上，該蓋板包括金屬外殼，在金屬外殼內(nèi)設(shè)有隔熱材料層和耐高溫材料層，在蓋板上設(shè)有燃燒機連接管和排煙管，其中燃燒機連接管一端連接燃燒機，另一端連接移動式加熱爐膽，排煙口一端連接移動式加熱爐膽，另一端連接燃?xì)馊紵到y(tǒng)的蓄熱器； 一移動式加熱爐膽，設(shè)置在爐體內(nèi)的路膽支架上，燃燒機給移動式加熱爐膽加熱，在移動式加熱爐膽與爐體的耐高溫材料層之間是還原物料； 一燃?xì)馊紵到y(tǒng)，包括燃?xì)庀到y(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)，其中燃?xì)庀到y(tǒng)和供風(fēng)系統(tǒng)分別連接燃燒機，排煙系統(tǒng)連接排煙管； 一燃燒機，將燃料和空氣預(yù)混電高壓點火后噴射入移動式加熱爐膽內(nèi)，并在移動式加熱爐膽內(nèi)燃燒； 一抽真空系統(tǒng)，連接結(jié)晶體收集器的冷卻套； 一冷卻水系統(tǒng)，連接結(jié)晶體收集器的冷卻套； 一控制系統(tǒng)，包括點火器啟/?？刂茊卧t溫控制單元、燃燒控制單元、爐壓控制單J Li ο
2.如權(quán)利要求I所述的中心加熱還原爐，其特征是所述設(shè)置在爐體內(nèi)的移動式加熱爐膽為一至三個，其表面均布有散熱片，或螺旋散熱片或環(huán)形散熱片，根據(jù)移動式加熱爐膽的數(shù)量，在爐體的對應(yīng)位置設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的爐體窗口，其中每個移動式加熱爐膽配置兩個燃燒機。
3.如權(quán)利要求I所述的中心加熱還原爐，其特征是所述隔熱材料層與耐高溫材料層之間均布有電加熱輻射管。
4.如權(quán)利要求I所述的中心加熱還原爐，其特征是所述隔熱材料層包括保溫纖維層；所述耐高溫材料層包括碳化硅層。
5.如權(quán)利要求I所述的中心加熱還原爐，其特征是所述爐體內(nèi)為方形或圓形。
6.如權(quán)利要求3所述的中心加熱還原爐，其特征是所述電加熱輻射管包括耐高溫陶瓷管或耐高溫石英管或石墨管。
7.如權(quán)利要求I所述的中心加熱還原爐，其特征是所述燃?xì)馊紵到y(tǒng)設(shè)有A、B兩個蓄熱體，該蓄熱體與排煙系統(tǒng)連接，移動式加熱爐膽內(nèi)的熱煙氣經(jīng)蓄熱器、蓄熱體A、B，并經(jīng)鼓風(fēng)機送到燃燒機。
8.如權(quán)利要求I所述的中心加熱還原爐，其特征是所述點火器啟/?？刂茊卧O(shè)有溫控器，溫控器發(fā)出點火器工作或停止工作的命令；爐溫控制單元設(shè)有溫控器，溫控器發(fā)出開大或關(guān)小命令給電動燃?xì)獾y；燃燒控制單元，電動燃?xì)獾y通過杠桿系統(tǒng)開大或關(guān)小空氣蝶閥；爐壓控制單元，在爐壓偏離設(shè)定值時，壓力變送器發(fā)出信號開大或關(guān)小電動廢氣蝶閥。
9.如權(quán)利要求2所述的中心加熱還原爐，其特征是所述兩個燃燒機包括燃燒機A和燃燒機B，燃燒機A和燃燒機B分別經(jīng)蓄熱體A連接蓄熱器，燃燒機A和燃燒機B設(shè)有熱煙氣進口，蓄熱體A和蓄熱體B分別設(shè)有熱煙氣進口和熱煙氣出口，加熱爐膽燃燒產(chǎn)生的熱煙氣經(jīng)排煙管和蓄熱器分別進入蓄熱體A和蓄熱體B，再由蓄熱體A和蓄熱體B的熱煙氣出口給燃燒機。
10.如權(quán)利要求I所述的中心加熱還原爐，其特征是所述爐體上設(shè)有振蕩器，該振蕩器帶動爐體振動，實現(xiàn)提高還原物料的容積率和還原物料的充分燃燒；所述爐體與地基之間為柔性連接，所述爐體與地基之間還設(shè)有伸縮油缸和軸承支架，軸承支架靠近排渣口，伸縮油缸在另一端，伸縮油缸頂起爐體一側(cè)，爐體以軸承支架為圓心傾斜，實現(xiàn)還原后的廢料從排渣口自動排出?！?br> 全文摘要
一種中心加熱還原爐，包括一還原爐爐體，包括金屬外殼，內(nèi)設(shè)有隔熱材料層和耐高溫材料層，在隔熱材料層和耐高溫材料層之間設(shè)有電加熱輻射管，在爐體上設(shè)置有進料口、出煙口、排查口、爐體窗口，在爐體內(nèi)設(shè)置有加熱爐膽，在爐體上還設(shè)置有結(jié)晶體收集器；一爐體窗口密封蓋板，安裝在爐體窗口上，該窗口密封蓋板通過燃燒機連接管和排煙管連接加熱爐膽，另一端連接燃燒機和燃?xì)馊紵到y(tǒng)；一移動式加熱爐膽；一燃?xì)馊紵到y(tǒng)；一燃燒機；一抽真空系統(tǒng)；一冷卻水系統(tǒng)；一控制系統(tǒng)。
文檔編號C22B26/22GK102965523SQ20121038418
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者李啟明, 鄒紫輝 申請人:中國礦冶集團控股有限公司