CN223741237U - 一种电炭混热还原炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电炭混热还原炉，属于还原炉技术领域。包括炉体、电加热装置和气体燃烧加热装置，炉体下部设置为还原室，中部设置为预还原室，上部设置为干燥室，电加热装置设置在预还原室下部；还原室下部设置有出料口，预还原室和干燥室的连接处设置有余气燃烧腔，干燥室上部设置有烟气室，干燥室顶部设置有受料仓和烟气出口，烟气出口与烟气室连通；气体燃烧加热装置包括若干含氧气体喷嘴，含氧气体喷嘴环绕还原室并向还原室中部鼓吹含氧气体。解决传统的高炉类还原炉存在高温空气喷嘴以下炉温低和矿热炉类还原炉炉膛浅而造成还原性气体来不及与金属氧化物进行预还原就溢出料面的技术问题。

Description

一种电炭混热还原炉

技术领域

本实用新型涉及还原炉技术领域，尤其涉及一种电炭混热还原炉。

背景技术

还原炉的工作原理‌是通过高温和还原性环境，将金属氧化物还原为金属。具体过程如下：首先，还原剂和金属氧化物进入炉膛，通过电加热或者炭加热产生高温环境。当炭作为还原剂时，在高温环境下，炭和金属氧化物发生氧化还原反应，生成金属（气态或固态或液态）和一氧化碳。生成的金属经过炉内的传输装置被收集和提取出来，生成的一氧化碳或作为荒煤气回收或直接在炉膛料面上燃烧。现有的还原炉存在如下问题：‌（1）现有高炉类还原炉仅用炭作发热剂，高温空气喷嘴以下炉温低，还原难还原金属十分困难，金属收得率低。（2）现有矿热炉类还原炉以电为热源加热炉料，以炭为还原剂，由于炉膛浅，还原过程产生大量的还原性气体不仅来不及与金属氧化物进行预还原就溢出料面燃烧而损失掉，导致能源浪费和配炭量增高；而且上千度的高温还原性气体只有通过冷却和净化，后才能进一步使用，二次利用效率低、成本高。

因此，需要对现有的还原炉进行改，发明一种电炭混热还原炉，即通过输入电能和燃烧还原炉还原过程产生的气体来加热熔化炉料的还原炉，以解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的是，针对上述问题，提供一种电炭混热还原炉，解决传统的还原炉存在高温空气喷嘴以下炉温低及炉膛浅而造成还原性气体来不及与金属氧化物进行预还原的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种电炭混热还原炉，包括炉体、电加热装置和气体燃烧加热装置，所述炉体下部设置为还原室，中部设置为预还原室，上部设置为干燥室，所述电加热装置设置在所述预还原室下部；所述还原室下部设置有出料口，所述预还原室和干燥室的连接处设置有余气燃烧腔，所述干燥室上部设置有烟气室，所述干燥室顶部设置有受料仓和烟气出口，所述烟气出口与所述烟气室连通；所述气体燃烧加热装置包括若干含氧气体喷嘴，所述含氧气体喷嘴环绕所述还原室并向所述还原室中部鼓吹含氧气体。

进一步的，所述预还原室和干燥室的连接处设置有环形耐热格栅板，所述环形耐热格栅板内壁处设置有耐热下料管，所述环形耐热格栅板、耐热下料管和预还原室内壁的上部形成开放式的所述余气燃烧腔。

进一步的，所述炉体上还设置有通过所述余气燃烧腔的风管，所述风管上设置有电动阀门。

进一步的，所述受料仓的下部插入到所述干燥室内，所述受料仓的下部、干燥室的顶板和干燥室的内壁形成开放式的所述烟气室。

进一步的，所述受料仓的上部设置有料位测量仪。

进一步的，所述电加热装置包括升降装置、第一电极和第二电极，所述第一电极下端穿过到所述预还原室下部插入到还原室内，所述第二电极位于所述还原室底部，所述升降装置控制所述第一电极升降运动。

进一步的，所述炉体中部设置有水平穿入预还原室的拱形腔，所述第一电极的下端从所述拱形腔底面穿入所述预还原室内，所述第一电极的上端位于所述拱形腔内并与所述升降装置连接。

进一步的，所述拱形腔的底部设置有耐高温横梁，所述高温横梁中部设置有电极密封套，所述第一电极的下端密封地插入所述电极密封套内，所述电极密封套的内壁及所述第一电极的外壁之间的间隙设置有密封毡；所述高温横梁上端面设置有活动盖板，所述活动盖板位于所述电极密封套的两侧，所述活动盖板下端面设置有耐热螺栓固定的隔热材料层。

进一步的，所述炉体壁由内到外依次设置有耐火材料层、高温绝缘层和外壳层。

由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型通过在还原室下部设置电加热装置，能够有效提升高温空气喷嘴以下的炉温，使还原过程更加均匀和高效；同时，含氧气体喷嘴向还原室下部鼓吹含氧气体，增强了还原反应的强度和效率；并且，通过含氧燃烧在氧化还原反应过程产生的还原性气体放热把预还原室内的炉料加热到高温甚至熔点，可以大幅度节约电能；此外，通过含氧燃烧，降低了还原性气体如CO的分压，有利于提高固态还原率和降低单位产品综合能耗。在预还原室和干燥室的连接处设置余气燃烧腔，将进一步把剩余还原性气体点燃发热，用于原料干燥，避免了还原性气体未充分利用而溢出料面的情况；通过环形耐热格栅板和耐热下料管的设计，优化了燃烧产生的高温气体的流动路径，提高了还原性气体的利用率，降低了配炭量，减少了二次利用的成本。解决传统的高炉类还原炉存在高温空气喷嘴以下炉温低及矿热炉类还原炉的炉膛浅而造成还原性气体来不及与金属氧化物进行预还原的技术问题。

2.本实用新型通过电炭混加热的方式，可合理利用电能和炭的热能，提高了能源利用效率。此外，电极密封套、密封毡、隔热材料层和活动盖板的设置，有效减少了热量的散失，进一步降低了能耗，实现了节能降耗的目标。

3.本实用新型的还原炉壁由内到外依次设置有耐火材料层、高温绝缘层和外壳层，这种多层结构设计能够有效抵御高温和化学侵蚀，提高了设备的稳定性和使用寿命。通过在受料仓上部设置料位测量仪，能够实时监测料位情况，便于操作人员及时调整进料量，避免因料位过高或过低而影响还原过程的正常进行。

附图说明

图1为本实用新型正视剖切结构图；

图2为本实用新型侧视剖切结构图；

图3为本实用新型拱形腔底部结构剖视图。

附图中，1-炉体、2-电加热装置、3-气体燃烧加热装置、4-还原室、5-预还原室、6-干燥室、7-出料口、8-余气燃烧腔、9-烟气室、10-受料仓、11-烟气出口、12-含氧气体喷嘴、13-环形耐热格栅板、14-耐热下料管、15-风管、16-电动阀门、17-料位测量仪、18-升降装置、19-第一电极、20-第二电极、21-拱形腔、22-耐高温横梁、23-电极密封套、24-密封毡、25-隔热材料层、26-活动盖板、27-耐火材料层、28-高温绝缘层、29-外壳层、30-导体、31-夹具。

具体实施方式

以下结合附图对实用新型的具体实施进一步说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1到图3，一种电炭混热还原炉，其特征在于：包括炉体1、电加热装置2和气体燃烧加热装置3，炉体1下部设置为还原室4，中部设置为预还原室5，上部设置为干燥室6，电加热装置2设置在还原室4下部；还原室4下部设置有出料口7，预还原室5和干燥室6的连接处设置有余气燃烧腔8，干燥室6上部设置有烟气室9，干燥室6顶部设置有受料仓10和烟气出口11，烟气出口11与烟气室9连通；气体燃烧加热装置3包括若干含氧气体喷嘴12，含氧气体喷嘴12环绕还原室4并向还原室4中部鼓吹含氧气体。具体的，炉体1壁由内到外依次设置有耐火材料层27、高温绝缘层28和外壳层29。炉体1的截面为圆形、矩形或椭圆形。

本实施例中，预还原室5和干燥室6的连接处设置有环形耐热格栅板13，环形耐热格栅板13内壁处设置有耐热下料管14，环形耐热格栅板13、耐热下料管14和预还原室5内壁的上部形成开放式的余气燃烧腔8。环形耐热格栅板13的使用，可以使块状的物料不能通过，而气体可以向上。

本实施例中，炉体1上还设置有通过余气燃烧腔8的风管15，风管15上设置有电动阀门16。通过余气燃烧腔8网管的设置，可以需要余气燃烧腔8的燃烧需要，通入适量的空气，便于余气燃烧腔8气体的燃烧。

本实施例中，受料仓10的下部插入到干燥室6内，受料仓10的下部、干燥室6的顶板和干燥室6的内壁形成开放式的烟气室9。通过设置有烟气室9，可以使烟气的排出更顺畅而便于排出。

本实施例中，受料仓10的上部设置有料位测量仪17。通过在受料仓10上部设置料位测量仪17，能够实时监测料位情况，便于操作人员及时调整进料量，避免因料位过高或过低而影响还原过程的正常进行。

本实施例中，电加热装置2包括升降装置18、第一电极19和第二电极20，第一电极19下端插入到还原室4内，第二电极20位于还原室4底部，升降装置18控制第一电极19升降运动。具体的，炉体1中部设置有水平穿入预还原室5设置的拱形腔21，第一电极19的下端从拱形腔21底面穿入还原室4内，第一电极19的上端位于拱形腔21内并与升降装置18连接。拱形腔21的底部设置有耐高温横梁22，耐高温横梁22的中部设置有电极密封套23，第一电极19的下端密封地插入所述电极密封套23内，所述电极密封套23的内壁及所述第一电极19的外壁之间的间隙设置有密封毡24；所述高温横梁22上端面设置有活动盖板26，所述活动盖板26位于所述电极密封套23的两侧，所述活动盖板26下端面设置有耐热螺栓固定的隔热材料层25。另外需要说明的是，电极密封套23采用耐高温陶瓷制成，活动盖板26采用耐高温钢板制成。升降装置18为现有伸缩缸式结构，升降装置18的伸缩端设置有水平伸出的导体30，导体30的末端设置有夹具31与第一电极19导电连接。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

Claims (9)

1.一种电炭混热还原炉，其特征在于：包括炉体（1）、电加热装置（2）和气体燃烧加热装置（3），所述炉体（1）下部设置为还原室（4），中部设置为预还原室（5），上部设置为干燥室（6），所述电加热装置（2）设置在所述预还原室（5）下部；所述还原室（4）下部设置有出料口（7），所述预还原室（5）和干燥室（6）的连接处设置有余气燃烧腔（8），所述干燥室（6）上部设置有烟气室（9），所述干燥室（6）顶部设置有受料仓（10）和烟气出口（11），所述烟气出口（11）与所述烟气室（9）连通；所述气体燃烧加热装置（3）包括若干含氧气体喷嘴（12），所述含氧气体喷嘴（12）环绕所述还原室（4）并向所述还原室（4）中部鼓吹含氧气体。

2.根据权利要求1所述的一种电炭混热还原炉，其特征在于：所述预还原室（5）和干燥室（6）的连接处设置有环形耐热格栅板（13），所述环形耐热格栅板（13）内壁处设置有耐热下料管（14），所述环形耐热格栅板（13）、耐热下料管（14）和预还原室（5）内壁的上部形成开放式的所述余气燃烧腔（8）。

3.根据权利要求2所述的一种电炭混热还原炉，其特征在于：所述炉体（1）上还设置有通过所述余气燃烧腔（8）的风管（15），所述风管（15）上设置有电动阀门（16）。

4.根据权利要求1所述的一种电炭混热还原炉，其特征在于：所述受料仓（10）的下部插入到所述干燥室（6）内，所述受料仓（10）的下部、干燥室（6）的顶板和干燥室（6）的内壁形成开放式的所述烟气室（9）。

5.根据权利要求4所述的一种电炭混热还原炉，其特征在于：所述受料仓（10）的上部设置有料位测量仪（17）。

6.根据权利要求1所述的一种电炭混热还原炉，其特征在于：所述电加热装置（2）包括升降装置（18）、第一电极（19）和第二电极（20），所述第一电极（19）下端穿过到所述预还原室（5）下部插入到还原室（4）内，所述第二电极（20）位于所述还原室（4）底部，所述升降装置（18）控制所述第一电极（19）升降运动。

7.根据权利要求6所述的一种电炭混热还原炉，其特征在于：所述炉体（1）中部设置有水平穿入预还原室（5）的拱形腔（21），所述第一电极（19）的下端从所述拱形腔（21）底面穿入所述预还原室（5）内，所述第一电极（19）的上端位于所述拱形腔（21）内并与所述升降装置（18）连接。

8.根据权利要求7所述的一种电炭混热还原炉，其特征在于：所述拱形腔（21）的底部设置有耐高温横梁（22），所述耐高温横梁（22）中部设置有电极密封套（23），所述第一电极（19）的下端密封地插入所述电极密封套（23）内，所述电极密封套（23）的内壁及所述第一电极（19）的外壁之间的间隙设置有密封毡（24）；所述耐高温横梁（22）上端面设置有活动盖板（26），所述活动盖板（26）位于所述电极密封套（23）的两侧，所述活动盖板（26）下端面设置有耐热螺栓固定的隔热材料层（25）。

9.根据权利要求1所述的一种电炭混热还原炉，其特征在于：所述炉体（1）壁由内到外依次设置有耐火材料层（27）、高温绝缘层（28）和外壳层（29）。