專利名稱：一種輻射管內熱式金屬鎂還原爐的制作方法
技術領域：
本發明屬于有色金屬冶煉領域，涉及有色冶金行業的金屬鎂冶煉裝置，尤其是涉及基于高溫空氣燃燒技術的輻射管內熱式金屬鎂還原爐。
背景技術：
傳統的內熱金屬鎂還原爐一般均采用在盛料筒體內設煙氣通道，煙氣通道通過導熱加熱盛料筒體內的物料。但是，在這種傳統結構中，高溫的煙氣流經煙道后很快排出，不能較好地回收利用，熱量浪費嚴重。此外，傳統金屬鎂還原爐一般用原煤作為燃料，燃燒效率低，污染嚴重。
發明內容
本發明的目的是為了解決傳統金屬鎂還原爐燃燒效率低，污染嚴重的問題，提供一種溫度場均勻、能耗低、生產效率高的高效鎂還原爐。
一種輻射管內熱式金屬鎂還原爐，主要由加料口1、爐頂2、上過火孔3、盛料筒體4、鎂蒸氣導管6、導鎂蒸氣夾套7、過火道8、爐墻9、下過火孔10、預制燒嘴磚11、管道13、出料口14、氣體燃料管道16、密封蓋19、結晶器20、抽真空接口21、冷卻水接口22組成，其特征在于盛料筒體4內設置了輻射管5，在還原爐兩端布置了B蓄熱室12、A蓄熱室18，B蓄熱室12與A蓄熱室18之間通過切換閥15的切換來控制。鎂蒸氣導管6設在盛料筒體4中心，以鎂蒸氣導管6為圓心，在鎂蒸氣導管6外側設置了1-10圈直徑為6～15厘米的輻射管5，輻射管5采用同心錯排的方式排布，輻射管5四周填滿物料。在最外層輻射管外是導鎂蒸氣夾套7，導鎂蒸氣夾套7與盛料筒體4內壁之間留有5～20毫米1～2厘米的空間，利于鎂蒸氣流動。鎂蒸氣導管6和導鎂蒸氣夾套7上打有直徑為1～2厘米的孔，孔的數量每平方米為500～2000個。輻射管5中使用了加強脛17。B蓄熱室和A蓄熱室內部填充了蓄熱體——陶瓷蜂窩體或陶瓷小球。
工作原理在還原爐兩端布置兩組蓄熱室(A組和B組)，內部填充蓄熱體——陶瓷蜂窩體或陶瓷小球。正常運行時，A組蓄熱室放熱，加熱流經A組蓄熱體的空氣；此時，B組蓄熱室吸熱，回收流經B組蓄熱體的煙氣的顯熱。經過一個換向周期后，A組蓄熱體吸熱，B組蓄熱體放熱，這樣，兩個蓄熱室可以交替切換工作狀態來回收高溫煙氣中的余熱。正常運行狀態下，空氣經過A組蓄熱室預熱后與氣體燃料燃燒產生的高溫煙氣由燒嘴排出后經過輻射管到達端部，然后通過右側的過火道進入B組蓄熱室，最后經過切換閥后進入煙道排出；切換后，空氣經過B組蓄熱室預熱后與氣體燃料燃燒產生的高溫煙氣經過過火道到達還原爐的頂部，然后進入輻射管，在還原爐底部進入A組蓄熱室，最后經過切換閥后進入煙道排出。輻射管內始終有高溫煙氣在其中流動，熱量通過輻射管傳給其周圍的物料達到加熱的目的。
結構特點與傳統的將物料放在還原罐內部從罐外加熱的皮江法煉鎂相比，這種火焰走管內、物料在管外的密布式輻射管內熱式還原工藝大大減小了物料內導熱的透熱深度，顯著縮短了還原周期，大幅度提高了生產率。加強脛的使用增加了高溫煙氣與輻射管的傳熱面積，強化了高溫煙氣與管束之間傳熱，同時起到強化增強管抗因管內外壓力差引起的形變能力的作用，延長輻射管使用的壽命。在盛料筒體中心采用多孔管為鎂蒸氣流動提供通道，另外，在盛料筒體內壁上焊接的鎂蒸氣夾套外壁與盛料筒體內壁之間留有5～20毫米的空間，也利于鎂蒸氣流動。
該輻射管內熱式金屬鎂還原爐的使用，可使排出爐膛的高溫煙氣(1100～1200℃左右)的熱量得到最大限度的回收，使得還原爐的最終排煙溫度降為200℃以下，可以使還原爐的熱利用率由傳統爐的約8～10％提高到30％以上，具有良好的節能效果，可以獲得極佳的經濟效益和環保效益。
圖1輻射管內熱式金屬鎂還原爐結構2B-B向俯視3A放大圖1.加料口 2.爐頂 3.上過火孔 4.盛料筒體 5.輻射管 6.多孔鎂蒸氣導管7.多孔導鎂蒸氣夾套 8.過火道 9.爐墻 10.下過火孔 11.預制燒嘴磚 12.B蓄熱室 13.管道 14.出料口 15.切換閥 16.氣體燃料管道 17.加強脛18.A蓄熱室 19.密封蓋 20.結晶器 21.抽真空接口 22.冷卻水接口
具體實施例方式
1.一種輻射管內熱式金屬鎂還原爐，由加料口1、爐頂2、上過火孔3、盛料筒體4、鎂蒸氣導管6、導鎂蒸氣夾套7、過火道8、爐墻9、下過火孔10、預制燒嘴磚11、管道13、出料口14、氣體燃料管道16、密封蓋19、結晶器20、抽真空接口21、冷卻水接口22組成，盛料筒體4內設置了輻射管5，在還原爐兩端布置了B蓄熱室12、A蓄熱室18，B蓄熱室12與A蓄熱室18之間通過切換閥15的切換來控制。鎂蒸氣導管6設在盛料筒體4中心，以鎂蒸氣導管6為圓心，在鎂蒸氣導管6外側設置了2圈直徑為6厘米的輻射管5，輻射管5采用同心錯排的方式排布，輻射管5四周填滿物料。在最外層輻射管外是導鎂蒸氣夾套7，導鎂蒸氣夾套7與盛料筒體4內壁之間留有1厘米的空間，利于鎂蒸氣流動。鎂蒸氣導管6和導鎂蒸氣夾套7上打有直徑為1厘米的孔，孔的數量每平方米為2000個。輻射管5中使用了加強脛17。B蓄熱室和A蓄熱室內部填充了蓄熱體——陶瓷蜂窩體或陶瓷小球。
2.一種輻射管內熱式金屬鎂還原爐，由加料口1、爐頂2、上過火孔3、盛料筒體4、鎂蒸氣導管6、導鎂蒸氣夾套7、過火道8、爐墻9、下過火孔10、預制燒嘴磚11、管道13、出料口14、氣體燃料管道16、密封蓋19、結晶器20、抽真空接口21、冷卻水接口22組成，盛料筒體4內設置了輻射管5，在還原爐兩端布置了B蓄熱室12、A蓄熱室18，B蓄熱室12與A蓄熱室18之間通過切換閥15的切換來控制。鎂蒸氣導管6設在盛料筒體4中心，以鎂蒸氣導管6為圓心，在鎂蒸氣導管6外側設置了8圈直徑為6厘米的輻射管5，輻射管5采用同心錯排的方式排布，輻射管5四周填滿物料。在最外層輻射管外是導鎂蒸氣夾套7，導鎂蒸氣夾套7與盛料筒體4內壁之間留有2厘米的空間，利于鎂蒸氣流動。鎂蒸氣導管6和導鎂蒸氣夾套7上打有直徑為2厘米的孔，孔的數量每平方米為1000個。輻射管5中使用了加強脛17。B蓄熱室和A蓄熱室內部填充了蓄熱體陶瓷蜂窩體或陶瓷小球。
權利要求
1.一種輻射管內熱式金屬鎂還原爐，主要由加料口(1)、爐頂(2)、上過火孔(3)、盛料筒體(4)、鎂蒸氣導管(6)、導鎂蒸氣夾套(7)、過火道(8)、爐墻(9)、下過火孔(10)、預制燒嘴磚(11)、管道(13)、出料口(14)、氣體燃料管道(16)、密封蓋(19)、結晶器(20)、抽真空接口(21)、冷卻水接口(22)組成，其特征在于盛料筒體(4)內設置了輻射管(5)，在還原爐兩端布置了B蓄熱室(12)、A蓄熱室(18)，B蓄熱室和A蓄熱室內部填充了蓄熱體——陶瓷蜂窩體或陶瓷小球；B蓄熱室(12)與A蓄熱室(18)之間通過切換閥(15)的切換來控制；鎂蒸氣導管(6)設在盛料筒體(4)中心，以鎂蒸氣導管(6)為圓心，在鎂蒸氣導管(6)外側設置了1-10圈直徑為6～15厘米的輻射管(5)，輻射管(5)采用同心錯排的方式排布，輻射管(5)四周填滿物料；在最外層輻射管外是導鎂蒸氣夾套(7)，導鎂蒸氣夾套(7)與盛料筒體(4)內壁之間留有5～20毫米的空間，利于鎂蒸氣流動。
2.如權利要求1所述的一種輻射管內熱式金屬鎂還原爐，其特征在于鎂蒸氣導管(6)和導鎂蒸氣夾套(7)上打有直徑為5～20毫米的孔，孔的數量每平方米為500～2000個。
3.如權利要求1或2所述的一種輻射管內熱式金屬鎂還原爐，其特征在于輻射管(5)中使用了加強脛(17)。
全文摘要
一種輻射管內熱式金屬鎂還原爐，屬于有色金屬冶煉領域。主要由加料口、過火孔、盛料筒體、鎂蒸氣導管、過火道、爐墻、管道、出料口、氣體燃料管道等組成，其特征在于盛料筒體(4)內設置了輻射管(5)，在還原爐兩端布置了B蓄熱室(12)、A蓄熱室(18)，B蓄熱室(12)與A蓄熱室(18)之間通過切換閥(15)的切換來控制高溫煙氣流動方向。高溫煙氣通過輻射管(5)加熱物料，可使排出爐膛的高溫煙氣的熱量得到最大限度的回收，使得還原爐的最終排煙溫度降為200℃以下，可以使還原爐的熱利用率由傳統爐的約8～10％提高到30％以上，具有良好的節能效果，可以獲得極佳的經濟效益和環保效益。
文檔編號C22B9/02GK1974805SQ20061016533
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月18日 優先權日2006年12月18日
發明者夏德宏, 余濤 申請人:北京科技大學