一種微波雙螺旋管式爐和利用該微波雙螺旋管式爐與礦熱爐聯(lián)合制備錳鐵合金的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種微波雙螺旋管式爐和利用該微波雙螺旋管式爐與礦熱爐聯(lián)合制 備鋪鐵合金的方法，屬于微波設(shè)備和鋪冶金技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 微波加熱是新近發(fā)展起來并日漸成熟的加熱技術(shù)，具有非接觸式直接加熱，體加 熱，升溫速率快，能促進(jìn)粒子間的滲透，能及時對所處理物料進(jìn)行控溫等優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 大功率多模腔微波加熱反應(yīng)器的設(shè)計(jì)一直是業(yè)界的瓶頸。由于小功率磁控管組合 成的大功率微波反應(yīng)器的效能低，主要是銘磁控管安裝位置的不合理，造成各磁控管發(fā)出 的電磁波相互干設(shè)抵消、并造成磁控管壽命大幅縮短。
[0004] 在現(xiàn)代工業(yè)中，鋪鐵合金具有十分重要的戰(zhàn)略地位。在鋼鐵和不誘鋼制造過程 中，鋪鐵合金的應(yīng)用非常廣泛，消耗量為鋼鐵產(chǎn)量的0. 8?0. 9%，此類用量占到鋪總需求的 85-90%〇
[0005] 鋪鐵合金目前的主要工業(yè)生產(chǎn)工藝是將含碳鋪礦石"冷料"直接入高爐或礦熱爐 進(jìn)行烙煉。該工藝的優(yōu)點(diǎn)在于，若使用價格較高的大塊度礦石（50-80mm)，則所需配套附屬 設(shè)備相對較少。但其有嚴(yán)重的缺陷：烙煉爐的負(fù)荷大，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)率較低，且在烙煉過 程中易出現(xiàn)塌料、噴瓣等有害現(xiàn)象。若采用價格較低的小塊度的礦石，則需要配套燒結(jié)機(jī)、 冷卻設(shè)備、粉碎機(jī)等設(shè)備，在粉碎前的冷卻造成熱量的極大無謂耗散，使鋪鐵合金生產(chǎn)能耗 大幅升局。
[0006] 對于熱料入爐近年也有相關(guān)報(bào)道。專利CN1912159A，將娃石、鋪礦、白云石、富鋪 渣和高鐵鋪礦粉料混勻后在回轉(zhuǎn)畜內(nèi)經(jīng)850-1300°C處理50-70min，繼而將得到的粒度為 5-70mm、溫度為680-900°C的熱態(tài)物料配加焦粉后入礦熱爐烙煉。該法具有明顯的固有缺 陷，一是升溫較慢，燒結(jié)處理時間長，造成生產(chǎn)周期長；二是燒結(jié)過程中未添加還原劑造成 高價Mn,Oy需在極高的溫度下才能較好的分解；S是回轉(zhuǎn)畜在燒結(jié)過程中易出現(xiàn)結(jié)圈等現(xiàn) 象；四是回轉(zhuǎn)畜的煙氣溫度高，能量利用率低，能耗高；五是燒結(jié)礦的塊度控制難度大；六 是回轉(zhuǎn)畜設(shè)備龐大，占地面積大，需要額外的動力消耗等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種微波雙螺旋管式爐，其特征在于：包括機(jī)架（2)、微波腔體和雙螺旋攪拌裝置三 個部分； 所述機(jī)架（2)由上端面的機(jī)架封裝頂板A (3)和機(jī)架封裝頂板B (7)、前后左右側(cè)的機(jī) 架封裝側(cè)板A (10)、下底面的機(jī)架封裝底板組成，機(jī)架封裝側(cè)板A (10)表面設(shè)有拉扣（9)， 機(jī)架封裝底板上設(shè)有機(jī)架支撐腳（11); 所述微波腔體位于機(jī)架（2)內(nèi)部上側(cè)，微波腔體包括前后兩側(cè)的微波腔體側(cè)板A (56) 和微波腔體側(cè)板B (58)、左右兩側(cè)的微波腔體端蓋（17)和微波腔體進(jìn)料端板（57)、頂部的 微波腔體頂板（5)及底部的微波腔體底板，微波腔體側(cè)板A (56)和微波腔體側(cè)板B (58) 上設(shè)有測溫孔（41)、微波饋口（27)，微波饋口（27)上設(shè)有兩兩搭配的磁控管（28)和波導(dǎo) (29)，微波腔體端蓋（17)和微波腔體進(jìn)料端板（57)上分別設(shè)有進(jìn)氣孔（18)和微波腔體出 料端板進(jìn)氣孔（54)，微波腔體頂板（5)通過支撐板A (21)與微波腔體頂板（5)連接，微波 腔體頂板（5 )上設(shè)有散熱風(fēng)機(jī)和散熱風(fēng)機(jī)固定孔（20 )，微波腔體底板上通過出料管固定板 (35 )設(shè)有微波腔體底板出料口（ 55 )，微波腔體底板出料口（ 55 )設(shè)有下料管法蘭（36 )，微波 腔體底板出料口（55)與出料步進(jìn)電機(jī)（38)連接，出料步進(jìn)電機(jī)（38)通過出料步進(jìn)電機(jī)固 定板（39)固定在微波腔體底部，微波腔體還包括煙氣管法蘭（4)、煙氣管（37)、進(jìn)料管法蘭 (8)、進(jìn)料管（22)、燈絲盒子（33)、總進(jìn)水管（12)和總出冷卻水管，機(jī)架封裝頂板一側(cè)設(shè)有 煙氣管（37)、進(jìn)料管（22)，煙氣管（37)、進(jìn)料管（22)頂部分別設(shè)有煙氣管法蘭（4)和進(jìn)料管 法蘭（8)，煙氣管（37)上設(shè)有煙氣管測溫孔（34)，燈絲盒子（33)、總進(jìn)水管（12)固定在機(jī)架 (2)內(nèi)部，并依次相鄰在微波腔體側(cè)板底部一側(cè)，總進(jìn)水管（12)上設(shè)有分進(jìn)冷卻水管（32)， 分進(jìn)冷卻水管（32)上的水管連接磁控管（28)入水口，磁控管（28)出水口與總出冷卻水管 連接，總出冷卻水管設(shè)有總出冷卻水管法蘭（26)并位于靠近進(jìn)料管（22) -側(cè)的微波腔體 側(cè)板側(cè)面； 所述雙螺旋攪拌裝置包括頂部的內(nèi)腔體頂板（46)、兩側(cè)的內(nèi)腔體出料端板（50)、前后 偵_內(nèi)腔體側(cè)板（53 )、底部內(nèi)腔體底板（52 )及底部內(nèi)腔體底板（52 )的內(nèi)腔體底部支撐板 (51)，內(nèi)腔體頂板（46)頂部設(shè)有微波腔體頂板支撐桿（18)，內(nèi)腔體頂板（46)表面設(shè)有煙 氣出口和進(jìn)料口，雙螺旋攪拌裝置中間插入攪拌軸（1 )，攪拌軸（1)上安裝雙螺旋條（47)， 攪拌軸（1) 一端端部連接出料端軸承（14)，出料端軸承（14)安裝在出料端軸承座（15)，出 料端軸承（14)上設(shè)有出料端軸承冷卻環(huán)（16)，出料端軸承冷卻環(huán)（16)上設(shè)有一片式球閥 (40)，攪拌軸（1)另一端端部依次連接進(jìn)料端軸承冷卻環(huán)（44)、進(jìn)料端軸承（24)、從動鏈輪 (23)，進(jìn)料端軸承（24)連接進(jìn)料端軸承座（25)，攪拌軸（1)與行星減速機(jī)（42)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波雙螺旋管式爐，其特征在于：所述攪拌軸（1)為中空狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波雙螺旋管式爐，其特征在于：所述微波腔體為陶瓷透波 材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波雙螺旋管式爐，其特征在于：所述雙螺旋條（47)與雙螺 旋攪拌裝置底部的內(nèi)腔體為距離為3mm，雙螺旋條（47)螺旋方向相反的內(nèi)外雙螺旋結(jié)構(gòu)。
5. -種利用如權(quán)利要求1至4任意所述的微波雙螺旋管式爐與礦熱爐聯(lián)合制備錳鐵合 金的方法，其特征在于具體步驟如下： 步驟1、首先將錳礦石、碳質(zhì)還原劑分別破碎至粒度為5~80mm、l~30mm，然后將破碎的 錳礦石、碳質(zhì)還原劑按照質(zhì)量比為（65~80) :(35~20)混合均勻得到混合物料； 步驟2、將步驟1得到的混合物料通過原料輸送帶（62)輸送到微波雙螺旋管式爐進(jìn)料 管（22)中，然后在微波雙螺旋管式爐內(nèi)加熱至750~950°C預(yù)焙燒20~50min獲得溫度維持在 700~950°C的無燒結(jié)、低粉化率的熱態(tài)物料； 步驟3、將步驟2得到的熱態(tài)物料從微波雙螺旋管式爐微波腔體底板出料口（55)排出 進(jìn)入到熱料儲存?zhèn)}（64)，從熱料儲存?zhèn)}（64)中將步驟2得到的熱態(tài)物料置于礦熱爐（69) 中，添加焦炭后在礦熱爐內(nèi)將溫度加熱至1450~1550°C熔煉3~4. 5h制備得到錳鐵合金。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用微波雙螺旋管式爐與礦熱爐聯(lián)合制備錳鐵合金的方 法，其特征在于：所述步驟1中的錳礦石為質(zhì)量百分比成分為：Mn xOy35~55%，F(xiàn)ex0y5~10%， CaC035~25%〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用微波雙螺旋管式爐與礦熱爐聯(lián)合制備錳鐵合金的方法， 其特征在于：所述步驟1中碳質(zhì)還原劑為石油焦、焦炭、煤或木炭。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微波雙螺旋管式爐和利用該微波雙螺旋管式爐與礦熱爐聯(lián)合制備錳鐵合金的方法，屬于微波設(shè)備和錳冶金技術(shù)領(lǐng)域。該微波雙螺旋管式爐包括機(jī)架、微波腔體和雙螺旋攪拌裝置三個部分。本發(fā)明采用該微波雙螺旋管式爐進(jìn)行錳礦石的預(yù)焙燒得到熱態(tài)物料，然后將熱態(tài)物料置于礦熱爐中熔煉得到錳鐵合金。該管式爐采用微波加熱，可使物料實(shí)現(xiàn)非接觸式的直接快速加熱；該反應(yīng)器磁控管的布局，使微波能轉(zhuǎn)化為熱能的效率大為提高；大量小功率磁控管的組合匹配實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)用的大功率微波反應(yīng)器的成功研發(fā)，本方法生產(chǎn)周期短、能耗低，能妥善解決冷料入爐造成的各種有害現(xiàn)象。
【IPC分類】F27B17-00, C22B4-06, F27D17-00, F27D3-08, F27D11-06
【公開號】CN104567370
【申請?zhí)枴緾N201410749057
【發(fā)明人】彭金輝, 葉乾旭, 陳菓, 周俊文, 楊大錦, 張利波, 郭勝惠
【申請人】昆明理工大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月10日