[发明专利]一种蓄热式竖式还原炉

说明书

技术领域

一种蓄热式竖式还原炉，涉及一种用于金属镁、金属钙冶炼，特别是竖式金属镁、金属钙还原炉。

技术背景

在金属镁、金属钙的冶炼生产过程中，还原炉是核心设备。自1941年皮江法出现以来还原炉的变化不大，其结构多为还原罐为水平设置的卧式还原炉，其所作的改进多是将还原罐的直径变大、罐数增加。卧式还原炉产量小、用人多、机械化程度低，工人劳动强度大，操作环境恶劣，装出料时间长，装料、掏渣全靠工人操作完成，工作繁重，掏渣时产生的高温辐射热和大量的烟尘也会损害人体健康。

对还原炉进行的最新改进，有人提出竖式还原炉的设计，利用物料自身重力向下的原理，实现还原炉的快速装料和出渣等作业。但是有许多无法回避的问题。其一是料层厚，镁蒸汽无法收集。还原罐被原球团料填实后，中下部物料产生的镁蒸汽无法通过料层到达顶部的镁结晶器中。其二是下罐口封闭困难或原球团料被浪费。下罐口如果离炉体较近，罐体及原球团料的高温就会传递到下罐口，使得下罐口受热变形，罐内真空的氛围被破坏。由于镁是在真空的氛围下结晶的，如果真空无法保持，结晶镁在炉温1200℃下将会被氧化；为避免其一情况发生可以设计下罐口离炉体较远，但炉体与下罐口之间的原球团料由于得不到足够的热量不会参与反应，使得这部分物料被浪费。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效提高产能、降低能耗、减轻劳动强度、改善操作环境恶、降低生产成本、有利实现机械化蓄热式竖式还原炉。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种蓄热式竖式还原炉，其特征在于其结构包括：

还原炉炉体-该炉体为一由耐火材料砌成的空腔式柱状壳体，炉体下底由台式支撑架支撑固定；在炉体的垂直侧壁上设有蓄热式加热腔；

加热装置-该加热装置包括外壳与还原炉炉体垂直侧壁上设有蓄热式加热腔适配的装置壳体，壳体内设有燃料和助燃气体喷管；

燃料和助燃气体通入装置-该装置结构包括与蓄热式加热装置壳体尾部相通联接的输送管道、与输送管道尾端固定联接的引风机和鼓风机；

还原反应罐-该反应罐为立式反应罐，其结构包括为立管状反应罐，反应罐体下部贯穿还原炉炉体底部炉壁，反应罐体下部下端由设有居中带有放料通孔的环形密封体密封；罐体上部贯穿还原炉炉体顶部炉壁，在贯穿还原炉炉体顶部的反应罐体的外壁上设有冷却水套、相对应的反应罐体体内设置锥形结晶器，还原反应罐罐上部侧壁设有真空管，顶部设有上罐盖；在环形密封体密封与锥形结晶器之间的还原罐体内同轴居中设有一在侧壁上开有通孔垂直通管。

本发明的一种蓄热式竖式还原炉，其特征在于所述的蓄热式加热装置两两对称设置，对称设置的加热装置壳体内设有的燃料和助燃气体喷管由一四通式转换开关与鼓风机和引风机相互联接。

本发明的一种蓄热式竖式还原炉，采取煤气、空气双蓄热的燃烧方式。蓄热燃烧技术改变了传统燃烧方式，燃料与空气以适当速度从不同的通道进入炉内，并与炉内燃烧产物混合，空气中21％的氧被稀释，燃料在炉膛中高温(1000℃以上)低氧浓度场(5～6.5％)工况下燃烧，全炉温度可控制在1200℃，强化炉内传热；消除了局部高温区，炉温分布均匀；减少温室效应气体CO₂排放量50％；在高温空气条件下燃烧可实现低空气系数燃烧，减少还原罐的氧化烧损；烟气余热可实现“极限回收”，排出的烟气温度不超过140℃。

本发明的一种蓄热式竖式还原炉，还原周期短，节能效果显著。由于在环形密封体密封与锥形结晶器之间的还原罐体内同轴居中设有一在侧壁上开有通孔垂直通管的使用，原球团料呈环状分布在还原罐四周。还原罐外部热量很容易通过物料传递到垂直通管，可以使物料内外受热，还原反应快速彻底的进行。还原周期由现行12小时缩短至8小时。比传统还原炉节能30％以上。

本发明的一种蓄热式竖式还原炉，产量大，质量高，用人少；还原炉装物料量和产量是传统横罐还原炉的4倍，料镁比更低。产出的粗镁结晶致密，杂质含量低，可以直接做合金原料；真正实现了装料、取结晶器和出渣的机械化快速作业，大大缩短工人的操作时间，工人的劳动生产率提高2倍。

本发明的一种蓄热式竖式还原炉，占地和投资少。由于还原罐竖向布置，“向空中发展”，竖式还原炉的占地较横罐还原炉占地节省。竖式还原炉采用炉底架空设计，耐火材料使用较少，钢材、管道等方面也不比横罐还原炉多，所以它的投资更少。