回转式还原炉制造技术

一种用于金属粉末还原的回转式还原炉，包括送料装置、加热装置、炉管、炉芯、制冷装置、换热器、出料装置以及尾气净化箱和轮脚。这种回转式还原炉采用蜂窝炉芯在高温炉管内连续转动，使金属粉末在不停翻转、受阻跌落、周而复始的状态与逆向进入炉内的还原气充分混合、碰撞接触进行还原，从而降低气相扩散阻力，缩短还原时间，降低电能和还原气的消耗；还原后的金属粉末在翻转运动状态进行快速强冷，避免结块，省去破碎、球磨，减少噪声和粉尘，减少产品的流失，减少产品二次氧化，提高产品质量；高温区与常温区之间采用热隔离连接技术，防止热能流失，改善工作环境；设备配有伸缩轮脚，方便安装移动。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种还原炉，尤其是涉及用于铁基和铜基金属粉末及钒、铬等金属粉末还原工艺的回转式还原炉。
技术介绍
目前，铁基、铜基金属粉末的还原通常采用推杆式还原炉，钒、铬等金属粉末的还原则采用真空还原炉。采用这两种炉型的还原工艺过程的共同特征及缺陷是在一定的温度下，金属粉末保持堆积静置状态， 还原气从金属的堆积表面经过，与金属粉末接触进行还原，由于不能充分而有效地接触，其还原效率低，能耗高。一般来说，相关还原过程的主要化学反应包括FeCHH2 — Fe+H20Fe203+3H2 — 2Fe+3H20Cu0+H2 — Cu+H2OCu20+H2 — 2 Cu+H2ONi0+H2 — Ni+H2OV205+H2 — 2V+5H20VCI4+2H2 — V+4HCI[0011 ] Cr203+3H2 — 2Cr+3H20铁基、铜基金属粉末还原的一般工艺流程为手工送料一还原一冷却一手工出料——人工破碎——球磨——过筛——包装。推杆式还原炉，其结构简单，是采用手工间歇式操作，在还原操作中是将需还原的金属粉末堆积在还原舟中约20-30_厚度，然后在高温还原区中缓慢间歇式平移与通入的还原气接触进行还原，其传质效果差；另外，还原后金属粉末的冷却是通过在冷却区的炉管外围设置的冷却水套来完成，粉末热量的转移主要靠还原舟底面的传递作用，而其他几个方向均有气相隔离，其传热效果差，因此，金属粉末的还原速率以及还原后的金属粉末冷却的速率都很低，以致炉体总长一般需要十多米，还原周期需要三个小时才能达到还原工艺的质量要求。再则，还原冷却后的粉末凝结成块，需人工破碎，再球磨过筛，这样既会增加人工及电力成本，也会引起粉尘飞扬、产品流失，还会造成产品的二次氧化，使得产品质量无法提高。还有，气相冷凝物往往会在进料口上方形成垂吊式柱状坚硬的结晶，阻碍还原舟推入，需要停炉修复。因此，目前的推杆式还原炉有很明显的缺点工作效率低，能耗高，原料消耗高，工作环境差，粉料流失较多，产品质量不理想。真空还原炉也是采用金属粉末堆积静置的方式进行还原，同样存在还原阻力大，效率低，能耗高，还原气消耗高的问题。鉴于此，有必要开发出一种高效、低耗、节能、环保的新型金属粉末还原炉。
技术实现思路
针对上述的现有技术中的不足，本技术提供了一种用于金属粉末还原的新型回转式还原炉。根据应用化学动力学原理并根据金属材料的物理特性，所提供的回转式还原炉相对于现有技术而言在エ艺效率、能源消耗、操作环境等方面有明显的优势。所述回转式还原炉包括送料装置、加热装置、炉管、炉芯、制冷装置、换热器以及出料装置，其中所述炉芯能够转动从而使得置于所述炉芯内的固相物料在还原操作过程中能够处于翻滚状态。所述炉芯的主体设置于所述炉管内部。根据优选的实施方式，所述的回转式还原炉，其中所述炉芯转动时，所述固相物料在所述炉芯内随所述炉芯的转动而周而复始地翻滚、跌落，从而与逆向通入所述炉芯的气相物料连续地充分混合接触。根据优选的实施方式，所述炉芯可采用蜂窝体结构，例如圆柱状栏栅蜂窝体结构。 另外，所述炉芯可采用耐高温材料制成。根据优选的实施方式，所述送料装置内设有送料旋转构件以使所述送料装置中的固相物料发生连续翻动。更为优选地，所述送料装置可根据需要进行无级调整送料速度。根据优选的实施方式，所述加热炉设置于所述炉芯和所述炉管之外，并且采用两个半圆筒叠合式结构，还能够分区控温。根据优选的实施方式，所述出料装置可根据需要无级调整出料速度，以维持系统物料进出平衡。优选地，所述出料装置设有出料旋转构件从而使得来自所述炉芯经还原的固相物料能够在所述出料装置中处于翻滚移动状态并通过连接于所述出料装置的换热器进行快速冷却。根据优选的实施方式，所述出料装置的螺旋杆安装在换热器的换热管内。换热器采用高导热材料制成。根据优选的实施方式，所述回转式还原炉还可进一歩包括尾气浄化装置。根据优选的实施方式，所述回转式还原炉还可进一歩包括多个底座构件，优选为可滚动和上下伸缩的轮脚。根据优选的实施方式，所述回转式还原炉可以分为还原区和冷却区，而且所述还原区和冷却区采用折回叠放连接。根据优选的实施方式，所述炉管包括高温区和常温区，而且高温区与常温区之间以及换热器进料ロ与还原出料ロ之间的连接均采用热隔离连接技木。本文所述回转式还原炉具有的优点包括还原反应充分，工作效率高，能耗低，原料利用率高，粉料流失少，产品质量好，避免了产品的二次氧化。附图说明图I为根据ー种具体实施方式用于金属粉末还原的回转式还原炉的立面示意图。图2为图I所示的回转式还原炉中炉芯的A-A截面示意图。图3为根据一个优选实施例的回转式还原炉轮脚结构示意图。图4为根据一个优选实施例的热隔离连接方式的示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的说明和描述。本技术所提供的回转式还原炉能够用于铜基、铁基金属粉末的还原工艺，其流程包括自动送料-还原-冷却-自动出料-包装O在一个具体实施方式中，如图I所示，本文所提供回转式还原炉100包括送料装置110、加热装置120、炉管130、炉芯140、制冷装置150、换热器160和出料装置170。其中，其中送料装置110与炉芯140连通，炉芯140的主体设置于炉管130的内部，加热装置120设置于炉管130的外部，出料装置170与炉芯140连通，换热器1 60与出料装置170合为一体，制冷装置150与换热器160配合使用。其中，炉芯140能够转动从而使得置于炉芯140内的固相物料在还原操作过程中能够处于翻滚状态。炉芯140转动时，所述固相物料在炉芯140内随炉芯140的转动而周而复始地翻滚、跌落，从而与逆向通入炉芯140的气相物料连续地充分混合接触而进行还原反应。炉芯140能够转动，从而带动置于其内的需进行还原反应的固相物料例如金属粉末翻滚，以增加与还原气的接触面积，降低气相扩散阻力，提高反应速率，缩短还原工艺时间，节省电能，提高还原气利用率，降低生产成本。在一个优选的具体实施方式中，炉芯140为圆柱状栏栅蜂窝体结构，并由耐高温材料制成，例如不锈钢、高熔点金属及其复合材料，或高温陶瓷，或碳纤维材料。进一步优选地，如图2所示，炉芯140由不锈钢制成的栏栅蜂窝体，其由不锈钢网卷成，每层网之间用错位排列的不锈钢条焊固，均匀隔离，再在柱状栏栅蜂窝体轴向外侧装有呈叶轮式排列的条形挡板，构成栏栅蜂窝炉芯。用于金属粉末在1000°C以上进行的还原工艺时，炉芯制作材料优选地采用耐高温金属或耐高温陶瓷。在一个优选的具体实施方式中，炉管130材质为耐热不锈钢或其他耐高温的金属管或刚玉管，置于加热装置炉膛内，炉芯140套装在炉管130内，相互间留有间隙可作相对转动，炉芯140的轴线与水平面呈例如10°的倾角，其进料口的一端高，还原出口的一端低，炉芯140转动马达安装在还原出口一端。工作时，炉芯140在炉管中转动，带动需还原的金属粉末在炉芯140中翻滚，并不停地自上而下从栏栅蜂窝体中穿过，需还原的金属粉末受阻跌落，周而复始。呈翻滚状态的金属粉末自高端流向低端的过程中与逆向通入的还原气充分混合、碰撞，进行还原反应，从而实现增加气固两相的接触面积，提高反应物之间的接触几率，降低还原阻力，提高还原反应速度的功能，缩短还原过程的时间，达本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于金属粉末还原的回转式还原炉，其包括送料装置、炉管、炉芯、加热装置、出料装置、换热器和制冷装置，其特征在于所述炉芯能够转动从而使得置于所述炉芯内的固相物料能够处于翻滚状态，其中所述送料装置与所述炉芯连通，所述炉芯的主体设置于所述炉管内部，所述加热装置设置于所述炉管的外部，所述出料装置与所述炉芯连通，所述换热器与所述出料装置结合为一体，所述制冷装置与所述换热器配合使用。2.根据权利要求I所述的回转式还原炉，其中所述炉芯转动时，所述固相物料随所述炉芯的转动而在所述炉芯内周而复始地翻滚、跌落，从而与逆向通入所述炉芯的气相物料连续地充分混合接触。3.根据权利要求2所述的回转式还原炉，其中所述炉芯为圆柱状栏栅蜂窝体结构并由耐高温材料制成，其中所述耐高温材料包括不锈钢、耐高温金属、耐高温陶瓷材料或碳纤维材料。4.根据权利要求I所述的回转式还原炉，其中所述送料装置内设有送料旋转构件以使所述送料装置中的所述固相物料发生连续翻动。5.根据权利要求4所述的回转式还原炉，其中所述送料旋转构件为螺旋杆，使得所述固相物料能够以连续无级调速的方式从所述送料装置通过。6.根据权利要求I所述的回转式还原炉，其中所述加热装置设在所述炉芯和所述炉管之外，并且采用两个半圆筒叠合式结构，另外，所述加热装置分为三个温区分别控温。7.根据权利要求I所述的回转式还原炉，其中所述出料装置设有出料旋转构件从而使得来自所述炉芯还原后的所述固相物料能够在所述出料装置中处于翻滚移动状态并通过连接于所述出料装置的所述换热器进行快速...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长春，
申请(专利权)人：王长春，
类型：实用新型
国别省市：