CN104296525B - 一种合金真空分离炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种合金真空分离炉，属于金属冶炼炉技术领域，设置有加热装置的炉体以及与炉体密闭连接的炉盖，所述炉体内设置炉筒，所述炉盖上设置凝结柱，炉盖内和凝结柱内设置水冷降温装置；本发明中，炉体内能够快速稳定的加热，并且保温效果良好，金属制成的炉筒能够保证内部温度均匀，使金属蒸汽快速进入到凝结腔室中，在炉盖中的降温盘管和凝结柱中的凝结盘管的共同作用下，使凝结腔室温度较低，适合金属的凝结，并且能够快速大量的凝结于凝结柱上。炉盖内的降温盘管不仅能够帮助金属蒸汽凝结，并且能够保证整个炉盖的使用寿命。

Description

一种合金真空分离炉

技术领域

本发明涉及金属冶炼炉技术领域，具体涉及一种合金真空分离炉。

背景技术

在机械加工领域，会产生大量的金属碎屑，这些金属碎屑一般都是合金材料，需要通过真空加热使之分离回收。

现有的合金真空分离炉的分离效果不佳，浪费大量的能源，得到的产品不太理想，造成出产率低下，回收成本高。

其中，主要是低沸点金属凝结效果差，炉盖降温效果差、寿命低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种效率高、效果好的合金真空分离炉。

本发明采用如下技术方案：

一种合金真空分离炉，其包括设置有加热装置的炉体以及与炉体密闭连接的炉盖，所述炉体或炉盖上设置有用于与抽真空装置连接的抽真空管；

所述炉体包括炉体外壳和设置于炉体外壳内的内衬，所述内衬限定炉体外壳内形成一个圆柱形的耐火保温的炉膛，所述炉膛内设置有用于装填物料的炉筒，所述炉筒和内衬之间设置电加热装置；

所述炉盖包括由上壁和下壁构成的炉盖本体，所述上壁和下壁之间成型有空腔体，所述炉盖本体上设置有电极孔；所述炉盖本体内侧中央固定设置有用于使金属气体凝结的凝结柱；

所述凝结柱包括凝结柱壳体，所述凝结柱壳体内部设置有用于降温的凝结盘管；所述炉盖本体上设置有与凝结盘管连通的第三进水口和第三出水口；

所述空腔体内设置有螺旋线型的降温盘管，所述降温盘管中心起始端与设置在炉盖本体上的第一进水管连接、边缘末端与设置在炉盖本体上的第一出水管连接；

所述降温盘管为截面呈半圆形的螺旋线型槽，降温盘管边缘与下壁无缝焊接，所述降温盘管的顶部与炉盖本体的上壁无缝焊接，由降温盘管隔开的空腔体形成螺旋线型水套，所述炉盖本体的边缘上设置与所述水套相通的第二进水管，炉盖本体顶部中央设置有与所述水套相通的第二出水管。

所述炉体外壳和炉盖之间设置有连接炉体，所述连接炉体内设置有一由耐火材料制成的内盖，所述内盖中央设置有一个用于容纳所述凝结柱的凝结腔室，所述凝结腔室底部中央设置有一个与炉膛相通的炉口。

进一步的，所述凝结柱壳体外壁设置有一个以上的导冷翼，所述导冷翼与凝结柱轴向平行，所述导冷翼外侧端设有凝结脚，所述凝结脚为Y型结构或T型结构。

进一步的，所述凝结盘管为截面呈半圆形的弧形槽扣合于凝结柱壳体内侧壁上并与凝结柱壳体无缝焊接。

进一步的，所述用于加热炉膛的电加热装置包括设置于内衬侧壁和底部上的若干小立柱和通过小立柱有序呈S形绕行的电热丝。

进一步的，所述连接炉体侧壁设置有定位管，所述定位管内设置有抽气管，连接炉体侧壁上设置有用于与抽真空装置连接的连接管，所述连接管与抽气管连通，所述内盖上设置有与定位管对应的让位槽。

进一步的，所述降温盘管内设有阻流片。

进一步的，所述的阻流片固定设置于下壁上，阻流片成对设置并沿水流方向呈倒“八”字设置。

进一步的，所述的炉盖本体上对称设置有两吊臂，所述吊臂上设置有耳轴。

进一步的，所述耳轴的水平中心轴线高于炉盖本体的重心。

本发明的积极效果如下：

本发明中，炉体内能够快速稳定的加热，并且保温效果良好，金属制成的炉筒能够保证内部温度均匀，使金属蒸汽快速进入到凝结腔室中，在炉盖中的降温盘管和凝结柱中的凝结盘管的共同作用下，使凝结腔室温度较低，适合金属的凝结，并且能够快速大量的凝结于凝结柱上。炉盖内的降温盘管不仅能够帮助金属蒸汽凝结，并且能够保证整个炉盖的使用寿命。

本发明较厚的内衬使整个炉体的保温效果良好，通过设置炉筒，炉筒是平稳放置于炉膛内的，因此装填物料或反应结束取料时只需要将炉筒提吊出来即可，安全可靠，不会对操作人员造成重大的危害。

本发明的炉盖通过在炉盖本体的空腔体内设置螺旋线型的降温盘管，使水流按照盘管的方向流动，大大增加了水流在炉盖本体内的流程，能够使之充分的换热，起到对炉盖的降温作用，并且使用水量降低，节省水资源。炉盖的中央部位温度最高，也最容易损坏，将进水口设置于炉盖中央，水流由中央向外流动，能够有效的控制炉盖中央部位的温度，提高整个炉盖的使用寿命。

半圆形的盘管能够增加水流与下壁的接触面积，增大导热系数，节省材料，设置阻流片，增加水流与流道的摩擦系数，能够增加热交换的速率，并且阻流片能够使水流局部形成涡流，更有效的促使水流与炉盖的热交换。水套的成型使炉盖内具有两条螺旋降温盘管，水套中的水流与降温盘管内的水流逆向流动，这样能够大大增加炉盖本体与水流的换热效率，并且使整个炉盖本体的周边和中心都能够得到有效的降温。

设置凝结柱，能够使气化的低沸点金属快速的凝结到凝结柱上，并且凝结柱通过内部的盘管降温，能够保持凝结柱的低温状态，从而给金属的凝结提供了平台和条件。

内盖的设置能够使炉膛的保温效果更好，并且内盖形成一个凝结腔室，使金属气体通过炉口进入凝结腔室，有效的使炉膛保温并且同时能够使凝结柱保持温度，这样能够使得到的产品更加理想，并且凝结效果更好，大大提高回收效率。

半圆槽型的凝结盘管一方面使进入的冷却水有序循环流动，保持整个凝结柱降温效果稳定，另一方面使凝结柱壳体的侧壁直接与盘管内的水接触，使降温速度快，效果好。

附图说明

附图1为本发明结构示意图；

附图2为本发明炉体的结构示意图；

附图3为本发明内盖的俯视结构示意图；

附图4为本发明炉盖的剖视结构示意图

附图5为本发明凝结柱的俯视结构示意图；

附图6为本发明降温盘管的结构示意图；

附图7为本发明炉盖的俯视结构示意图；

附图8为图6中A部的局部放大结构示意图；

附图9为炉体与抽真空装置的连接结构示意图。

在附图中：1炉盖本体、1-1上壁、1-2下壁、1-3空腔体、2-1第三进水口、2-2第三出水口、3降温盘管、4电极孔、5第一进水管、6第一出水管、7阻流片、8吊臂、9耳轴、10第二进水管、11第二出水管、12-1凝结柱壳体、12-2凝结盘管、13内衬、14连接炉体、15内盖、15-1凝结腔室、15-2炉口、15-3让位槽、16小立柱、17电热丝、18定位管、19抽气管、20连接管、21法兰盘、22炉筒、23炉体外壳、24真空发生器、25汽水分离器。

具体实施方式

下面结合附图1-9和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

如附图1所示的一种合金真空分离炉，其包括设置有加热装置的炉体以及与炉体密闭连接的炉盖，所述炉体或炉盖上设置有用于与抽真空装置连接的抽真空管。

所述炉体包括炉体外壳23和设置于炉体外壳23内的由耐火材料制成的内衬13，所述内衬13限定炉体外壳23内形成一个圆柱形的耐火保温的炉膛，所述炉膛内设置有用于装填物料的炉筒22，所述炉筒22的端口内侧设置有2-4个吊环，用于提吊炉筒。所述炉筒22和内衬13之间设置用于加热炉膛的电加热装置。

所述电加热装置包括设置于内衬13侧壁和底部上的若干小立柱16和通过小立柱16有序呈S形绕行的电热丝17。即内衬13侧壁设置环形排列的小立柱16，由上至下设置有若干层呈环形分布的小立柱16，上下相邻的两圈小立柱相互交错（本实施例的附图为平行设置），这样方便电热丝17的绕行，也能够使整个炉膛的温度更加均匀。底部小立柱呈直线多排设置，相邻两排小立柱16之间交错设置。小立柱16的设置能够对炉筒22起到支撑作用，防止其与电热丝17直接接触，另外也能够加速热量的传导。小立柱16使炉膛的温度能够快速有效的传递给炉筒，尤其是设置于炉膛底部的小立柱和电热丝，是炉筒中的金属废料被快速有效加热，节省能源。金属制成的圆柱形炉筒22能够使内部温度分布均匀，使金属蒸汽能够稳定向上运动，保证了分离的效率，节省能源。

如附图4所示，所述炉盖包括由上壁1-1和下壁1-2构成的炉盖本体1，炉盖本体1周缘为圆形边环、中间为球冠型盖顶，边环和球冠型盖顶内部设置相通的夹套，即所述上壁1-1和下壁1-2之间成型有空腔体1-3，所述炉盖本体1上设置有电极孔4；所述炉盖本体1内侧中央固定设置有用于使金属气体凝结的凝结柱；所述凝结柱包括凝结柱壳体12-1，所述凝结柱壳体12-1内部设置有用于降温的凝结盘管12-2；所述炉盖本体1上设置有与凝结盘管12-2连通的第三进水口2-1和第三出水口2-2。所述凝结盘管12-2为截面呈半圆形的弧形槽，盘绕成垂直的螺旋形（类似弹簧）扣合于凝结柱壳体12-1内侧壁上并与凝结柱壳体12-1无缝焊接。

如附图5所示，所述凝结柱壳体12-1外壁设置有一个以上的导冷翼12-3，所述导冷翼12-3与凝结柱轴向平行，所述导冷翼12-3外侧端设有凝结脚12-4，所述凝结脚12-4为Y型结构或T型结构。设置了导冷翼，能够增加凝结柱的使用面积，是凝结柱周围温度降低，增加热传导效率，能够提高金属的凝结速度和回收率，设置Y型结构或T型结构的凝结脚，能够使金属优先在凝结脚上凝结，方便取料，并且能够防止金属布满整个凝结柱外壁，使其导热效果降低，不能继续使金属凝结，从而降低回收率。

如附图4、6、7和附图8所示，所述空腔体1-3内设置有螺旋线型的降温盘管3，所述降温盘管3中央端与设置在炉盖本体1上的第一进水管5连接、边缘末端与设置在炉盖本体1上的第一出水管6连接；所述第一进水管5设置于炉盖顶部中央。所述降温盘管3为截面呈半圆形的螺旋线型槽合于下壁1-2上，降温盘管3边缘与下壁1-2无缝焊接，所述降温盘管3内设置有阻流片7。所述的阻流片7固定设置于下壁1-2上，阻流片7成对设置并沿水流方向呈倒“八”字设置。经过试验，所述沿水流方向呈倒“八”字设置的阻流片7能够在本发明所述的空腔体1-3内起到很好的导热效果，热交换速度快，水流出口温度高，能够快速有效的使炉盖降温，节省大量的水资源。

优选的，参见附图4所示，所述的降温盘管的顶部与炉盖本体1的上壁1-1无缝连接，这样由降温盘管3隔开的空腔体1-3也形成同样的螺旋线型的水套，如附图4、7所示，在炉盖本体1的边环上设置与上述水套相通的第二进水管10，在炉盖本体1顶部中央设置与水套相通的第二出水管11，这样，水套中的水流与降温盘管3内的水流逆向流动，这样能够大大增加炉盖本体1与水流的换热效率，并且使整个炉盖本体1的周边和中心都能够得到有效的降温。所述的水套内也设置有沿水流方向呈倒“八”字设置的阻流片（图未示出），使水流能够形成局部漩涡，增加换热效率。

所述的第一进水管5和第二进水管10外均可设置增压泵（图未示出），在需要的时候能够迅速增加水流的流速，加速炉盖的降温工作，使整个装置更容易控制。

如附图7所示，所述的炉盖本体1上对称设置有两吊臂8，所述吊臂8上设置有耳轴9，所述耳轴9的水平中心轴线高于炉盖本体1的重心。由于炉盖本体重量较重，且温度较高，开启操作困难。设置吊臂8能够方便炉盖起吊，耳轴9的水平中心轴线高于炉盖本体1的重心设置，防止起吊炉盖时翻转造成危险。

如附图1和附图2所示，所述炉体外壳23和炉盖之间设置有连接炉体14，所述连接炉体14内设置有一由耐火材料制成的内盖15，所述内盖15中央设置有一个用于容纳所述凝结柱的凝结腔室15-1，所述凝结腔室15-1底部中央设置有一个与炉膛相通的炉口15-2。金属蒸汽由炉口15-2进入到凝结腔室15-1内然后在凝结柱上凝结，形成固态的金属块。

所述连接炉体14侧壁设置有定位管18，所述定位管18内设置有抽气管19，连接炉体14侧壁上设置有用于与抽真空装置连接的连接管20，所述连接管20与抽气管19连通，所述内盖15上设置有与定位管18对应的让位槽15-3。定位管18保护抽气管19不会被损坏或者堵塞，保证了装置的稳定性，使其更加坚固耐用，让位槽15-3与定位管18配合，能够准确的将内盖15放置于连接炉体14内，所述内盖15上设置有用于起吊的吊环（图未示出）。所述炉盖和连接炉体以及连接炉体14和炉体外壳23之间通过法兰盘21连接。

如附图9所示，所述炉体埋置于地下，并与真空发生器24和汽水分离器25连接。将炉体埋于地下，减少对厂房内空降的占用，进一步保证了炉体内的温度，减少热量损失，并且能够防止炉体对操作人员的伤害，安全性高，开启炉盖和起吊炉筒22时更加方便，对厂房的高度要求降低，操作方便，安全性高。

作为本发明的进一步改进，在所述的凝结柱壳体12-1上设置有若干针眼大小的盲孔（图未示出），所述盲孔上插设金属制成的针，其具体材料可以根据所要处理的物料的不同而选择，比如金属废料中含有镍、铜和锌，沸点较低的锌变成气体后于凝结柱上凝结，此时所述的针可采用锌制做。插设针的目的，一方面加快凝结柱中的冷气的散发，促使金属快速凝结，一方面方便了凝结的金属块取下，大大降低了取料的难度。

本发明所公开的合金真空分离炉，由炉体实现了合金的加热和分离，使沸点较低的金属变成气体，并且能够保持气体状态进入到凝结腔室，由具有水冷装置的炉盖对金属蒸汽进行冷凝和回收，因此，炉体和炉盖的特殊设计结构共同完成金属的分离和回收，减少了能源的利用，并且大大提高了合金的回收效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种合金真空分离炉，其特征在于：其包括设置有加热装置的炉体以及与炉体密闭连接的炉盖，所述炉体或炉盖上设置有用于与抽真空装置连接的抽真空管；

所述炉体包括炉体外壳（23）和设置于炉体外壳（23）内的内衬（13），所述内衬（13）上成型有一个圆柱形的耐火保温的炉膛，所述炉膛内设置有用于装填物料的炉筒（22），所述炉筒（22）和内衬（13）之间设置电加热装置；

所述炉盖包括由上壁（1-1）和下壁（1-2）构成的炉盖本体（1），所述上壁（1-1）和下壁（1-2）之间成型有空腔体（1-3），所述炉盖本体（1）上设置有电极孔（4）；所述炉盖本体（1）内侧中央固定设置有用于使金属气体凝结的凝结柱；

所述凝结柱包括凝结柱壳体（12-1），所述凝结柱壳体（12-1）内部设置有用于降温的凝结盘管（12-2）；所述炉盖本体（1）上设置有与凝结盘管（12-2）连通的第三进水口（2-1）和第三出水口（2-2）；

所述空腔体（1-3）内设置有螺旋线型的降温盘管（3），所述降温盘管（3）中心起始端与设置在炉盖本体（1）上的第一进水管（5）连接、边缘末端与设置在炉盖本体（1）上的第一出水管（6）连接；

所述降温盘管（3）为截面呈半圆形的螺旋线型槽，降温盘管（3）边缘与下壁（1-2）无缝焊接，所述降温盘管（3）的顶部与炉盖本体（1）的上壁（1-1）无缝焊接，由降温盘管（3）隔开的空腔体（1-3）形成螺旋线型水套，所述炉盖本体（1）的边缘上设置与所述水套相通的第二进水管（10），炉盖本体（1）顶部中央设置有与所述水套相通的第二出水管（11）；

所述炉体外壳（23）和炉盖之间设置有连接炉体（14），所述连接炉体（14）内设置有一由耐火材料制成的内盖（15），所述内盖（15）中央设置有一个用于容纳所述凝结柱的凝结腔室（15-1），所述凝结腔室（15-1）底部中央设置有一个与炉膛相通的炉口（15-2）。

2.根据权利要求1所述的一种合金真空分离炉，其特征在于：所述凝结柱壳体（12-1）外壁设置有一个以上的导冷翼（12-3），所述导冷翼（12-3）与凝结柱轴向平行，所述导冷翼（12-3）外侧端设有凝结脚（12-4），所述凝结脚（12-4）为Y型结构或T型结构。

3.根据权利要求1所述的一种合金真空分离炉，其特征在于：所述凝结盘管（12-2）为截面呈半圆形的弧形槽扣合于凝结柱壳体（12-1）内侧壁上并与凝结柱壳体（12-1）无缝焊接。

4.根据权利要求1所述的一种合金真空分离炉，其特征在于：所述用于加热炉膛的电加热装置包括设置于内衬（13）侧壁和底部上的若干小立柱和通过小立柱有序呈S形绕行的电热丝（17）。

5.根据权利要求1所述的一种合金真空分离炉，其特征在于：所述连接炉体（14）侧壁设置有定位管（18），所述定位管（18）内设置有抽气管（19），连接炉体（14）侧壁上设置有用于与抽真空装置连接的连接管（20），所述连接管（20）与抽气管（19）连通，所述内盖（15）上设置有与定位管（18）对应的让位槽（15-3）。

6.根据权利要求1所述的一种合金真空分离炉，其特征在于：所述降温盘管（3）内设有阻流片（7）。

7.根据权利要求6所述的一种合金真空分离炉，其特征在于：所述的阻流片（7）固定设置于下壁（1-2）上，阻流片（7）成对设置并沿水流方向呈倒“八”字设置。

8.根据权利要求1所述的一种合金真空分离炉，其特征在于：所述的炉盖本体（1）上对称设置有两吊臂（8），所述吊臂（8）上设置有耳轴（9）。

9.根据权利要求8所述的一种合金真空分离炉，其特征在于：所述耳轴（9）的水平中心轴线高于炉盖本体（1）的重心。