馬弗爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種馬弗爐，包括：爐體、耐火材料層、加熱元件以及冷卻水箱，爐體內(nèi)限定有爐腔，爐腔的頂面敞開，爐腔設(shè)有進(jìn)氣口、取氣口和排煙口，爐體上設(shè)有爐門；耐火材料層設(shè)在爐腔內(nèi)且位于爐腔的頂部；加熱元件穿過耐火材料層向下伸入到爐腔內(nèi)；冷卻水箱設(shè)在加熱元件上方且鄰近加熱元件，冷卻水箱與爐體的頂端之間具有預(yù)定縫隙，縫隙內(nèi)填充有細(xì)沙層。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的馬弗爐可以有效模擬轉(zhuǎn)底爐還原狀態(tài)，確保在轉(zhuǎn)底爐中試和生產(chǎn)時(shí)能一舉成功，或者減少在轉(zhuǎn)底爐上調(diào)整工藝參數(shù)的次數(shù)。
【專利說明】馬弗爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及冶金設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，本實(shí)用新型涉及馬弗爐。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，轉(zhuǎn)底爐直接還原一直是國(guó)家積極倡導(dǎo)鼓勵(lì)的新型冶金設(shè)備。轉(zhuǎn)底爐工作時(shí)爐頂、爐墻不動(dòng)，靠爐底機(jī)械帶動(dòng)物料旋轉(zhuǎn)，并通過爐墻上布置內(nèi)環(huán)和外環(huán)的燒嘴從頂部輻射對(duì)爐底物料進(jìn)行加熱還原。轉(zhuǎn)底爐占地面積比較大，一般中試用轉(zhuǎn)底爐外徑在10米左右，只能用于幾噸、幾十噸甚至上百噸物料的還原試驗(yàn)，且每次開爐和停爐投入的運(yùn)行成本較高，非常不便于對(duì)還原工藝參數(shù)的初步摸索和研究。因此如何模擬轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行基礎(chǔ)試驗(yàn)研究成為亟待解決的問題一直困擾著業(yè)內(nèi)人士。
[0003]現(xiàn)今多采用馬弗爐模擬轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行基礎(chǔ)試驗(yàn)研究，然而相關(guān)技術(shù)中的馬弗爐均不能滿足模擬轉(zhuǎn)底爐對(duì)礦物進(jìn)行加熱還原的工藝要求，存在改進(jìn)的需要。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了有效模擬轉(zhuǎn)底爐還原狀態(tài)，確保在轉(zhuǎn)底爐中試和生產(chǎn)時(shí)減少調(diào)整轉(zhuǎn)底爐工藝參數(shù)的次數(shù)。本實(shí)用新型的發(fā)明人提供一種能有效模擬轉(zhuǎn)底爐直接還原的馬弗爐，該馬弗爐的升溫方式、加熱方式、還原用容器、還原時(shí)間、還原氣氛等技術(shù)特征均能夠很好的模擬轉(zhuǎn)底爐還原工藝。
[0005]為此，本實(shí)用新型提出了一種馬弗爐，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的馬弗爐包括:爐體，所述爐體內(nèi)限定有爐腔，所述爐腔的頂面敞開，所述爐腔設(shè)有進(jìn)氣口、取氣口和排煙口，所述爐體上設(shè)有爐門；耐火材料層，所述耐火材料層設(shè)在所述爐腔內(nèi)且位于爐腔的頂部；加熱元件，所述加熱元件穿過所述耐火材料層向下伸入到所述爐腔內(nèi)；冷卻水箱，所述冷卻水箱設(shè)在所述加熱元件上方且鄰近所述加熱元件，所述冷卻水箱與所述爐體的頂端之間具有預(yù)定縫隙，所述縫隙內(nèi)填充有細(xì)沙層。由此可以有效模擬轉(zhuǎn)底爐還原狀態(tài)，以便確保在轉(zhuǎn)底爐中試和生產(chǎn)時(shí)能一舉成功，或者減少在轉(zhuǎn)底爐上調(diào)整工藝參數(shù)的次數(shù)。
[0006]另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的馬弗爐還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0007]優(yōu)選地，所述耐火材料層與所述冷卻水箱的底面之間設(shè)有支架，所述加熱元件吊掛在所述支架上。
[0008]優(yōu)選地，所述加熱元件為U形，且通過卡箍固定在所述支架上。
[0009]優(yōu)選地，所述爐腔的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有支座，所述耐火材料層、所述支架和所述冷卻水箱分別支撐在所述支座上。
[0010]優(yōu)選地，所述加熱元件為硅鑰棒或碳棒。
[0011]優(yōu)選地，所述加熱元件的下端與所述爐腔的底面之間的距離為180?220mm。
[0012]優(yōu)選地，所述馬弗爐還包括與所述排煙口相連的排煙除塵器。
[0013]優(yōu)選地，所述排煙除塵器內(nèi)設(shè)有過濾膜。
[0014]優(yōu)選地,所述進(jìn)氣口包括氮?dú)馊肟凇錃馊肟诤鸵谎趸既肟?。[0015]優(yōu)選地，所述縫隙為20mm。
[0016]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的馬弗爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的馬弗爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)實(shí)施例的馬弗爐的進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0022]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順
時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0023]此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。
[0024]在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0025]在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0026]在本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提出了一種馬弗爐，下面參考圖1-3對(duì)本實(shí)用新型的馬弗爐進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該馬弗爐可以包括:爐體10、耐火材料層20、加熱元件30和冷卻水箱40。根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，爐體10內(nèi)限定有爐腔50，爐腔50的頂面敞開，爐腔50設(shè)有進(jìn)氣口 51、取氣口(未示出)和排煙口 52，爐體10上設(shè)有爐門11 ；耐火材料層20設(shè)在爐腔50內(nèi)且位于爐腔50的頂部；加熱元件30穿過耐火材料層20向下伸入到爐腔50內(nèi)；冷卻水箱40設(shè)在加熱元件30上方且鄰近加熱元件30，冷卻水箱40與爐體10的頂端之間具有預(yù)定縫隙，縫隙內(nèi)填充有細(xì)沙層。根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，馬弗爐爐體IO下方設(shè)有底座60，底座60限定出一定空間，該空間內(nèi)可以設(shè)有電控裝置61。該馬弗爐的頂部放置的冷卻水箱，一方面可以帶走吊掛在爐頂?shù)募訜嵩懦龅臒崃浚硪环矫婵梢陨w住爐頂上部使得外界與爐膛隔絕。冷卻水箱一側(cè)設(shè)置有進(jìn)水口，另一側(cè)設(shè)置有出水口，連接在出水口的管路上可以安裝溫度表，用來檢測(cè)出水溫度，出水溫度要求不超過50攝氏度，由此對(duì)爐腔50內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)控。該馬弗爐可以有效模擬轉(zhuǎn)底爐，包括升溫方式、頂部加熱方式、還原用容器為抗渣抗侵蝕的耐火材料盤、頂部設(shè)置間接水冷箱、可以通入氣體營(yíng)造爐內(nèi)氣氛等。同時(shí)還間接提供了一種利用該馬弗爐在轉(zhuǎn)底爐中試或大生產(chǎn)前模擬轉(zhuǎn)底爐的試驗(yàn)方法，包括配料、還原溫度曲線、還原時(shí)間、布料厚度模擬、還原氣氛模擬等。由此通過模擬轉(zhuǎn)底爐還原的基礎(chǔ)試驗(yàn)，以便進(jìn)一步指導(dǎo)轉(zhuǎn)底爐中試和生產(chǎn)，避免在轉(zhuǎn)底爐中試或工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)走彎路，并且可以根據(jù)基礎(chǔ)試驗(yàn)的參數(shù)直接進(jìn)行轉(zhuǎn)底爐大規(guī)模清潔冶煉。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該耐火材料層20與冷卻水箱40的底面之間可以設(shè)有支架70，加熱元件30可以吊掛在支架70上。通過支架可以固定加熱元件，由此采用頂部輻射加熱方式，可以有效模擬轉(zhuǎn)底爐燒嘴噴出火焰的輻射加熱方式，為轉(zhuǎn)底爐中試和生產(chǎn)時(shí)提供有價(jià)值的參考，減少在轉(zhuǎn)底爐上調(diào)整工藝參數(shù)的次數(shù)。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該加熱元件30的形狀并不受特別限制，根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，該加熱元件30可以為U型，且通過卡箍固定在支架70上。由此采用該U型加熱元件，可以顯著增加模擬實(shí)驗(yàn)的輻射面積，以便能夠更好的模擬轉(zhuǎn)底爐還原狀態(tài)。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，爐腔20的內(nèi)側(cè)壁上可以設(shè)有支座(未示出)，耐火材料層20、支架70和冷卻水箱40分別支撐在支座(未示出)上。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，加熱元件30的具體類型并不受特別限制，根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，該加熱元件30可以為硅鑰棒或碳棒。該馬弗爐的加熱方式完全不同于常規(guī)馬弗爐的爐膛內(nèi)部?jī)蓚?cè)加熱元件的加熱方式，而是依靠頂部的加熱元件進(jìn)行加熱的，爐膛中爐氣的溫度最高可以加熱到1800°C。由此可以有效模擬轉(zhuǎn)底爐還原狀態(tài)，以便確保在轉(zhuǎn)底爐中試和生產(chǎn)時(shí)能一舉成功，或者減少在轉(zhuǎn)底爐上調(diào)整工藝參數(shù)的次數(shù)。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，加熱元件30的下端與爐腔50的底面之間的距離并不受特別限制，根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，加熱元件30的下端與爐腔50的底面之間的距離可以為180?220mm。
[0033]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該馬弗爐還可以包括與排煙口 53相連的排煙除塵器80。根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，該排煙除塵器80內(nèi)設(shè)有過濾膜81。當(dāng)還原含有鉀、鈉、鉛、鋅等球團(tuán)時(shí)，爐子排出的煙氣中含有這些金屬元素，煙氣通過過濾膜時(shí)，這些元素被過濾截留，隨后進(jìn)入通有冷風(fēng)的沉降室，在沉降室中這些元素被氧化成氧化物，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)可取出過濾膜81進(jìn)行化驗(yàn)，分析煙塵成分。[0034]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該爐腔50的進(jìn)氣口 51包括氮?dú)馊肟?511、氫氣入口 512和一氧化碳入口 513。在進(jìn)行轉(zhuǎn)底爐模擬試驗(yàn)時(shí)，首先檢查設(shè)備電氣連接，冷卻水箱連接是否漏水，保護(hù)氣體連接是否漏氣，吹掃進(jìn)氣管連接是否完好，頂部沙封槽的沙量是否足夠，密封是否合適。接通設(shè)備電源；按下電源按鈕，此時(shí)儀表上電，檢查溫度表和壓力表讀數(shù)是否正常，壓力控制儀表上壓力參數(shù)設(shè)置完畢，檢查確認(rèn)無誤后，啟動(dòng)儀表運(yùn)行按鈕，弓丨風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，爐內(nèi)維持負(fù)壓狀態(tài)。打開N2吹掃閥門進(jìn)行N2吹掃，從設(shè)置在爐子后部的取氣口通過氣袋抽取氣體隨機(jī)進(jìn)行在線檢測(cè)，至O2含量為零。設(shè)置升溫程序模擬轉(zhuǎn)底爐對(duì)物料進(jìn)行分區(qū)域加熱，當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)定值的時(shí)候，將預(yù)熱到800°C?900°C的耐火材料盤從另外的加熱爐中取出，將含碳球團(tuán)平鋪在耐火材料盤上，并迅速將耐火材料盤放置到爐內(nèi)進(jìn)行還原，同時(shí)打開爐子一側(cè)的H2進(jìn)氣閥門或CO進(jìn)氣閥門，以此保證爐內(nèi)是強(qiáng)還原性氣氛，此時(shí)含碳球團(tuán)開始按照設(shè)定的升溫曲線進(jìn)行加熱還原。當(dāng)設(shè)定還原時(shí)間結(jié)束時(shí)，取出還原后的球團(tuán)，然后將球團(tuán)進(jìn)行熱裝熔分、冷卻直接制樣或者冷卻后進(jìn)行磨礦磁選分離后進(jìn)行下道試驗(yàn)。由此可以有效模擬轉(zhuǎn)底爐還原狀態(tài)，以便確保在轉(zhuǎn)底爐中試和生產(chǎn)時(shí)能一舉成功，或者減少在轉(zhuǎn)底爐上調(diào)整工藝參數(shù)的次數(shù)。
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，冷卻水箱40與爐體10的頂端之間的縫隙大小并不受特別限制，根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，該冷卻水箱40與爐體10的頂端之間的縫隙可以為20_。該縫隙中灌滿細(xì)沙，可以有效隔絕空氣，同時(shí)又可以起到隔熱的效果。由此爐體可以達(dá)到更好的保溫效果，以便可以有效地模擬轉(zhuǎn)底爐還原狀態(tài)。
[0036]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0037]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種馬弗爐，其特征在于，包括: 爐體，所述爐體內(nèi)限定有爐腔，所述爐腔的頂面敞開，所述爐腔設(shè)有進(jìn)氣口、取氣口和排煙口，所述爐體上設(shè)有爐門； 耐火材料層，所述耐火材料層設(shè)在所述爐腔內(nèi)且位于爐腔的頂部； 加熱元件，所述加熱元件穿過所述耐火材料層向下伸入到所述爐腔內(nèi)； 冷卻水箱，所述冷卻水箱設(shè)在所述加熱元件上方且鄰近所述加熱元件，所述冷卻水箱與所述爐體的頂端之間具有預(yù)定縫隙，所述縫隙內(nèi)填充有細(xì)沙層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬弗爐，其特征在于，所述耐火材料層與所述冷卻水箱的底面之間設(shè)有支架，所述加熱元件吊掛在所述支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬弗爐，其特征在于，所述加熱元件為U形，且通過卡箍固定在所述支架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬弗爐，其特征在于，所述爐腔的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有支座，所述耐火材料層、所述支架和所述冷卻水箱分別支撐在所述支座上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬弗爐，其特征在于，所述加熱元件為硅鑰棒或碳棒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬弗爐，其特征在于，所述加熱元件的下端與所述爐腔的底面之間的距離為180?220mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬弗爐，其特征在于，還包括與所述排煙口相連的排煙除塵器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的馬弗爐，其特征在于，所述排煙除塵器內(nèi)設(shè)有過濾膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的馬弗爐，其特征在于，所述進(jìn)氣口包括氮?dú)馊肟?、氫氣入口和一氧化碳入口?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬弗爐，其特征在于，所述縫隙為20mm。
【文檔編號(hào)】F27B5/14GK203550520SQ201320621109
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】吳道洪, 曹志成, 王敏, 薛遜 申請(qǐng)人:北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司