一种具有控制还原气氛功能的电磁加热回转窑制造技术

本发明专利技术公开一种具有控制还原气氛功能的电磁加热回转窑，属于回转窑领域。进料部、主窑部和出料部，进料部和出料部分别密封连接在对应的主窑部的前后二端口处，主窑部包括抗高温氧化的机芯、后端输气装置和前端尾气排放装置，机芯由Cr‑Ni‑Mo‑W‑Fe‑Si合金系材料制成，机芯左低右高设置且机芯的外侧设有保护罩，机芯与保护罩之间预留有间隙且间隙内设有电磁感应加热结构，通过电磁感应加热结构在导电的机芯上产生涡流发热并将热量传递给在机芯内翻滚的物料，还原气体经控制系统作用下的后端输气装置由机芯的左端可控性输入，后经整个机芯内反应后产生的尾气经控制系统作用下的前端尾气排放装置由机芯的右端可控性地排出。

An electromagnetic heating rotary kiln with reducing atmosphere control function

【技术实现步骤摘要】
一种具有控制还原气氛功能的电磁加热回转窑
本专利技术属于回转窑的
，具体的涉及实现实时控制窑内的还原气氛的电磁加热回转窑。
技术介绍
对冶金尘泥中重金属元素及有害元素的分离回收利用，通常采用回转窑来处理。冶金尘泥在回转窑内焙烧，并发生高温氯化还原反应，使其中的重金属元素及有害元素反应生成易升华的氯化物或单质气体，与冶金尘泥本体分离，进入尾气排出，实现分离回收。现有回转窑大多使用普通钢材料作为外壳层，在外壳层内壁上堆砌耐火砖形成窑体，冶金尘泥在窑体内完成高温氯化反应，实现冶金尘泥本体与重金属元素及有害元素的分离、回收利用。此类回转窑重量较大，高达200-600吨位，配套使用的传动电机和支撑装置的成本也随之加大，全套设备系统成本高达上亿元人民币。同时由于耐火砖长期处于超过1000-1200℃的高温和腐蚀性环境下工作，耐火砖在经过持续使用，大多数在3-6个月后，在表面易出现结块现象严重影响冶金尘泥的分离、回收流程，往往需要重新堆砌耐火砖，回转窑才能正常实现良好地运行，此类维修时间将多达半月甚至1月，停产维修对用户造成巨大的直接经济损失。同时回转窑窑体内的还原氛围的把控也至关重要，直接影响冶金尘泥中重金属元素及有害元素的挥发分离及转化率。
技术实现思路
本专利技术所要解决现有技术中的不足，故此提出一种具有控制还原气氛功能的电磁加热回转窑，耐高温腐蚀实现较长使用寿命和轻量化设计，还具有更大范围角度和转速的调节能力，还能有效控制还原氛围大大提高冶金尘泥中重金属元素及有害元素的挥发分离及转化率。为了实现上述目的，本专利技术采用以下方案：一种具有控制还原气氛功能的电磁加热回转窑，进料部、主窑部和出料部，进料部和出料部分别密封连接在对应的主窑部的前后二端口处，所述主窑部包括抗高温氧化的机芯、后端输气装置和前端尾气排放装置和控制系统，所述机芯由Cr-Ni-Mo-W-Fe-Si合金系材料制成，所述机芯左低右高设置且机芯的外侧设有保护罩，所述机芯与保护罩之间预留有间隙且间隙内设有电磁感应加热结构，通过电磁感应加热结构在导电的机芯上产生涡流发热并将热量传递给在机芯内翻滚的物料，还原气体经控制系统作用下的所述后端输气装置由机芯的左端可控性输入，后经整个机芯内反应后产生的尾气经控制系统作用下的所述前端尾气排放装置由机芯的右端可控性地排出。进一步的，所述保护罩的底部设有高度调节装置，所述机芯和保护罩均通过高度调节装置实现0.5°-8°的角度调整。进一步的，所述机芯横向设有多个，相邻的两个所述机芯之间可拆卸连接，每个机芯外侧的所述电磁加热结构均连接一独立的控制器。进一步的，所述机芯的原料包括按重量计的组份：10～30份的Cr、30～60份的Ni、10～18份的Mo、2～8份的W、5～15份的Fe、0.5～2.0份的混合稀土RE和0.5～2.0份的Si，其中，所述混合稀土RE按重量百分比包含以下组分：6.3～6.8％Ce、8.3～8.8％Nd、5.2～5.5％Pm、6.2～6.3％Sm、余量为La,经离心浇铸成型制成机芯管，在机芯管的内表面上熔覆抗元素贫化阻隔层得到金属基复合材料的机芯。进一步的，所述后端输气装置包括主体和电机，所述主体内设有曲轴、连杆、活塞和缸体，所述曲轴转动连接在主体内壁上，所述连杆的一端与曲轴转动连接，所述连杆的另一端与活塞转动连接，所述活塞设置在缸体内部，所述缸体上开设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔处设有第一挡板，还原气体通过所述第一挡板与缸体内部实现隔离或连通，所述第二通孔处设有第二挡板，缸体内部的还原气体通过所述第二挡板与机芯的左端实现连通或隔离，所述第二挡板与机芯之间设有气体流量传感器，所述电机固定安装在主体上且电机的输出端与曲轴固定连接，所述电机、气体流量传感器均与控制系统电连接。进一步的，还包括冷却单元，所述冷却单元包括压力泵、冷却池和冷凝管，所述压力泵与控制系统电连接，所述压力泵通过管道与冷却池和冷凝管连通，所述冷凝管缠绕在缸体的外侧。进一步的，所述前端尾气排放装置包括尾气冷却系统和抽风机，所述尾气冷却系统包括箱体、冷却结构、增压泵和高压喷嘴，所述箱体上设有出液口和连接管，所述连接管的一端与机芯的右端连通，所述连接管的另一端通过冷却结构与抽风机连通，气体在所述抽风泵的作用下通过连接管经冷却结构冷却后排出，所述抽风泵与冷却结构之间设有温度计和用于检测还原气体的气体传感器，所述增压泵、抽风机、温度计、气体传感器均与控制系统电连接，由所述气体传感器检测还原气体的浓度利用控制系统控制抽风泵的转速，由所述温度计测得温度利用控制系统控制增压泵的转速，冷却液经所述增压泵通过高压喷嘴射向冷却结构实现冷却。进一步的，所述冷却结构包括若干个竖向分布的冷却箱，每个所述冷却箱均由导热材料制成，每个所述冷却箱上均设有进气口和出气口，相邻的两个所述冷却箱交叉设置且一冷却箱的进气口与另一冷却箱的出气口连通，气体经所有的所述冷却箱内的流动路径为S形。进一步的，每个所述冷却箱上均设有凸起部和凹槽部，所述凸起部的高度比凹槽部的深度大5-20mm，任一所述冷却箱通过自身的凸起部和相邻的所述冷却箱的凹槽部匹配实现定位。进一步的，每个所述冷却箱的上表面上均设有便于冷却液流动的导流槽。与现有技术相比，本专利技术可以获得以下技术效果：1、本专利技术中利用由Cr-Ni-Mo-W-Fe-Si合金系基料加内表面抗元素贫化涂层制成的金属基复合材料机芯，高温下有足够的的高温温度，并有效防止机芯在高温腐蚀性工作环境下严重腐蚀，可以大大提高回转窑的使用寿命。利用多段拼装结构使其每段的加热得到可控，操作性可靠；利用抗元素贫化阻隔层和机芯管在接触面形成较高地结合力，并有良好的耐热性、抗热腐蚀性和抗激冷激热、抗热振性的表面，从而进一步改善机芯表层的元素贫化，使其具有较长地使用寿命，同时冶金尘泥不易于机芯内表层出现结块。通过利用此类机芯省去了大量的耐火材料进而将回转窑的质量大幅度降低至30-50吨位级别，使其安装和维修工作量也会大大降低，配套的一系列设备成本也随之大大降低，也提高了回转窑的复杂工况下(倾斜角度、转速等)的可调节能力。同时还设有还原气体输气装置及尾气排放装置和控制系统，利用控制系统控制还原气体输气量及尾气排放量，保证氯化反应在可控的还原氛围内进行。2、本专利技术利用控制系统控制还原气体输气量及尾气排放量，再结合使用高度调节装置调节机芯的倾斜角度进一步保证其还原气体在机芯内部的流动速度，使物料的氯化还原反应在可控的范围内进行，大幅度提高了反应的效率及升华分离速度，从而使得挥发转化率提高了10％-15％。3、本专利技术中利用电机带动曲轴，曲轴通过连杆带动活塞在缸体内移动造成负压，进而使得第一挡板外的还原气体进入缸体内部，曲轴转动半周后带动活塞在缸体内的移动对缸体内的还原气体进行施压，缸体内的还原气体将通过第二挡板进入机芯内，只需要气体流量传感器测得缸体排出的还原气体量通过控制系统控制电机的转速即可实现控制还原气体的输入量。同时冷却单元将对缸体进行降温，防止出现高温造成缸体与活塞的干摩擦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有控制还原气氛功能的电磁加热回转窑，进料部(1)、主窑部和出料部(2)，进料部(1)和出料部(2)分别密封连接在对应的主窑部的前后二端口处，其特征在于，所述主窑部包括抗高温氧化的机芯(3)、后端输气装置(6)、前端尾气排放装置(7)和控制系统(15)，所述机芯(3)由Cr-Ni-Mo-W-Fe-Si合金系材料制成，所述机芯(3)左低右高设置且机芯(3)的外侧设有保护罩(4)，所述机芯(3)与保护罩(4)之间预留有间隙且间隙内设有电磁感应加热结构(5)，通过所述电磁感应加热结构(5)在导电的机芯(3)上产生涡流发热并将热量传递给在机芯(3)内翻滚的物料，还原气体经控制系统(15)作用下的所述后端输气装置(6)由机芯(3)的左端可控性输入，后经整个机芯(3)内反应后产生的尾气经控制系统(15)作用下的所述前端尾气排放装置(7)由机芯(3)的右端可控性地排出。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有控制还原气氛功能的电磁加热回转窑，进料部(1)、主窑部和出料部(2)，进料部(1)和出料部(2)分别密封连接在对应的主窑部的前后二端口处，其特征在于，所述主窑部包括抗高温氧化的机芯(3)、后端输气装置(6)、前端尾气排放装置(7)和控制系统(15)，所述机芯(3)由Cr-Ni-Mo-W-Fe-Si合金系材料制成，所述机芯(3)左低右高设置且机芯(3)的外侧设有保护罩(4)，所述机芯(3)与保护罩(4)之间预留有间隙且间隙内设有电磁感应加热结构(5)，通过所述电磁感应加热结构(5)在导电的机芯(3)上产生涡流发热并将热量传递给在机芯(3)内翻滚的物料，还原气体经控制系统(15)作用下的所述后端输气装置(6)由机芯(3)的左端可控性输入，后经整个机芯(3)内反应后产生的尾气经控制系统(15)作用下的所述前端尾气排放装置(7)由机芯(3)的右端可控性地排出。


2.根据权利要求1所述的一种具有控制还原气氛功能的电磁加热回转窑，其特征在于，所述保护罩(4)的底部设有高度调节装置(8)，所述机芯(3)和保护罩(4)均通过高度调节装置(8)实现0.5°～8°的角度调整。


3.根据权利要求2所述的一种具有控制还原气氛功能的电磁加热回转窑，其特征在于，所述机芯(3)是有多段组合而成，相邻的两段所述机芯(3)之间可拆卸连接，每段机芯(3)外侧的所述电磁加热结构(5)均连接一独立的无线温度控制器。


4.根据权利要求1至3任一项所述的一种具有控制还原气氛功能的电磁加热回转窑，其特征在于，所述机芯(3)的成份组成包括按重量计的组份：10～30份的Cr、30～60份的Ni、10～18份的Mo、2～8份的W、5～15份的Fe、0.5～2.0份的混合稀土RE和0.5～2.0份的Si，其中，所述混合稀土RE按重量百分比包含以下组分：6.3～6.8％Ce、8.3～8.8％Nd、5.2～5.5％Pm、6.2～6.3％Sm、余量为La,经离心浇铸成型制成机芯管，再在机芯管的内表面上熔覆抗元素贫化阻隔层得到金属基复合材料的机芯(3)。


5.根据权利要求1或2所述的一种具有控制还原气氛功能的电磁加热回转窑，其特征在于，所述后端输气装置(6)包括主体(9)和电机(11)，所述主体(9)内设有曲轴(10)、连杆(12)、活塞(13)和缸体(14)，所述曲轴(10)转动连接在主体(9)内壁上，所述连杆(12)的一端与曲轴(10)转动连接，所述连杆(12)的另一端与活塞(13)转动连接，所述活塞(13)设置在缸体(14)内部，所述缸体(14)上开设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔处设有第一挡板(16)，还原气体通过所述第一挡板(16)与缸体(14)内部实现隔离或连通，所述第二通孔处设有第二挡板(17)，缸体(14)内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧钱江，强雄召，王端祥，吴家骥，成振宏，毛协民，
申请(专利权)人：上海旷彩环保科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31