專利名稱：還原罐的電加熱方法及其所用的還原罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬真空冶煉的加熱方法及所用的還原罐，屬于金屬真空冶煉加熱領(lǐng)域
背景技術(shù)：
在熱還原法金屬真空冶煉生產(chǎn)中，經(jīng)過(guò)配料壓制工序生產(chǎn)出的還原物料送入還原罐中進(jìn) 行還原反應(yīng)，根據(jù)還原劑的不同， 一般要求還原反應(yīng)溫度1000 1300'C，還原罐內(nèi)部壓強(qiáng)小 于10Pa 13Pa。目前對(duì)還原罐的加熱方法是將還原罐放置在還原爐中，使用煤氣或水煤漿 燃燒產(chǎn)生的熱能對(duì)還原罐加熱，使放置在還原爐內(nèi)的還原罐升溫，還原罐將熱能再傳遞給還 原罐內(nèi)的還原物料，使其達(dá)到所要求的還原反應(yīng)溫度值實(shí)現(xiàn)還原反應(yīng)。由于現(xiàn)有還原罐是中 空的管狀結(jié)構(gòu)，熱能需要從還原罐的外部傳遞給還原物料，靠近還原罐外壁的還原物料溫度 達(dá)到還原反應(yīng)溫度時(shí)，位于還原罐中心的還原物料還沒(méi)有達(dá)到還原溫度，因此需要繼續(xù)加熱 ，直到還原罐中心的還原物料也達(dá)到反應(yīng)溫度才行。因此造成加溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和熱能的浪費(fèi)， 使還原罐中的還原物料完全反應(yīng)所需要的時(shí)間也長(zhǎng)，現(xiàn)有的還原罐從加料到還原反應(yīng)基本完 成所需要時(shí)間一般在8 12小時(shí)之間。這種加熱方式熱傳導(dǎo)率低，溫升緩慢，單位時(shí)間的生 產(chǎn)效率低，熱輻射和其它熱量損失都較大，能源消耗大，很難降低生產(chǎn)成本，同時(shí)由于還原 爐的排煙等因素，對(duì)環(huán)境也會(huì)造成污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種還原罐的電加熱方法及其所用的還原罐。還原罐放置在還 原爐中，電加熱作為輔助加熱，由還原罐內(nèi)部的電熱棒與外部的還原爐內(nèi)的燃料一同對(duì)還原 物料加熱，提升還原物料的升溫速度；也可以完全使用電加熱；使物料的反應(yīng)時(shí)間大大縮短 ,提高單位時(shí)間的生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，也減小對(duì)環(huán)境的污染。
本發(fā)明的技術(shù)方案還原罐的電加熱方法，其特征在于在還原罐的罐體內(nèi)設(shè)置導(dǎo)熱體 ,導(dǎo)熱體中鑲嵌有電熱棒，電熱棒通電后產(chǎn)生的熱量經(jīng)導(dǎo)熱體傳導(dǎo)，從還原罐內(nèi)部對(duì)還原物 料進(jìn)行加熱。
依照上述還原罐電加熱方法所用的還原罐，還原罐l是圓形、矩形或任意形式的筒形結(jié) 構(gòu)，還原罐一端設(shè)有裝料口，另一端封閉或設(shè)有排渣口；還原罐1中設(shè)有導(dǎo)熱體2，導(dǎo)熱體和 還原罐內(nèi)壁為連接在一起的一體結(jié)構(gòu)，或?qū)狍w是緊密鑲套在還原罐內(nèi)的活動(dòng)結(jié)構(gòu)；導(dǎo)熱體
2的形狀以及設(shè)置方式是任意的，導(dǎo)熱體2中鑲嵌有電熱棒3。
上述的還原罐，可放置在還原爐中，由還原爐中燃料燃燒產(chǎn)生的熱量和還原罐內(nèi)的電熱 棒同時(shí)對(duì)還原罐中的還原物料進(jìn)行加熱。
前述的還原罐中，導(dǎo)熱體2用金屬或非金屬制成。
前述的還原罐中，導(dǎo)熱體2用碳化硅制成。
前述的還原罐中，導(dǎo)熱體2中鑲嵌的電熱棒3形狀為U形、直棒形或其它形狀，與電熱棒 連接的導(dǎo)線外套有套管6。
前述的還原罐中，導(dǎo)熱體2為活動(dòng)結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)熱體與還原罐接觸部位設(shè)有內(nèi)襯4。 前述的還原罐中，還原罐l用金屬或非金屬制成。 前述的還原罐中，還原罐l用碳化硅制成。
前述的還原罐中，還原罐l完全使用電加熱時(shí)，還原罐1的外壁可包覆保溫層5。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種還原罐的電加熱方法及其所用的還原罐。改變了現(xiàn) 有技術(shù)中僅通過(guò)在還原罐外部加熱的方法，在還原罐內(nèi)部增設(shè)了導(dǎo)熱體，在導(dǎo)熱體中鑲嵌有 電熱棒，用電熱從還原罐內(nèi)部進(jìn)行加熱，并通過(guò)導(dǎo)熱體的熱傳導(dǎo)作用，使還原罐中的遠(yuǎn)離還 原罐罐壁的物料直接接觸發(fā)熱源，可以使還原罐內(nèi)的溫度更均勻，升溫速度更快，還原物料 可以基本做到同時(shí)開(kāi)始還原反應(yīng)，大大縮短了還原反應(yīng)的時(shí)間，提高單位時(shí)間的生產(chǎn)效率、 降低能耗、降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明可以采用在還原爐外部加熱方式，再加上內(nèi)部電加熱的輔 助加熱方式，雙管齊下，使還原反應(yīng)時(shí)間更短；也可以完全使用電加熱的方式。在完全使用 電加熱的方式時(shí)，可以在還原罐外包覆保溫層，減少熱能的損失。這樣還原罐就可以不用放 置在還原爐中進(jìn)行加熱，節(jié)省了建造還原爐的費(fèi)用，也減少了占地面積，還原罐也不需要現(xiàn) 有大壁厚的還原罐，減少了耐高溫金屬材料的消耗量，并且使用更加靈活，可以簡(jiǎn)化還原罐 的制作成本。還原罐可以只設(shè)置一個(gè)開(kāi)口，裝料和排渣共用一個(gè)開(kāi)口，或開(kāi)兩個(gè)口，裝料和 排渣單獨(dú)使用一個(gè)開(kāi)口，也方便把還原罐放置在翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，裝料時(shí)開(kāi)口向上進(jìn)行裝料，排 渣時(shí)將開(kāi)口向下便于排渣，這樣更適合或更便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。完全使用電加熱方式后， 由于不使用還原爐進(jìn)行加熱了，所以也完全避免了還原爐燃燒時(shí)對(duì)環(huán)境的污染，使生產(chǎn)過(guò)程 更加環(huán)保。


附圖l是本發(fā)明導(dǎo)熱體采用雙肋板型的結(jié)構(gòu)示意附圖2是導(dǎo)熱體采用雙肋板型并設(shè)有內(nèi)襯的結(jié)構(gòu)示意附圖3是導(dǎo)熱體采用雙肋板型并設(shè)有保溫層的結(jié)構(gòu)示意附圖4是方形還原罐中導(dǎo)熱體采用雙導(dǎo)熱板的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖5是方形還原罐外設(shè)有保溫層的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖6是導(dǎo)熱體采用單肋板型的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖7是附圖6的A-A剖視附圖8是導(dǎo)熱體采用單肋板與輻射狀結(jié)合型的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖9是帶排渣口的還原罐局部剖面附圖中的標(biāo)記為l-還原罐，2-導(dǎo)熱體，3-電熱棒，4-內(nèi)襯，5-保溫層，6-套管，7-引線孔。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例還原罐的電加熱方法，如圖1所示，是在還原罐l的罐體內(nèi)設(shè)g導(dǎo)熱體2，導(dǎo)熱 體中鑲嵌有電熱棒3，電熱棒通電后產(chǎn)生的熱量經(jīng)導(dǎo)熱體傳導(dǎo)，從還原罐l內(nèi)部對(duì)還原罐中的 還原物料進(jìn)行加熱。
上述的還原罐電加熱方法所用的還原罐，如圖1至圖9所示，還原罐l是圓筒、矩形或任 意的筒形結(jié)構(gòu)，還原罐l一端設(shè)有裝料口，另一端封閉或設(shè)有排渣口；還原鏞l中設(shè)有導(dǎo)熱體 2,導(dǎo)熱體和還原罐內(nèi)壁為連接在一起的一體結(jié)構(gòu)，或?qū)狍w是緊密鐮套在還原罐內(nèi)的活動(dòng) 結(jié)構(gòu)；導(dǎo)熱體2的形狀以及設(shè)置方式是任意的，導(dǎo)熱體2中鑲嵌有電熱棒3，電熱棒上的接線 端子連接有導(dǎo)線，導(dǎo)線穿過(guò)設(shè)在還原罐罐壁上的引線孔7伸出還原罐外。導(dǎo)熱體2由一個(gè)或一 個(gè)以上較短的導(dǎo)熱體組合而成。這樣便于加工用于鑲嵌電熱棒的孔和安裝電熱棒。導(dǎo)熱體2 中鑲嵌的電熱棒3形狀為U形、直棒形或其它形狀，與電熱棒連接的導(dǎo)線外套有套管6。當(dāng)還 原罐中的導(dǎo)熱體2是活動(dòng)結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)熱體與還原罐接觸部位設(shè)有內(nèi)襯4。當(dāng)還原罐l完全使用 電加熱時(shí)，還原罐1的外壁可包覆保溫層5。還原罐1和導(dǎo)熱體2用金屬或非金屬(如碳化硅) 制成。電熱棒3也可以采用高溫硅鉬或碳化硅制作，電熱棒產(chǎn)生的熱量通過(guò)還原罐內(nèi)部的導(dǎo) 熱體2和還原爐內(nèi)的燃料如煤氣、水煤漿等，同時(shí)對(duì)還原物料加熱，使還原罐內(nèi)的物料的溫 度升高同步，加快反應(yīng)速度。
單獨(dú)使用電加熱時(shí)，可以用保溫層5包裹還原罐1，防止熱量通過(guò)罐體損失，保證溫升及 還原反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。熱量從還原罐l內(nèi)部加熱，還原物料的溫升快，縮短整個(gè)還原反應(yīng)的時(shí) 間。在保證還原反應(yīng)的前提下，導(dǎo)熱體的構(gòu)成形式和在還原罐內(nèi)的布置方式可以是任意的。 單獨(dú)使用電加熱的還原罐不需要放置在還原爐中，不受水平放置的限制，可以根據(jù)具體使用 的電加熱還原罐的傳熱及加料的特點(diǎn)，采用水平、傾斜、垂直等放置方式，實(shí)現(xiàn)加料量大、 傳熱快、出渣方便，或還原罐與旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置連接，在進(jìn)行加料時(shí)使還原罐l的開(kāi)口端朝上
，加料后旋轉(zhuǎn)適合的角度后進(jìn)行還原反應(yīng)，完畢后旋轉(zhuǎn)使開(kāi)口端朝下，方便排渣，可方便實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)加料及排渣。電加熱方法可以使用現(xiàn)有的還原罐，或帶出渣口的還原罐，或碳化硅還 原罐。
實(shí)現(xiàn)上述方法的電加熱還原罐，用開(kāi)有孔的肋板來(lái)制作導(dǎo)熱體，電熱棒采用高溫硅鉬或 碳化硅制成。肋板與還原罐連接，硅鉬電熱棒安裝在肋板的孔中，接線端與電源連通，管道 與肋板和還原罐的接線孔連接，連接導(dǎo)線通過(guò)套管與電源接通；還原罐放置在還原爐中，加 熱還原物料時(shí)，接通電熱裝置由還原罐內(nèi)部的電熱棒和還原罐外部燃燒的燃料同時(shí)對(duì)還原罐 中的還原物料進(jìn)行加熱，使還原罐可以在還原反應(yīng)溫度左右運(yùn)行，不用加熱到超過(guò)還原反應(yīng) 的溫度來(lái)使得還原罐中心的物料到達(dá)還原反應(yīng)溫度，加快還原反應(yīng)，延長(zhǎng)還原罐的使用壽命
單獨(dú)使用電加熱裝置加熱還原罐，外壁包裹耐火纖維保溫層。電加熱還原罐不需要放置 在還原爐中，在不影響還原反應(yīng)的前提下，還原罐可以采用任意的放置方式，方便加料及排 渣。設(shè)置旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置與還原罐連接，使還原罐在加料是開(kāi)口朝上，排渣時(shí)開(kāi)口朝下，使加 料量增加，排渣容易。與加料設(shè)備和出渣設(shè)備一起容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
導(dǎo)熱體可以根據(jù)具體物料的尺寸，裝料量的多少，以及還原罐的尺寸和還原罐內(nèi)部的不 同形狀進(jìn)行布置。圖1至圖6給出了幾種布置方式，但還可以有多種布置方式，根據(jù)實(shí)際的生 產(chǎn)的情況，電熱棒可以采用U型或直棒形等其它形狀。導(dǎo)熱體可采用分段制作，而后連接構(gòu) 成，避免加工長(zhǎng)度孔帶來(lái)的加工困難。碳化硅還原罐的導(dǎo)熱體與內(nèi)襯連接，鑲到還原罐中。 還原罐的截面形狀不限于圓形，也可以是如圖4、圖5所示的方形。
權(quán)利要求
1.還原罐的電加熱方法，其特征在于在還原罐的罐體內(nèi)設(shè)置導(dǎo)熱體，導(dǎo)熱體中鑲嵌有電熱棒，電熱棒通電后產(chǎn)生的熱量經(jīng)導(dǎo)熱體傳導(dǎo)，從還原罐內(nèi)部對(duì)還原物料進(jìn)行加熱。
2.依照權(quán)利要求l所述的還原罐電加熱方法所用的還原罐，其特征在 于還原罐(1)是圓形、矩形或任意形式的筒形結(jié)構(gòu)，還原罐一端設(shè)有裝料口，另一端封 閉或設(shè)有排渣口；還原罐(1)中設(shè)有導(dǎo)熱體(2),導(dǎo)熱體和還原罐內(nèi)壁為連接在一起的一 體結(jié)構(gòu)，或?qū)狍w是緊密鑲套在還原罐內(nèi)的活動(dòng)結(jié)構(gòu)；導(dǎo)熱體(2)的形狀以及設(shè)置方式是 任意的，導(dǎo)熱體(2)中鑲嵌有電熱棒(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的還原罐，其特征在于還原罐可放置在還原 爐中，由還原爐中燃料燃燒產(chǎn)生的熱量和還原罐內(nèi)的電熱棒同時(shí)對(duì)還原罐中的還原物料進(jìn)行 加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的還原罐，其特征在于導(dǎo)熱體(2)用金屬 或非金屬制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的還原罐，其特征在于導(dǎo)熱體(2)用碳化硅制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的還原罐，其特征在于導(dǎo)熱體(2)中鑲嵌 的電熱棒(3)形狀為U形、直棒形或其它形狀，與電熱棒連接的導(dǎo)線外套有套管(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的還原罐，其特征在于導(dǎo)熱體(2)為活動(dòng) 結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)熱體與還原罐接觸部位設(shè)有內(nèi)襯(4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的還原罐，其特征在于還原罐(1)用金屬 或非金屬制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的還原罐，其特征在于還原罐(1)用碳化硅制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一權(quán)利要求所述的還原罐，其特征在于 還原罐(1)完全使用電加熱時(shí)，還原罐(1)的外壁可包覆保溫層(5)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的是還原罐的電加熱方法及其所用的還原罐，在還原罐的罐體內(nèi)設(shè)置導(dǎo)熱體，導(dǎo)熱體中鑲嵌有電熱棒，電熱棒通電后產(chǎn)生的熱量經(jīng)導(dǎo)熱體傳導(dǎo)，對(duì)還原罐中的還原物料進(jìn)行加熱。還原罐(1)是筒形結(jié)構(gòu)，還原罐一端設(shè)有裝料口，另一端封閉或設(shè)有排渣口；還原罐(1)中設(shè)有導(dǎo)熱體(2)，導(dǎo)熱體(2)和還原罐(1)內(nèi)壁為一體結(jié)構(gòu)，或?qū)狍w(2)是緊密鑲套在還原罐(1)內(nèi)的活動(dòng)結(jié)構(gòu)；導(dǎo)熱體(2)的形狀以及設(shè)置方式是任意的，導(dǎo)熱體(2)中鑲嵌有電熱棒(3)。本發(fā)明可以作為傳統(tǒng)加熱方法的輔助加熱，也可以完全使用電加熱，使還原物料的反應(yīng)時(shí)間大大縮短，提高單位時(shí)間的生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，也可以減小對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)C22B5/00GK101191155SQ20061020112
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者張繼強(qiáng), 黃貴明 申請(qǐng)人:貴州世紀(jì)天元礦業(yè)有限公司