一种辐射管内热式金属镁还原炉的制作方法
专利名称：一种辐射管内热式金属镁还原炉的制作方法
技术领域：
本发明属于有色金属冶炼领域，涉及有色冶金行业的金属镁冶炼装置，尤其是涉及基于高温空气燃烧技术的辐射管内热式金属镁还原炉。
背景技术：
传统的内热金属镁还原炉一般均采用在盛料筒体内设烟气通道，烟气通道通过导热加热盛料筒体内的物料。但是，在这种传统结构中，高温的烟气流经烟道后很快排出，不能较好地回收利用，热量浪费严重。此外，传统金属镁还原炉一般用原煤作为燃料，燃烧效率低，污染严重。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统金属镁还原炉燃烧效率低，污染严重的问题，提供一种温度场均匀、能耗低、生产效率高的高效镁还原炉。
一种辐射管内热式金属镁还原炉，主要由加料口1、炉顶2、上过火孔3、盛料筒体4、镁蒸气导管6、导镁蒸气夹套7、过火道8、炉墙9、下过火孔10、预制烧嘴砖11、管道13、出料口14、气体燃料管道16、密封盖19、结晶器20、抽真空接口21、冷却水接口22组成，其特征在于盛料筒体4内设置了辐射管5，在还原炉两端布置了B蓄热室12、A蓄热室18，B蓄热室12与A蓄热室18之间通过切换阀15的切换来控制。镁蒸气导管6设在盛料筒体4中心，以镁蒸气导管6为圆心，在镁蒸气导管6外侧设置了1-10圈直径为6～15厘米的辐射管5，辐射管5采用同心错排的方式排布，辐射管5四周填满物料。在最外层辐射管外是导镁蒸气夹套7，导镁蒸气夹套7与盛料筒体4内壁之间留有5～20毫米1～2厘米的空间，利于镁蒸气流动。镁蒸气导管6和导镁蒸气夹套7上打有直径为1～2厘米的孔，孔的数量每平方米为500～2000个。辐射管5中使用了加强胫17。B蓄热室和A蓄热室内部填充了蓄热体——陶瓷蜂窝体或陶瓷小球。
工作原理在还原炉两端布置两组蓄热室(A组和B组)，内部填充蓄热体——陶瓷蜂窝体或陶瓷小球。正常运行时，A组蓄热室放热，加热流经A组蓄热体的空气；此时，B组蓄热室吸热，回收流经B组蓄热体的烟气的显热。经过一个换向周期后，A组蓄热体吸热，B组蓄热体放热，这样，两个蓄热室可以交替切换工作状态来回收高温烟气中的余热。正常运行状态下，空气经过A组蓄热室预热后与气体燃料燃烧产生的高温烟气由烧嘴排出后经过辐射管到达端部，然后通过右侧的过火道进入B组蓄热室，最后经过切换阀后进入烟道排出；切换后，空气经过B组蓄热室预热后与气体燃料燃烧产生的高温烟气经过过火道到达还原炉的顶部，然后进入辐射管，在还原炉底部进入A组蓄热室，最后经过切换阀后进入烟道排出。辐射管内始终有高温烟气在其中流动，热量通过辐射管传给其周围的物料达到加热的目的。
结构特点与传统的将物料放在还原罐内部从罐外加热的皮江法炼镁相比，这种火焰走管内、物料在管外的密布式辐射管内热式还原工艺大大减小了物料内导热的透热深度，显著缩短了还原周期，大幅度提高了生产率。加强胫的使用增加了高温烟气与辐射管的传热面积，强化了高温烟气与管束之间传热，同时起到强化增强管抗因管内外压力差引起的形变能力的作用，延长辐射管使用的寿命。在盛料筒体中心采用多孔管为镁蒸气流动提供通道，另外，在盛料筒体内壁上焊接的镁蒸气夹套外壁与盛料筒体内壁之间留有5～20毫米的空间，也利于镁蒸气流动。
该辐射管内热式金属镁还原炉的使用，可使排出炉膛的高温烟气(1100～1200℃左右)的热量得到最大限度的回收，使得还原炉的最终排烟温度降为200℃以下，可以使还原炉的热利用率由传统炉的约8～10％提高到30％以上，具有良好的节能效果，可以获得极佳的经济效益和环保效益。
图1辐射管内热式金属镁还原炉结构2B-B向俯视3A放大图1.加料口 2.炉顶 3.上过火孔 4.盛料筒体 5.辐射管 6.多孔镁蒸气导管7.多孔导镁蒸气夹套 8.过火道 9.炉墙 10.下过火孔 11.预制烧嘴砖 12.B蓄热室 13.管道 14.出料口 15.切换阀 16.气体燃料管道 17.加强胫18.A蓄热室 19.密封盖 20.结晶器 21.抽真空接口 22.冷却水接口
具体实施例方式
1.一种辐射管内热式金属镁还原炉，由加料口1、炉顶2、上过火孔3、盛料筒体4、镁蒸气导管6、导镁蒸气夹套7、过火道8、炉墙9、下过火孔10、预制烧嘴砖11、管道13、出料口14、气体燃料管道16、密封盖19、结晶器20、抽真空接口21、冷却水接口22组成，盛料筒体4内设置了辐射管5，在还原炉两端布置了B蓄热室12、A蓄热室18，B蓄热室12与A蓄热室18之间通过切换阀15的切换来控制。镁蒸气导管6设在盛料筒体4中心，以镁蒸气导管6为圆心，在镁蒸气导管6外侧设置了2圈直径为6厘米的辐射管5，辐射管5采用同心错排的方式排布，辐射管5四周填满物料。在最外层辐射管外是导镁蒸气夹套7，导镁蒸气夹套7与盛料筒体4内壁之间留有1厘米的空间，利于镁蒸气流动。镁蒸气导管6和导镁蒸气夹套7上打有直径为1厘米的孔，孔的数量每平方米为2000个。辐射管5中使用了加强胫17。B蓄热室和A蓄热室内部填充了蓄热体——陶瓷蜂窝体或陶瓷小球。
2.一种辐射管内热式金属镁还原炉，由加料口1、炉顶2、上过火孔3、盛料筒体4、镁蒸气导管6、导镁蒸气夹套7、过火道8、炉墙9、下过火孔10、预制烧嘴砖11、管道13、出料口14、气体燃料管道16、密封盖19、结晶器20、抽真空接口21、冷却水接口22组成，盛料筒体4内设置了辐射管5，在还原炉两端布置了B蓄热室12、A蓄热室18，B蓄热室12与A蓄热室18之间通过切换阀15的切换来控制。镁蒸气导管6设在盛料筒体4中心，以镁蒸气导管6为圆心，在镁蒸气导管6外侧设置了8圈直径为6厘米的辐射管5，辐射管5采用同心错排的方式排布，辐射管5四周填满物料。在最外层辐射管外是导镁蒸气夹套7，导镁蒸气夹套7与盛料筒体4内壁之间留有2厘米的空间，利于镁蒸气流动。镁蒸气导管6和导镁蒸气夹套7上打有直径为2厘米的孔，孔的数量每平方米为1000个。辐射管5中使用了加强胫17。B蓄热室和A蓄热室内部填充了蓄热体陶瓷蜂窝体或陶瓷小球。
权利要求
1.一种辐射管内热式金属镁还原炉，主要由加料口(1)、炉顶(2)、上过火孔(3)、盛料筒体(4)、镁蒸气导管(6)、导镁蒸气夹套(7)、过火道(8)、炉墙(9)、下过火孔(10)、预制烧嘴砖(11)、管道(13)、出料口(14)、气体燃料管道(16)、密封盖(19)、结晶器(20)、抽真空接口(21)、冷却水接口(22)组成，其特征在于盛料筒体(4)内设置了辐射管(5)，在还原炉两端布置了B蓄热室(12)、A蓄热室(18)，B蓄热室和A蓄热室内部填充了蓄热体——陶瓷蜂窝体或陶瓷小球；B蓄热室(12)与A蓄热室(18)之间通过切换阀(15)的切换来控制；镁蒸气导管(6)设在盛料筒体(4)中心，以镁蒸气导管(6)为圆心，在镁蒸气导管(6)外侧设置了1-10圈直径为6～15厘米的辐射管(5)，辐射管(5)采用同心错排的方式排布，辐射管(5)四周填满物料；在最外层辐射管外是导镁蒸气夹套(7)，导镁蒸气夹套(7)与盛料筒体(4)内壁之间留有5～20毫米的空间，利于镁蒸气流动。
2.如权利要求1所述的一种辐射管内热式金属镁还原炉，其特征在于镁蒸气导管(6)和导镁蒸气夹套(7)上打有直径为5～20毫米的孔，孔的数量每平方米为500～2000个。
3.如权利要求1或2所述的一种辐射管内热式金属镁还原炉，其特征在于辐射管(5)中使用了加强胫(17)。
全文摘要
一种辐射管内热式金属镁还原炉，属于有色金属冶炼领域。主要由加料口、过火孔、盛料筒体、镁蒸气导管、过火道、炉墙、管道、出料口、气体燃料管道等组成，其特征在于盛料筒体(4)内设置了辐射管(5)，在还原炉两端布置了B蓄热室(12)、A蓄热室(18)，B蓄热室(12)与A蓄热室(18)之间通过切换阀(15)的切换来控制高温烟气流动方向。高温烟气通过辐射管(5)加热物料，可使排出炉膛的高温烟气的热量得到最大限度的回收，使得还原炉的最终排烟温度降为200℃以下，可以使还原炉的热利用率由传统炉的约8～10％提高到30％以上，具有良好的节能效果，可以获得极佳的经济效益和环保效益。
文档编号C22B9/02GK1974805SQ20061016533
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月18日 优先权日2006年12月18日
发明者夏德宏, 余涛 申请人:北京科技大学
技术领域：
本发明属于有色金属冶炼领域，涉及有色冶金行业的金属镁冶炼装置，尤其是涉及基于高温空气燃烧技术的辐射管内热式金属镁还原炉。
背景技术：
传统的内热金属镁还原炉一般均采用在盛料筒体内设烟气通道，烟气通道通过导热加热盛料筒体内的物料。但是，在这种传统结构中，高温的烟气流经烟道后很快排出，不能较好地回收利用，热量浪费严重。此外，传统金属镁还原炉一般用原煤作为燃料，燃烧效率低，污染严重。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统金属镁还原炉燃烧效率低，污染严重的问题，提供一种温度场均匀、能耗低、生产效率高的高效镁还原炉。
一种辐射管内热式金属镁还原炉，主要由加料口1、炉顶2、上过火孔3、盛料筒体4、镁蒸气导管6、导镁蒸气夹套7、过火道8、炉墙9、下过火孔10、预制烧嘴砖11、管道13、出料口14、气体燃料管道16、密封盖19、结晶器20、抽真空接口21、冷却水接口22组成，其特征在于盛料筒体4内设置了辐射管5，在还原炉两端布置了B蓄热室12、A蓄热室18，B蓄热室12与A蓄热室18之间通过切换阀15的切换来控制。镁蒸气导管6设在盛料筒体4中心，以镁蒸气导管6为圆心，在镁蒸气导管6外侧设置了1-10圈直径为6～15厘米的辐射管5，辐射管5采用同心错排的方式排布，辐射管5四周填满物料。在最外层辐射管外是导镁蒸气夹套7，导镁蒸气夹套7与盛料筒体4内壁之间留有5～20毫米1～2厘米的空间，利于镁蒸气流动。镁蒸气导管6和导镁蒸气夹套7上打有直径为1～2厘米的孔，孔的数量每平方米为500～2000个。辐射管5中使用了加强胫17。B蓄热室和A蓄热室内部填充了蓄热体——陶瓷蜂窝体或陶瓷小球。
工作原理在还原炉两端布置两组蓄热室(A组和B组)，内部填充蓄热体——陶瓷蜂窝体或陶瓷小球。正常运行时，A组蓄热室放热，加热流经A组蓄热体的空气；此时，B组蓄热室吸热，回收流经B组蓄热体的烟气的显热。经过一个换向周期后，A组蓄热体吸热，B组蓄热体放热，这样，两个蓄热室可以交替切换工作状态来回收高温烟气中的余热。正常运行状态下，空气经过A组蓄热室预热后与气体燃料燃烧产生的高温烟气由烧嘴排出后经过辐射管到达端部，然后通过右侧的过火道进入B组蓄热室，最后经过切换阀后进入烟道排出；切换后，空气经过B组蓄热室预热后与气体燃料燃烧产生的高温烟气经过过火道到达还原炉的顶部，然后进入辐射管，在还原炉底部进入A组蓄热室，最后经过切换阀后进入烟道排出。辐射管内始终有高温烟气在其中流动，热量通过辐射管传给其周围的物料达到加热的目的。
结构特点与传统的将物料放在还原罐内部从罐外加热的皮江法炼镁相比，这种火焰走管内、物料在管外的密布式辐射管内热式还原工艺大大减小了物料内导热的透热深度，显著缩短了还原周期，大幅度提高了生产率。加强胫的使用增加了高温烟气与辐射管的传热面积，强化了高温烟气与管束之间传热，同时起到强化增强管抗因管内外压力差引起的形变能力的作用，延长辐射管使用的寿命。在盛料筒体中心采用多孔管为镁蒸气流动提供通道，另外，在盛料筒体内壁上焊接的镁蒸气夹套外壁与盛料筒体内壁之间留有5～20毫米的空间，也利于镁蒸气流动。
该辐射管内热式金属镁还原炉的使用，可使排出炉膛的高温烟气(1100～1200℃左右)的热量得到最大限度的回收，使得还原炉的最终排烟温度降为200℃以下，可以使还原炉的热利用率由传统炉的约8～10％提高到30％以上，具有良好的节能效果，可以获得极佳的经济效益和环保效益。
图1辐射管内热式金属镁还原炉结构2B-B向俯视3A放大图1.加料口 2.炉顶 3.上过火孔 4.盛料筒体 5.辐射管 6.多孔镁蒸气导管7.多孔导镁蒸气夹套 8.过火道 9.炉墙 10.下过火孔 11.预制烧嘴砖 12.B蓄热室 13.管道 14.出料口 15.切换阀 16.气体燃料管道 17.加强胫18.A蓄热室 19.密封盖 20.结晶器 21.抽真空接口 22.冷却水接口
具体实施例方式
1.一种辐射管内热式金属镁还原炉，由加料口1、炉顶2、上过火孔3、盛料筒体4、镁蒸气导管6、导镁蒸气夹套7、过火道8、炉墙9、下过火孔10、预制烧嘴砖11、管道13、出料口14、气体燃料管道16、密封盖19、结晶器20、抽真空接口21、冷却水接口22组成，盛料筒体4内设置了辐射管5，在还原炉两端布置了B蓄热室12、A蓄热室18，B蓄热室12与A蓄热室18之间通过切换阀15的切换来控制。镁蒸气导管6设在盛料筒体4中心，以镁蒸气导管6为圆心，在镁蒸气导管6外侧设置了2圈直径为6厘米的辐射管5，辐射管5采用同心错排的方式排布，辐射管5四周填满物料。在最外层辐射管外是导镁蒸气夹套7，导镁蒸气夹套7与盛料筒体4内壁之间留有1厘米的空间，利于镁蒸气流动。镁蒸气导管6和导镁蒸气夹套7上打有直径为1厘米的孔，孔的数量每平方米为2000个。辐射管5中使用了加强胫17。B蓄热室和A蓄热室内部填充了蓄热体——陶瓷蜂窝体或陶瓷小球。
2.一种辐射管内热式金属镁还原炉，由加料口1、炉顶2、上过火孔3、盛料筒体4、镁蒸气导管6、导镁蒸气夹套7、过火道8、炉墙9、下过火孔10、预制烧嘴砖11、管道13、出料口14、气体燃料管道16、密封盖19、结晶器20、抽真空接口21、冷却水接口22组成，盛料筒体4内设置了辐射管5，在还原炉两端布置了B蓄热室12、A蓄热室18，B蓄热室12与A蓄热室18之间通过切换阀15的切换来控制。镁蒸气导管6设在盛料筒体4中心，以镁蒸气导管6为圆心，在镁蒸气导管6外侧设置了8圈直径为6厘米的辐射管5，辐射管5采用同心错排的方式排布，辐射管5四周填满物料。在最外层辐射管外是导镁蒸气夹套7，导镁蒸气夹套7与盛料筒体4内壁之间留有2厘米的空间，利于镁蒸气流动。镁蒸气导管6和导镁蒸气夹套7上打有直径为2厘米的孔，孔的数量每平方米为1000个。辐射管5中使用了加强胫17。B蓄热室和A蓄热室内部填充了蓄热体陶瓷蜂窝体或陶瓷小球。
权利要求
1.一种辐射管内热式金属镁还原炉，主要由加料口(1)、炉顶(2)、上过火孔(3)、盛料筒体(4)、镁蒸气导管(6)、导镁蒸气夹套(7)、过火道(8)、炉墙(9)、下过火孔(10)、预制烧嘴砖(11)、管道(13)、出料口(14)、气体燃料管道(16)、密封盖(19)、结晶器(20)、抽真空接口(21)、冷却水接口(22)组成，其特征在于盛料筒体(4)内设置了辐射管(5)，在还原炉两端布置了B蓄热室(12)、A蓄热室(18)，B蓄热室和A蓄热室内部填充了蓄热体——陶瓷蜂窝体或陶瓷小球；B蓄热室(12)与A蓄热室(18)之间通过切换阀(15)的切换来控制；镁蒸气导管(6)设在盛料筒体(4)中心，以镁蒸气导管(6)为圆心，在镁蒸气导管(6)外侧设置了1-10圈直径为6～15厘米的辐射管(5)，辐射管(5)采用同心错排的方式排布，辐射管(5)四周填满物料；在最外层辐射管外是导镁蒸气夹套(7)，导镁蒸气夹套(7)与盛料筒体(4)内壁之间留有5～20毫米的空间，利于镁蒸气流动。
2.如权利要求1所述的一种辐射管内热式金属镁还原炉，其特征在于镁蒸气导管(6)和导镁蒸气夹套(7)上打有直径为5～20毫米的孔，孔的数量每平方米为500～2000个。
3.如权利要求1或2所述的一种辐射管内热式金属镁还原炉，其特征在于辐射管(5)中使用了加强胫(17)。
全文摘要
一种辐射管内热式金属镁还原炉，属于有色金属冶炼领域。主要由加料口、过火孔、盛料筒体、镁蒸气导管、过火道、炉墙、管道、出料口、气体燃料管道等组成，其特征在于盛料筒体(4)内设置了辐射管(5)，在还原炉两端布置了B蓄热室(12)、A蓄热室(18)，B蓄热室(12)与A蓄热室(18)之间通过切换阀(15)的切换来控制高温烟气流动方向。高温烟气通过辐射管(5)加热物料，可使排出炉膛的高温烟气的热量得到最大限度的回收，使得还原炉的最终排烟温度降为200℃以下，可以使还原炉的热利用率由传统炉的约8～10％提高到30％以上，具有良好的节能效果，可以获得极佳的经济效益和环保效益。
文档编号C22B9/02GK1974805SQ20061016533
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月18日 优先权日2006年12月18日
发明者夏德宏, 余涛 申请人:北京科技大学
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