專利名稱：一種真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種還原爐，特別是涉及一種真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)。
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行還原反應 ， 一般要求還原反應溫度高于110(TC，壓強小于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到所要求的溫度值實現(xiàn)還原反應?，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，熱傳導率低 ，溫升緩慢，要達到反應溫度所需要的時間非常長，從加料到還原反應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。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種具有熱量利用率高，節(jié)能效果好，燃燒完全，還原反應時 間短的真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案 一種真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)，它包括還原爐l、還原釜2、蓄 熱式燃燒系統(tǒng)和液態(tài)金屬收集系統(tǒng)，其特征在于斜底結(jié)構(gòu)的還原釜中設有按陣列排列并貫 穿還原釜內(nèi)的一組輻射管3，還原釜設在還原爐中部使還原爐形成上或左燃燒室4和下或右燃 燒室5，兩個燃燒室由輻射管3貫通，使燃燒室中的熱煙氣可以從輻射管3中穿過；兩個燃燒 室分別由蓄熱式燃燒系統(tǒng)連接；蓄熱式燃燒系統(tǒng)蓄存兩個燃燒室通過輻射管加熱物料后排出 還原爐室的煙氣熱量的熱能，并控制兩個燃燒室的交替燃燒，和控制高溫氣體通過輻射管的 流向，還原釜中的還原物料經(jīng)還原反應后產(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。上述的真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)中，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，以形成兩個燃燒室交替燃燒。前述的真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)中，所述的還原釜為箱體結(jié)構(gòu)，還原釜的底部和頂 部為錐面或圓弧面的過渡面，并呈30-60度傾斜設置，還原釜底部最低點的側(cè)面釜體上設有 排渣口9，還原釜底部最高點與排渣口相對處的釜體上設有輔助排渣口IO，還原釜頂部最高 點設有裝料口ll，還原釜頂部最高點側(cè)面的釜體上設有金屬蒸汽真空抽氣口12。還原釜頂部
可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還原爐系統(tǒng)中，所述還原釜的底部和頂部呈35-50度傾斜設置前述的真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)中，所述還原釜中的輻射管均按平行還原釜前后兩 側(cè)壁設置或水平設置，并按陣列排列方式在還原釜中分布。前述的真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)中，所述的還原釜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還原爐系統(tǒng)中，所述的還原釜采用碳化硅制成。 前述的真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)中，所述的液態(tài)金屬收集系統(tǒng)包括液態(tài)金屬收集裝 置13和液態(tài)金屬收集箱14，液態(tài)金屬收集裝置一端與還原釜上的金屬蒸汽真空抽氣口連接， 另 一端與液態(tài)金屬收集箱連接。前述的真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)中，還原爐所用的燃料是水煤漿或是燃氣。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明采用了內(nèi)熱方案的蓄熱還原爐系統(tǒng)，使燃料的燃燒更完全 ，尾氣的熱量浪費少，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，實現(xiàn)高效的真空金屬冶煉；本發(fā)明中同時設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 現(xiàn)自動化生產(chǎn)。


附圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖中的標記為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。
具體實施方式
實施例。 一種真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)，如圖1所示，它包括還原爐l、還原釜2、 蓄熱式燃燒系統(tǒng)和液態(tài)金屬收集系統(tǒng)。還原釜中設有按陣列排列并貫穿還原釜內(nèi)的一組輻射 管3，輻射管可平行還原釜前后兩側(cè)壁設置，也可以水平設置。當輻射管平行還原釜前后兩 側(cè)壁設置時，還原釜設在還原爐中部使還原爐形成上燃燒室4和下燃燒室5;當輻射管水平設
置時，還原釜設在還原爐中部使還原爐形成左燃燒室4和右燃燒室5;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)生的高溫熱氣通過還原釜的輻射管，熱量導入還原釜中，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，還原釜中的還原物料經(jīng)還原反應后產(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。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，以達到兩個燃燒室間隔燃燒，持續(xù)加熱輻射管。所述的還原釜為箱體結(jié)構(gòu)，還 原釜的底部和頂部為錐面或圓弧面的過渡面，并呈30-60度傾斜設置，還原釜底部最低點的 側(cè)面釜體上設有排渣口9，還原釜底部最高點與排渣口相對處的釜體上設有輔助排渣口IO， 還原釜頂部最高點設有裝料口ll，還原釜頂部最高點側(cè)面的釜體上設有金屬蒸汽真空抽氣口 12。所述還原釜的底部和頂部呈35-50度傾斜設置。所述的還原釜采用耐熱金屬或非金屬材 料制成。所述的還原釜采用碳化硅制成。所述的液態(tài)金屬收集系統(tǒng)包括液態(tài)金屬收集裝置13 和液態(tài)金屬收集箱14，液態(tài)金屬收集裝置一端與還原釜上的金屬蒸汽真空抽氣口連接，另一 端與液態(tài)金屬收集箱連接。還原爐所用的燃料是水煤漿或是燃氣。本發(fā)明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)壁陣列設置為例進行說明，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、下部設置兩個燃燒室， 上部開設有進料口和金屬蒸汽真空抽吸口，下部設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 控制滑閥接通進入到上部燃燒室中，點火燃燒，產(chǎn)生高溫的氣體通過輻射管加熱還原釜中的 還原物料，高溫煙氣通過輻射管后進入到下部燃燒室中，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，高溫煙氣通過蓄熱式燃燒系統(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，高溫煙氣 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)進入下部燃燒室，經(jīng)過蓄熱體的熱交換使進入到下部 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 高溫空氣進入燃燒室燃燒，使燃料的在高溫空氣下進行充分燃燒，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)來實現(xiàn)。實際生產(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氣作為燃料。 本發(fā)明還原爐系統(tǒng)的加料從上部加料，容易實現(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，設置輔助排渣孔，渣釬15可插入輔助排渣孔中，輔助排渣；與進料系統(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)品可以直接進入精煉或澆注生產(chǎn)環(huán)節(jié) ，容易實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1. 一種真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)，它包括還原爐(1)、還原釜(2)、蓄熱式燃燒系統(tǒng)和液態(tài)金屬收集系統(tǒng)，其特征在于斜底結(jié)構(gòu)的還原釜中設有貫穿還原釜內(nèi)的輻射管3，還原釜設在還原爐中部使還原爐形成上或左燃燒室(4)和下或右燃燒室(5)，兩個燃燒室由輻射管3貫通，使燃燒室中的熱煙氣可以從輻射管3中穿過；兩個燃燒室分別由蓄熱式燃燒系統(tǒng)連接；蓄熱式燃燒系統(tǒng)蓄存通過輻射管加熱物料后排出還原爐的煙氣熱量，并控制兩個燃燒室的交替燃燒，和控制高溫氣體通過輻射管的流向，還原釜中的還原物料經(jīng)還原反應后產(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。
2 根據(jù)權(quán)利要求l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，以形成兩個燃燒室交替燃燒。
3 根據(jù)權(quán)利要求2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 置，還原釜底部最低點的側(cè)面釜體上設有排渣口 (9)，還原釜底部最高點與排渣口相對處 的釜體上設有輔助排渣口 (10)，還原釜頂部最高點設有裝料口 (11)，還原釜頂部最高點 側(cè)面的釜體上設有金屬蒸汽真空抽氣口 (12);還原釜頂部可采用和底部同斜度的錐面或圓 弧過渡面。4 根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)，其特征在于 :所述還原釜的底部和頂部呈35-50度傾斜設置。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 :所述還原釜中的輻射管均按平行還原釜前后兩側(cè)壁設置或水平設置，并按陣列排列方式在 還原釜中分布。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 :所述的還原釜采用耐熱金屬或非金屬材料制成。1.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)，其特征在于 :所述的還原釜采用碳化硅制成。2.根據(jù)權(quán)利要求7所述的真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)，其特征在于 :所述的液態(tài)金屬收集系統(tǒng)包括液態(tài)金屬收集裝置(13)和液態(tài)金屬收集箱(14)，液態(tài)金 屬收集裝置一端與還原釜上的金屬蒸汽真空抽氣口連接，另一端與液態(tài)金屬收集箱連接。3.根據(jù)權(quán)利要求8所述的真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)，其特征在于 :還原爐所用的燃料是水煤漿，或是燃氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種真空金屬冶煉蓄熱還原爐系統(tǒng)，它包括還原爐(1)、還原釜(2)、蓄熱式燃燒系統(tǒng)和液態(tài)金屬收集系統(tǒng)。斜底結(jié)構(gòu)的還原釜中設有貫穿還原釜內(nèi)的輻射管3，還原釜設在還原爐中部使還原爐形成上或左燃燒室(4)和下或右燃燒室(5)，兩個燃燒室由輻射管3貫通，使燃燒室中的熱煙氣可以從輻射管3中穿過；兩個燃燒室分別由蓄熱式燃燒系統(tǒng)連接；蓄熱式燃燒系統(tǒng)蓄存通過輻射管加熱物料后排出還原爐的煙氣熱量，并控制燃燒室的交替燃燒及高溫氣體通過輻射管的流向，還原釜中的還原物料經(jīng)還原反應后產(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。本發(fā)明具有熱量利用率高，節(jié)能效果好，燃燒完全，還原反應時間短的特點。
文檔編號C22B5/16GK101210283SQ20061020150
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月31日
發(fā)明者張繼強, 黃貴明 申請人:貴州世紀天元礦業(yè)有限公司