CN102978419A - 将无水氯化钴烧成氧化钴产品连电加热整体旋转的电阻炉 - Google Patents

Abstract

一种用于生产氧化钴类产品的电阻炉，其特征在于，包括：以无水氯化钴为原料直接进行煅烧的炉腔，炉腔的侧壁外围设有保温层；在该炉腔的外侧壁面上设有温度可控的加热装置及温度传感器；呈圆柱形的炉体可转动地被支承在支架上，而且该炉体设有唯一的进出料口；炉体一端可倾斜(0至50度)，在炉体两端的中心自里向外设有与旋转接头相连的钢管，分别用于输入和输出气体。本发明可避免产品中混入设备的金属杂质，可使生产氧化钴类产品的工艺流程缩短，产品的品质高，对环境无污染。

Description

将无水氯化钴烧成氧化钴产品连电加热整体旋转的电阻炉

技术领域

本发明涉及一种用于生产氧化钴类产品的电阻炉，即以无水氯化钴为原料直接高温锻烧成氧化钴类产品的电阻炉，尤其涉及将无水氯化钴烧成氧化钴产品连电加热整体正反旋转的电阻炉。

技术背景

电阻隧道炉是钴金属行业制备氧化钴的主要设备。目前，市场上生产氧化钴的普遍方法是：采用氯化钴溶液为原料用湿法沉淀工艺制备出碳酸钴，然后，用电阻隧道炉对碳酸钴进行锻烧，最终获得氧化钴。传统的用无水碳酸钴原料高温锻烧成氧化钴的电阻隧道炉设备存在以下缺陷：制备碳酸钴工艺流程长、期间产生的氨氮废水处理成本高，而且用制备出的碳酸钴经锻烧后的氧化钴品质不易控制。

根据现有技术的电阻隧道炉，将物料装入耐温耐酸陶瓷匣钵中、从炉体一端推进，另一端推出，物料在整个锻烧过程中是静止不动的，这样，流入炉中的氧化气体无法深入到物料的中底层、不能使物料同时均匀充分反应，造成锻烧时间长及锻烧后的氧化钴成份与物相组成均一性差。然而，市场需要一种能够直接把无水氯化钴(无水氯化钴可用氯化钴溶液经喷雾干燥设备直接制取)物料锻烧成氧化钴的电阻炉，以取消由氯化钴溶液制备碳酸钴的整个湿法沉淀工艺流程，也就没有氨氮废水产生，从而大幅降低生产成本。

遗憾的是，现有技术的隧道电阻炉都不能直接锻绕无水氯化钴。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于生产氧化钴类产品的电阻炉，其不仅能锻烧碳酸钴，而且能直接将无水氯化钴锻烧成氧化钴，并能将煅烧物料时所产生的氯化氢废气收集回用。

为此，本发明提供了一种用于生产氧化钴类产品的电阻炉，其特征在于，包括：以无水氯化钴(优选地，无水氯化钴可用氯化钴溶液经喷雾干燥设备直接制取)为原料直接进行煅烧的炉腔，炉腔的侧壁外围设有保温层；在该炉腔的外侧壁面上设有温度可控的加热装置及温度传感器；呈圆柱形的炉体可转动地被支承在支架上，而且该炉体设有唯一的进出料口、并可用于装卸密封方塞及出料方套的定位装置，炉体可向一端倾斜(0至50度)，在炉体两端的中心自里向外设有与旋转接头相连的不锈钢管，分别用于输入和输出气体(优选地，气体量可通过闸阀开关和流量计控制)。

在炉体最里层设有陶瓷材料的长筒形炉衬，在炉衬两端中心各连接一根高温石英管，在出气方向炉衬端板上开有一个进出料口、并配有陶瓷材料的进出料盖。

在炉体里面第二层设有由310S不锈钢制造组合成的密封圆筒，从进气侧至出气侧顺序组合为，316L不锈钢闸阀开关、流量计、高温密封旋转接头、310S不锈钢管、310S不锈钢带底圆筒、高温柔性石墨密封卷、310S圆筒端盖板(盖板上开有一个与炉衬端板对应的进出料口)、310S不锈钢管、高温密封旋转接头、316L不锈钢闸阀开关。

在密封圆筒的外侧板面均匀布置带高温石英短环管绝缘材料隔离的电加热丝和热传感器，在短环石英管外围焊有310S不锈钢板材质的保护定位套，在保护定位套外层及密封圆桶的两端均辅有硅酸铝保温棉，保温棉外再包一层圆筒形组合钢板外套，在排气方向，外套端板上开有与里面两层对应的进出料口。

炉体定位于四个带挡边的钢轮上、经安全保护架固定在一矩形槽钢架上，槽钢架通过铰链与支座(进出料端)相连接，槽钢架横向的中部设有一转动轴，转动轴与油缸的伸缩杆相连接，缸体经旋转支座固定在地面水泥基础上，槽钢架一端可作升降活动，四个定位轮分别由两根钢轴连接并经轴承座延伸，在轴头装一链轮，经链条与动力减速箱上链轮连接，在电机带动下四个定位轮可同向、同步转动。

加热装置为电加热装置，在进气方向的不锈钢管(距保温外壳25厘米处，)外圈上焊有两条180度对称的凹形梢键，梢键上定位装有一个六位互相绝缘的集电滑环，集电滑环内径大于不锈钢管外径20毫米；在所述隔离空间处，设有冷却风机，以对准吹风冷却，使集电滑环不受高温影响，避免因绝缘破坏而造成电源短路；六位集电滑环其中两位将温度传感器信号经对应碳刷引入到电控柜中的PID多段智能温控仪表，四位将电控柜加热电源经对应碳刷引入到炉体电加热丝上。

根据本发明电阻炉，直接将无水氯化钴锻烧出氧化钴类产品，无水氯化钴锻烧时被封闭在陶瓷炉衬中，输入的氧化或还原气体经过流量计、闸阀开关的监控流入炉内，物料在炉体中经定位滚动钢轮、电机及转动机构的带动下旋转翻动，与氧化气体充分接触，使物料高温反应均匀、彻底，反应过程释放出的氯化氢气体从另一端气管、密封高温旋转接头经引风机引出并用水吸收，整个锻烧过程中物料、输入和输出的气体不接触设备的金属部位，避免了产品中混入设备的金属杂质。因此，本电阻炉可生产出高品质的氧化钴类产品，可使生产氧化钴类产品的工艺流程缩短，对环境无污染，并最终大幅降低生产成本，。

附图说明

图1是根据本发明的用于生产氧化钴类产品的总装配示意图。

图2和图3分别是本发明第一实施例和第二实施例的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步对本发明进行说明。根据本发明的电阻炉包括一圆柱形的炉体、它至少由以下七个系统组成。

一、物料受热反应并与金属隔离系统：

该系统属圆柱炉体的最里层，它的中间部位是陶瓷材料做成的长圆筒形炉衬1(横向摆放)，在圆筒形炉衬1的两端板的中心各连接一根高温石英管，在出气方向炉衬端板上开有一个进出料口2、并配有同样材质做成的进出料盖4。该系统主要功能是将物料、进出气体与设备的金属部位完全隔离，使物料可完全避免在高温下被所产生的金属氧化物的污染。

二、进出气体密封系统：

该系统是圆柱形炉体里的第二层，它的中间部位是由310S不锈钢制造组合成的密封圆筒，连接方式为：进气侧→316L不锈钢闸阀开关→流量计→316L不锈钢软管→高温密封旋转接头→310S不锈钢管→310S不锈钢带底圆筒→高温柔性石墨密封卷→310S圆筒端盖板(盖板上开有一个与炉衬端板对应的进出料口)→310S不锈钢管→高温密封旋转接头→316L不锈钢软管→316L不锈钢闸阀开关→出气侧。该系统功能是：保护“系统一”中的部件并传导热能，具有完全密封性能，进气能控制、废气能定向引出。

三、加热保温系统：

该系统在圆柱形炉体外壳与第二层之间，“系统二”密封圆筒的外侧板面均匀密布带高温石英管材料隔离的电加热丝和热传感器，在石英管外围焊有310S不锈钢板材质的保护定位套，在保护定位套外层及密封圆筒的两端均辅有硅酸铝保温棉，保温棉外再包一层圆筒形组合钢板外套。在排气方向、外套端板上开有与里面两层对应的进出料口2。该系统功能是保护“系统一”中的部件并加热锻烧物料，阻隔加热温度向外传递。

四、进出料口系统：

该系统由“系统二”中310S圆筒端盖板上的310S不锈钢板定位进出料口方套、高温柔性石墨密封卷、可拆卸的310S不锈钢保温方塞4、可拆卸的316L不锈钢板陶瓷出料方套、及“系统三”外套不锈钢端板上的进出料口4的不锈钢定位螺丝组成。该系统功能是物料锻烧时能密封料口2，出料时不污染物料。

五、定位升降及旋转系统：

该系统由四个带定位挡边能转动的钢轮固定在一矩形槽钢架上，槽钢架两端经两个活动铰链与“系统五”的支座系统焊接定位，槽钢架横向正中间装一可转动轴，转动轴中间连接油缸的伸缩杆，缸体经旋转支座固定在地面基础上。槽钢架一端可作升降活动，中间向上面装有一套带转动压轮的门框形状的保护槽钢，将“系统一”、“系统二”和“系统三”组成的旋转钢板圆筒包围在中间。四个定位轮分别由两根钢轴连接并经轴承座延伸，在轴头装一链轮，经链条与动力减速箱上链轮连接，在电机带动下四个定位轮可同向同步转动。该系统的主要功能是将“系统一”、“系统二”和“系统三”组成的密封锻烧炉体安全牢固地定位于能单端分别升降的槽钢架上，并能在动力带动下旋转，物料烧好后炉体一端升高倾斜出料。

六、支座系统：

由槽钢焊接而成，长方架形，通过地脚螺丝固定在地面基座上。该系统的主要功能是承受前文所述五个系统组成的整个旋转密封锻烧炉体重量及该设备的定位安装。

七、供电和自动控制系统：

在“系统二”中进气方向的不锈钢管(距保温外壳十厘米处)外圈上焊有两条180度对称的凹形梢键，梢键上定位装有一个六位互相绝缘的集电滑环10，集电滑环内径大于不锈钢管外径20毫米，并加装小型风机14对滑环与钢管间隙处吹风冷却。六位集电滑环10设有防护罩15，其中两位将温度传感器信号经对应碳刷引入到电控柜9中的PID多段智能温控仪表，四位将电控柜9的加热电源经对应碳刷引入到炉体电加热丝上。旋转电机电源从电控柜旋转控制系统(变频调速)直接引出。该系统的主要功能是通过集电滑环解决了带电热保温在内的整个炉体连续旋传工作时的线路连接，及炉料锻烧工艺所需的各时段、时间温度的控制。

如图2和3所示，本发明的实施步骤如下：所需锻烧物料经专用工具从进出料口2送入炉内的陶瓷内桶1、再用高温密封圈3和密封方塞4将物料密封于陶瓷内桶1。送电给转动电机7，同时，经六位滑环10送加热电源并受温控仪表控制。到工艺所需温度时(工艺所需温度由各厂家在锻烧氧化钴时根据自己的工艺要求确定)，打开进气阀5和出气阀6，物料锻烧好后，关进气阀5和出气阀6。切断电加热电源，将进出气两端的高温软管11快速拆离。将进出料口2转至炉体上方处，把密封方塞4拆下，将出料陶瓷方套装上后，将进出料口2转至炉体最下端。在进出料口2下方放好陶瓷盛料盆后，启动油缸13，将炉体一端升起，使物料从进出料口2排出。图1中的附图标记12表示活动铰链，铰链的一叶固定在设备支座一端平面上、另一叶固定在炉体支称架一端侧面上。

图2所示的实施例：进出料口1旋转至主轴上端位时，可装卸密封方塞和出料方套。

图3所示的实施例：进出料口1旋转至主轴下端位时，炉体可倾斜出料。

Claims (6)

1.一种用于生产氧化钴类产品的电阻炉，其特征在于，包括：

以无水氯化钴(优选地，无水氯化钴可用氯化钴溶液经喷雾干燥设备直接制取)为原料直接进行煅烧的炉腔，炉腔的侧壁外围设有保温层；在该炉腔的外侧壁面上设有温度可控的加热装置及温度传感器；呈圆柱形的炉体可转动地被支承在支架上，而且该炉体设有唯一的进出料口、并设有可用于装卸密封方塞及出料方套的定位装置，炉体可向一端倾斜(0至50度)，在炉体两端的中心自里向外设有与旋转接头相连的不锈钢管，分别用于输入和输出气体(优选地，气体量可通过闸阀开关和流量计控制)。

2.如权利要求1所述的电阻炉，其特征在于，在炉体最里层设有陶瓷材料的长筒形炉衬，在炉衬两端中心各连接一根高温石英管，在出气方向炉衬端板上开有一个进出料口、并配有陶瓷材料的进出料盖。

3.如权利要求1所述的电阻炉，其特征在于，在炉体里面第二层设有由310S不锈钢制造组合成的密封圆筒，从进气侧至出气侧顺序连接为，316L不锈钢闸阀开关、流量计、高温密封旋转接头、310S不锈钢管、310S不锈钢带底圆筒、高温柔性石墨密封卷、310S圆筒端盖板(盖板上开有一个与炉衬端板对应的进出料口)、310S不锈钢管、高温密封旋转接头、316L不锈钢闸阀开关。

4.如权利要求1所述的电阻炉，其特征在于，在密封圆筒的外侧板面均匀布置带高温石英短环管绝缘材料隔离的电加热丝和热传感器，在短环石英管外围焊有310S不锈钢板材质的保护定位套，在保护定位套外层及密封圆桶的两端均辅有硅酸铝保温棉，保温棉外再包一层圆筒形组合钢板外套，在排气方向，外套端板上开有与里面两层对应的进出料口。

5.如权利要求1所述的电阻炉，其特征在于，炉体定位于四个带挡边的钢轮上、经安全保护架固定在一矩形槽钢架上，槽钢架通过铰链与支座(进出料端)相连接，槽钢架横向的中部设有一转动轴，转动轴与油缸的伸缩杆相连接，缸体经旋转支座固定在地面水泥基础上，槽钢架一端可作升降活动，四个定位轮分别由两根钢轴连接并经轴承座延伸，在轴头装一链轮，经链条与动力减速箱上链轮连接，在电机带动下四个定位轮可同向、同步转动。

6.如权利要求1所述的电阻炉，其特征在于，加热装置为电加热装置，在进气方向的不锈钢管(距保温外壳25厘米处，)外圈上焊有两条180度对称的凹形梢键，梢键上定位装有一个六位互相绝缘的集电滑环，集电滑环内径大于不锈钢管外径20毫米；在所述隔离空间处，设有冷却风机，以对准吹风冷却，使集电滑环不受高温影响，避免因绝缘破坏而造成电源短路；六位集电滑环其中两位将温度传感器信号经对应碳刷引入到电控柜中的PID多段智能温控仪表，四位将电控柜加热电源经对应碳刷引入到炉体电加热丝上。

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