一种等离子体闪速还原冶金系统技术方案

本实用新型专利技术具体涉及一种等离子体闪速还原冶金系统，包括：等离子体发生器，反应炉，气体提取装置和供电系统，所述等离子体发生器与位于所述反应炉顶部的进料口连接；等离子体发生器的阴极管、多个阳极管分别与所述供电系统连接，通过调节每个阳极管的带电量，使不同位置的所述阳极管与所述阴极管间形成等离子体；所述气体提取装置与所述反应炉连接，所述反应炉内设置有多层独立空间。本实用新型专利技术能够高效迅速高效地对金属矿粉末进行还原冶金，高效无污染；与传统还原冶金设备相比，设备结构简单，体积小巧。

A plasma flash reduction metallurgical system

The utility model relates specifically to a plasma flash reduction metallurgical system, which comprises a plasma generator, a reaction furnace, a gas extraction device and a power supply system, wherein the plasma generator is connected with a feed port located at the top of the reaction furnace, and the cathode tube and a plurality of anode tubes of the plasma generator are respectively said to be the same. A power supply system is connected to form a plasma between the anode tube and the cathode tube at different positions by adjusting the charged amount of each anode tube; the gas extraction device is connected with the reaction furnace, and the reaction furnace is provided with a plurality of independent spaces. The utility model can carry out reduction metallurgy of metal ore powder with high efficiency, high efficiency and no pollution; compared with traditional reduction metallurgical equipment, the equipment has simple structure and small volume.

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体闪速还原冶金系统
本技术属于冶金
，具体涉及一种等离子体闪速还原冶金系统。
技术介绍
近年来，随着社会的进步和工业的快速发展，各行各业对钢铁的需求与日剧增，冶炼的速度与质量还有待改善和提高，目前炼铁工业主要以高炉炼铁为主，高炉炼铁是采用还原剂（焦炭、煤炭等）在高温下将铁矿粉还原成液态生铁后再冶炼成钢。经过长时期的发展，虽高炉炼铁技术已成熟，但仍强烈依赖昂贵的冶金焦炭；其次是非高炉炼铁，它分为直接还原炼铁与熔融还原炼铁，直接还原炼铁的产品是固态海绵铁，然后再冶炼成钢，熔融还原炼铁，它的产品相当于高炉炼铁的铁水，再冶炼成钢。非高炉炼铁摆脱了对冶金焦炭的依赖，直接用煤炭来炼铁，但还处于初期阶段，有待开发。所以需研制一种新型冶金方法，克服它们各自的缺陷，从而达到更环保、更低碳、更节能的目的。等离子态是物质的第四态，宇宙中几乎99﹪的物质（不包括尚未确认的暗物质）都处于等离子态。等离子体其温度分布范围则从10K的低温到核聚变等离子体的10亿K超高温并拥有一系列独特性质，使等离子体在纳米材料生产、新材料合成、热加工制造、冶炼、钻探、煤化工、垃圾废物处理、材料表面处理、电子、新能源、军事、航空航天等领域获得广泛应用。等离子体技术作为一种近年来在工业中得到广泛应用的新技术，可以用于还原冶金，有利于实现高效、低碳又环保的冶金方法。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供一种等离子体闪速还原冶金系统，能够高效迅速高效地对金属矿粉末进行还原冶金，高效无污染；与传统还原冶金设备相比，设备结构简单，体积小巧。为解决上述问题，本技术采用的技术方案为：一种等离子体闪速还原冶金系统，包括：等离子体发生器，反应炉，气体提取装置和供电系统，其中，所述等离子体发生器与位于所述反应炉顶部的进料口连接；所述等离子体发生器包括：绝缘壳体和设置于所述绝缘壳体内的阴极管、多个阳极管、陶瓷层，所述阴极管设置于多个所述阳极管的上方，所述阴极管与所述阳极管间、所述阳极管与阳极管间设置有陶瓷层；所述阴极管、多个阳极管分别与所述供电系统连接，通过调节每个阳极管的带电量，使不同位置的所述阳极管与所述阴极管间形成等离子体；所述气体提取装置与所述反应炉连接，所述反应炉内设置有多层独立空间。进一步的，所述供电系统包括：电源、转接柜和冷水机，所述转接柜分别与所述电源、冷水机连接；所述转接柜分别与所述阴极管、阳极管通过水电缆连接，所述水电缆的接头贯穿设置于所述绝缘壳体上。进一步的，所述独立空间有四层，由上至下依次为第一层、第二层、第三层和第四层。进一步的，还包括：气体冷却装置，所述气体冷却装置与所述第一层连接，将第一层内的混合气体进行冷却；所述气体提取装置与所述气体冷却装置连接，用于在所述混合气体中提取氩气和燃气；所述气体提取装置的出口、氩气瓶分别与所述等离子体发生器的入口连接。进一步的，还包括：燃气瓶，所述燃气瓶与所述第三层连接，对还原后的金属进行二次还原以及预热燃气；所述第三层设置有燃气出口，所述燃气出口与所述等离子发生器的入口连接，将预热后的燃气送至所述等离子发生器中。进一步的，所述第一层、第二层和第三层的底部为翻转炉底，所述第四层的底部设置有出料口。进一步的，所述第一层、第二层和第三层的底部设置有通道，所述第四层底部设置有出料口。进一步的，所述第一层、第二层、第三层第四层的底部均为锥形结构，所述锥形结构的底部设置有下料口。进一步的，还包括：定位销，所述定位销依次穿过所述绝缘壳体、阴极管、陶瓷层和多个阳极管并对所述阴极管、陶瓷层和多个阳极管进行定位，所述定位销由玻璃钢材料制成；还包括：进料装置，所述进料装置与所述等离子体发生器的入口连接。本技术的有益效果在于：能够高效迅速高效地对金属矿粉末进行还原冶金，高效无污染；与传统还原冶金设备相比，设备结构简单，体积小巧。附图说明图1为本技术等离子体闪速还原冶金系统整体结构图。图2为本技术供电系统连接示意图。图3为本技术等离子体发生器结构示意图。图4为本技术等离子体发生器内部结构示意图。其中，进料装置1，等离子发生器2，反应炉3，还原后的金属4，氩气瓶5，储气罐6，气体提取装置7，气体冷却装置8，燃气瓶9，电源11，转接柜12，冷水机13，进料接头111，绝缘壳体112，水电缆的接头113，陶瓷层114，冷却水115，定位销116，阴极管117，阳极管118。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合具体实施例对本技术作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。根据本技术的一个方面，本技术提供了一种等离子体闪速还原冶金系统，图1为本技术等离子体闪速还原冶金系统整体结构图，如图1所示，包括：等离子体发生器，反应炉，气体提取装置和供电系统。根据本技术的具体实施例，所述等离子体发生器与位于所述反应炉顶部的进料口连接；其中，所述等离子体发生器包括：绝缘壳体和设置于所述绝缘壳体内的阴极管、多个阳极管、陶瓷层，所述阴极管设置于多个所述阳极管的上方，所述阴极管与所述阳极管间、所述阳极管与阳极管间设置有陶瓷层；等离子发生器的作用是采用高温还原性等离子体对金属矿粉末进行闪速还原冶金。图3为本技术等离子体发生器器结构示意图，图4为本技术等离子体发生器器内部结构示意图，如图3和图4所示，在本技术的一些优选的实施例中，所述等离子发生器还包括定位销，所述定位销依次穿过所述绝缘壳体、阴极管、陶瓷层和多个阳极管并对所述阴极管、陶瓷层和多个阳极管进行定位，所述定位销由玻璃钢材料制成，本技术对此不作特别的限制。绝缘壳体套在陶瓷层、阴极管和阳极管外面，被定位销固定，绝缘壳体的材料为玻璃钢，其作用是装载等离子发生器之中所有的零部件，玻璃钢具有绝缘特性，能够有效防止阴极管与阳极管之间短路产生电弧；陶瓷层固定在阴极管和阳极管之间，陶瓷层夹在阴极管与阳极管、阳极管与阳极管之间，其作用是隔绝电流，使阴极管与阳极管是一个独立的带电单元；定位销穿过绝缘壳体、陶瓷层、阴极管和阳极管；阴极管固定在多个阳极管的顶端，中间夹有陶瓷层。根据本技术的具体实施例，阴极管的材料优选为铜合金，阳极管的材料优选为铜合金，阳极管与阴极管之间产生高温还原性等离子体；不同的阳极管分别带电并与阴极管之间产生等离子体，能够有效改变等离子体的电压及温度，实现对还原反应的有效控制。根据本技术的具体实施例，图2为本技术供电系统连接示意图，如图2所示，所述阴极管、多个阳极管分别与所述供电系统连接，通过调节每个阳极管的带电量，使不同位置的所述阳极管与所述阴极管间形成等离子体；所述供电系统包括：电源、转接柜和冷水机，所述转接柜分别与所述电源、冷水机连接；具体而言，电源与转接柜采用电缆连接，电缆与二者之间采用螺纹连接，冷水机与转接柜之间采用水管连接，水管与二者之间采用螺纹连接；转接柜与等离子发生器之间采用水电缆连接，水电缆与二者之间采用螺纹连接。水电缆的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子体闪速还原冶金系统，其特征在于，包括：等离子体发生器，反应炉，气体提取装置和供电系统，其中，所述等离子体发生器与位于所述反应炉顶部的进料口连接；所述等离子体发生器包括：绝缘壳体和设置于所述绝缘壳体内的阴极管、多个阳极管、陶瓷层，所述阴极管设置于多个所述阳极管的上方，所述阴极管与所述阳极管间、所述阳极管与阳极管间设置有陶瓷层；所述阴极管、多个阳极管分别与所述供电系统连接，通过调节每个阳极管的带电量，使不同位置的所述阳极管与所述阴极管间形成等离子体；所述气体提取装置与所述反应炉连接，所述反应炉内设置有多层独立空间。

【技术特征摘要】
1.一种等离子体闪速还原冶金系统，其特征在于，包括：等离子体发生器，反应炉，气体提取装置和供电系统，其中，所述等离子体发生器与位于所述反应炉顶部的进料口连接；所述等离子体发生器包括：绝缘壳体和设置于所述绝缘壳体内的阴极管、多个阳极管、陶瓷层，所述阴极管设置于多个所述阳极管的上方，所述阴极管与所述阳极管间、所述阳极管与阳极管间设置有陶瓷层；所述阴极管、多个阳极管分别与所述供电系统连接，通过调节每个阳极管的带电量，使不同位置的所述阳极管与所述阴极管间形成等离子体；所述气体提取装置与所述反应炉连接，所述反应炉内设置有多层独立空间。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述供电系统包括：电源、转接柜和冷水机，所述转接柜分别与所述电源、冷水机连接；所述转接柜分别与所述阴极管、阳极管通过水电缆连接，所述水电缆的接头贯穿设置于所述绝缘壳体上。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述独立空间有四层，由上至下依次为第一层、第二层、第三层和第四层。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：气体冷却装置，所述气体冷却装置与所述第一层连接，将第一层内的混合气体进行冷却；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晶晨，钟贵全，王志军，陈珊，杨玉地，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11