CN101191155B - 还原罐的电加热方法及其所用的还原罐 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是还原罐的电加热方法及其所用的还原罐，在还原罐的罐体内设置导热体，导热体中镶嵌有电热棒，电热棒通电后产生的热量经导热体传导，对还原罐中的还原物料进行加热。还原罐(1)是筒形结构，还原罐一端设有装料口，另一端封闭或设有排渣口；还原罐(1)中设有导热体(2)，导热体(2)和还原罐(1)内壁为一体结构，或导热体(2)是紧密镶套在还原罐(1)内的活动结构；导热体(2)的形状以及设置方式是任意的，导热体(2)中镶嵌有电热棒(3)。本发明可以作为传统加热方法的辅助加热，也可以完全使用电加热，使还原物料的反应时间大大缩短，提高单位时间的生产率，降低生产成本，也可以减小对环境的污染。

Description

还原罐的电加热方法及其所用的还原罐

技术领域

本发明涉及一种金属真空冶炼的加热方法及所用的还原罐，属于金属真空冶炼加热领域。

背景技术

在热还原法金属真空冶炼生产中，经过配料压制工序生产出的还原物料送入还原罐中进行还原反应，根据还原剂的不同，一般要求还原反应温度1000～1300℃，还原罐内部压强小于10Pa～13Pa。目前对还原罐的加热方法是：将还原罐放置在还原炉中，使用煤气或水煤浆燃烧产生的热能对还原罐加热，使放置在还原炉内的还原罐升温，还原罐将热能再传递给还原罐内的还原物料，使其达到所要求的还原反应温度值实现还原反应。由于现有还原罐是中空的管状结构，热能需要从还原罐的外部传递给还原物料，靠近还原罐外壁的还原物料温度达到还原反应温度时，位于还原罐中心的还原物料还没有达到还原温度，因此需要继续加热，直到还原罐中心的还原物料也达到反应温度才行。因此造成加温时间过长和热能的浪费，使还原罐中的还原物料完全反应所需要的时间也长，现有的还原罐从加料到还原反应基本完成所需要时间一般在8～12小时之间。这种加热方式热传导率低，温升缓慢，单位时间的生产效率低，热辐射和其它热量损失都较大，能源消耗大，很难降低生产成本，同时由于还原炉的排烟等因素，对环境也会造成污染。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种还原罐的电加热方法及其所用的还原罐。还原罐放置在还原炉中，电加热作为辅助加热，由还原罐内部的电热棒与外部的还原炉内的燃料一同对还原物料加热，提升还原物料的升温速度；也可以完全使用电加热；使物料的反应时间大大缩短，提高单位时间的生产率，降低生产成本，也减小对环境的污染。

本发明的技术方案：还原罐的电加热方法，其特征在于：在还原罐的罐体内设置导热体，导热体中镶嵌有电热棒，电热棒通电后产生的热量经导热体传导，从还原罐内部对还原物料进行加热。

依照上述还原罐电加热方法所用的还原罐，还原罐1是圆形、矩形或任意形式的筒形结构，还原罐一端设有装料口，另一端封闭或设有排渣口；还原罐1中设有导热体2，导热体和还原罐内壁为连接在一起的一体结构，或导热体是紧密镶套在还原罐内的活动结构；导热体2的形状以及设置方式是任意的，导热体2中镶嵌有电热棒3。

上述的还原罐，可放置在还原炉中，由还原炉中燃料燃烧产生的热量和还原罐内的电热棒同时对还原罐中的还原物料进行加热。

前述的还原罐中，导热体2用金属或非金属制成。

前述的还原罐中，导热体2用碳化硅制成。

前述的还原罐中，导热体2中镶嵌的电热棒3形状为U形、直棒形或其它形状，与电热棒连接的导线外套有套管6。

前述的还原罐中，导热体2为活动结构时，导热体与还原罐接触部位设有内衬4。

前述的还原罐中，还原罐1用金属或非金属制成。

前述的还原罐中，还原罐1用碳化硅制成。

前述的还原罐中，还原罐1完全使用电加热时，还原罐1的外壁可包覆保温层5。

与现有技术相比，本发明提供了一种还原罐的电加热方法及其所用的还原罐。改变了现有技术中仅通过在还原罐外部加热的方法，在还原罐内部增设了导热体，在导热体中镶嵌有电热棒，用电热从还原罐内部进行加热，并通过导热体的热传导作用，使还原罐中的远离还原罐罐壁的物料直接接触发热源，可以使还原罐内的温度更均匀，升温速度更快，还原物料可以基本做到同时开始还原反应，大大缩短了还原反应的时间，提高单位时间的生产效率、降低能耗、降低生产成本。本发明可以采用在还原炉外部加热方式，再加上内部电加热的辅助加热方式，双管齐下，使还原反应时间更短；也可以完全使用电加热的方式。在完全使用电加热的方式时，可以在还原罐外包覆保温层，减少热能的损失。这样还原罐就可以不用放置在还原炉中进行加热，节省了建造还原炉的费用，也减少了占地面积，还原罐也不需要现有大壁厚的还原罐，减少了耐高温金属材料的消耗量，并且使用更加灵活，可以简化还原罐的制作成本。还原罐可以只设置一个开口，装料和排渣共用一个开口，或开两个口，装料和排渣单独使用一个开口，也方便把还原罐放置在翻转机构上，装料时开口向上进行装料，排渣时将开口向下便于排渣，这样更适合或更便于实现自动化操作。完全使用电加热方式后，由于不使用还原炉进行加热了，所以也完全避免了还原炉燃烧时对环境的污染，使生产过程更加环保。

附图说明

附图1是本发明导热体采用双肋板型的结构示意图；

附图2是导热体采用双肋板型并设有内衬的结构示意图；

附图3是导热体采用双肋板型并设有保温层的结构示意图；

附图4是方形还原罐中导热体采用双导热板的结构示意图；

附图5是方形还原罐外设有保温层的结构示意图；

附图6是导热体采用单肋板型的结构示意图；

附图7是附图6的A-A剖视图；

附图8是导热体采用单肋板与辐射状结合型的结构示意图；

附图9是带排渣口的还原罐局部剖面图；

附图中的标记为：1-还原罐，2-导热体，3-电热棒，4-内衬，5-保温层，6-套管，7-引线孔。

具体实施方式

实施例：还原罐的电加热方法，如图1所示，是在还原罐1的罐体内设置导热体2，导热体中镶嵌有电热棒3，电热棒通电后产生的热量经导热体传导，从还原罐1内部对还原罐中的还原物料进行加热。

上述的还原罐电加热方法所用的还原罐，如图1至图9所示，还原罐1是圆筒、矩形或任意的筒形结构，还原罐1一端设有装料口，另一端封闭或设有排渣口；还原罐1中设有导热体2，导热体和还原罐内壁为连接在一起的一体结构，或导热体是紧密镶套在还原罐内的活动结构；导热体2的形状以及设置方式是任意的，导热体2中镶嵌有电热棒3，电热棒上的接线端子连接有导线，导线穿过设在还原罐罐壁上的引线孔7伸出还原罐外。导热体2由一个或一个以上较短的导热体组合而成。这样便于加工用于镶嵌电热棒的孔和安装电热棒。导热体2中镶嵌的电热棒3形状为U形、直棒形或其它形状，与电热棒连接的导线外套有套管6。当还原罐中的导热体2是活动结构时，导热体与还原罐接触部位设有内衬4。当还原罐1完全使用电加热时，还原罐1的外壁可包覆保温层5。还原罐1和导热体2用金属或非金属(如碳化硅)制成。电热棒3也可以采用高温硅钼或碳化硅制作，电热棒产生的热量通过还原罐内部的导热体2和还原炉内的燃料如煤气、水煤浆等，同时对还原物料加热，使还原罐内的物料的温度升高同步，加快反应速度。

单独使用电加热时，可以用保温层5包裹还原罐1，防止热量通过罐体损失，保证温升及还原反应持续进行。热量从还原罐1内部加热，还原物料的温升快，缩短整个还原反应的时间。在保证还原反应的前提下，导热体的构成形式和在还原罐内的布置方式可以是任意的。单独使用电加热的还原罐不需要放置在还原炉中，不受水平放置的限制，可以根据具体使用的电加热还原罐的传热及加料的特点，采用水平、倾斜、垂直等放置方式，实现加料量大、传热快、出渣方便，或还原罐与旋转机械装置连接，在进行加料时使还原罐1的开口端朝上，加料后旋转适合的角度后进行还原反应，完毕后旋转使开口端朝下，方便排渣，可方便实现自动加料及排渣。电加热方法可以使用现有的还原罐，或带出渣口的还原罐，或碳化硅还原罐。

实现上述方法的电加热还原罐，用开有孔的肋板来制作导热体，电热棒采用高温硅钼或碳化硅制成。肋板与还原罐连接，硅钼电热棒安装在肋板的孔中，接线端与电源连通，管道与肋板和还原罐的接线孔连接，连接导线通过套管与电源接通；还原罐放置在还原炉中，加热还原物料时，接通电热装置由还原罐内部的电热棒和还原罐外部燃烧的燃料同时对还原罐中的还原物料进行加热，使还原罐可以在还原反应温度左右运行，不用加热到超过还原反应的温度来使得还原罐中心的物料到达还原反应温度，加快还原反应，延长还原罐的使用寿命。

单独使用电加热装置加热还原罐，外壁包裹耐火纤维保温层。电加热还原罐不需要放置在还原炉中，在不影响还原反应的前提下，还原罐可以采用任意的放置方式，方便加料及排渣。设置旋转机械装置与还原罐连接，使还原罐在加料是开口朝上，排渣时开口朝下，使加料量增加，排渣容易。与加料设备和出渣设备一起容易实现自动化生产。

导热体可以根据具体物料的尺寸，装料量的多少，以及还原罐的尺寸和还原罐内部的不同形状进行布置。图1至图6给出了几种布置方式，但还可以有多种布置方式，根据实际的生产的情况，电热棒可以采用U型或直棒形等其它形状。导热体可采用分段制作，而后连接构成，避免加工长度孔带来的加工困难。碳化硅还原罐的导热体与内衬连接，镶到还原罐中。还原罐的截面形状不限于圆形，也可以是如图4、图5所示的方形。

Claims (10)

1.还原罐的电加热方法，其特征在于：在还原罐的罐体内设置导热体，导热体的形状为单肋板与辐射肋板的结合，导热体中镶嵌有电热棒，电热棒通电后产生的热量经导热体传导，从还原罐内部对还原物料进行加热。

2.依照权利要求1所述的还原罐电加热方法所用的还原罐，其特征在于：还原罐(1)是任意形式的筒形结构，还原罐一端设有装料口，另一端封闭或设有排渣口；还原罐(1)中设有导热体(2)，导热体的形状为单肋板与辐射肋板的结合，导热体和还原罐内壁为连接在一起的一体结构，或导热体是紧密镶套在还原罐内的活动结构；导热体(2)中镶嵌有电热棒(3)。

3.根据权利要求2所述的还原罐，其特征在于：还原罐放置在还原炉中，由还原炉中燃料燃烧产生的热量和还原罐内的电热棒同时对还原罐中的还原物料进行加热。

4.根据权利要求3所述的还原罐，其特征在于：导热体(2)用金属或非金属制成。

5.根据权利要求4所述的还原罐，其特征在于：导热体(2)用碳化硅制成。

6.根据权利要求5所述的还原罐，其特征在于：导热体(2)中镶嵌的电热棒(3)形状为U形、直棒形或其它形状，与电热棒连接的导线外套有套管(6)。

7.根据权利要求6所述的还原罐，其特征在于：导热体(2)为活动结构时，导热体与还原罐接触部位设有内衬(4)。

8.根据权利要求7所述的还原罐，其特征在于：还原罐(1)用金属或非金属制成。

9.根据权利要求8所述的还原罐，其特征在于：还原罐(1)用碳化硅制成。

10.根据权利要求2至9中任一权利要求所述的还原罐，其特征在于：还原罐(1)完全使用电加热时，还原罐(1)的外壁包覆保温层(5)。

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