CN105258495B - 电磁加热反应釜回转窑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电磁加热反应釜回转窑，包括料筒，电磁加热线圈通过电磁感应在料筒壳体中感应出涡流，进而对料筒加热，反应釜回转窑还包括冷却装置，冷却装置的连接管与电磁加热线圈连通，从内部为电磁加热线圈降温，电磁加热反应釜回转窑还具有能保持料筒不会左右前后晃动的料筒稳定装置、为料筒稳定装置以及电磁加热线圈降温的冷却装置、用于排出矿料加热产生的废气的排气装置、用于安置窑体的支架装置、对电磁加热线圈供电的变压系统以及和各个装置连接并控制各装置运作的中控装置。本发明具有通过感应加热、能源利用效率高、对料筒和输料管进行速度调节、能有效处理生成废气、保证安全施工、稳定性高、维修方便的优点。

Description

电磁加热反应釜回转窑

技术领域

本发明涉及矿石选矿设备的技术领域，尤其涉及难选金矿和铁矿的选矿设备，用于打开金包裹，提高回收率，具体的讲涉及电磁加热反应釜回转窑。

背景技术

回转窑主要应用于矿山，可以对矿粉进行初步加工，提高矿物精度，尤其是金矿或铁矿，以铁矿为例，铁矿具体有很多种，主要的两种就是磁铁矿（Fe3O4）和赤铁矿（Fe2O3），后者又俗称为红矿。我国铁矿一般是贫矿，品位在30左右，一般都需要进行选矿。低品位的赤铁矿选矿工艺复杂，不易实现。因此，我国的选矿大部分选的是磁铁矿，是物理选矿，技术上容易实现。为了增加选矿效率，在筛选磁铁矿之前，对矿石进行处理，将矿石中的杂质铁元素高温氧化成Fe3O4，然后再选矿，能提高铁元素的回收率。对杂质铁元素高温氧化的装置就是反应釜。反应釜具有以下优点：1、加热快，2、加热温度准确，温度可达到1300℃，3、环保无噪音。反应釜可以物理反应也可以化学反应，尤其适用于矿山的矿石处理，具有脱硫、脱硝、脱砷等功能，由于其加热温度高，还可以用于冶金、制药、烘干茶叶等，用途广泛。要对杂质铁元素加热，需要设计一种控制方便的加热方式，为智能控温提供基础，最佳方案是采用电磁加热，但是回转窑的料筒和输料管的转动速度对矿料的加热时间、行进速度等都有非常大的影响，而不同品质的矿料最佳的加热时间各不相同，如统一用一种转动速度，则有些矿料不能很好的氧化，有些矿料则处理过度，浪费能源，且现有的回转窑将矿石料加入回转窑后，进行高温加热，由于矿石中会含有硫、硝、砷等元素，在加热时会生成对人体有害的气体，必须进行处理，转窑的加热管在转动时，由于管内的矿粉的离心运动，容易导致加热管晃动，导致危险。且现有的回转窑长期使用容易结构老化，维修不便，且回转窑体积巨大，搬运非常不方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种通过感应加热、能源利用效率高、对料筒和输料管进行速度调节、能有效处理生成废气、保证安全施工、稳定性高、维修方便的电磁加热反应釜回转窑。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：电磁加热反应釜回转窑，包括窑体，窑体从前至后依次设置有进料部、加热部和出料部，进料部设置有进料口和输料管，输料管的前端与进料口连通，其中：输料管的后端接入加热部，加热部设有加热部壳体，加热部壳体内贯穿有轴向延伸的料筒，矿料从输料管输出后，进入料筒中，料筒包括中空的料筒壳体，料筒壳体内设置有轴向延伸的储能芯棒，储能芯棒包括芯棒壳体以及封堵在芯棒壳体中的碳芯，料筒外部缠绕有由空芯螺旋形导线构成的电磁加热线圈，通电后，电磁加热线圈通过电磁感应在料筒壳体和储能芯棒中感应出涡流，进而对料筒壳体和储能芯棒加热，料筒具有前高后低的倾斜度，料筒不能向前滑动，电磁加热反应釜回转窑还具有能保持料筒不会左右前后晃动的料筒稳定装置、为料筒稳定装置以及电磁加热线圈降温的冷却装置、用于排出矿料加热产生的废气的排气装置、用于安置窑体的支架装置、对电磁加热线圈供电的变压系统以及和各个装置连接并控制各装置运作的中控装置。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的料筒稳定装置包括轴向稳定结构和横向稳定结构，轴向稳定结构包括周向设置在料筒外壁上的挡圈，窑体上固定有一挡轮，挡轮挡在挡圈的后部防止料筒向后滑动，挡轮与挡圈滚动配合，横向稳定结构包括防晃装置，防晃装置有两组，分别设置在料筒的前部和后部，每组防晃装置包括两个防晃滚轮，防晃滚轮一左一右对称地抵在料筒下部，使料筒与两个防晃滚轮形成三角形稳固结构，料筒不能左右晃动。

上述的冷却装置包括主冷却管，主冷却管一端与外界水源连接，另一端封堵，主冷却管上连接有料筒线圈冷却支管、防晃滚轮冷却支管、挡轮冷却支管，料管冷却支管与电磁加热线圈连接，冷却水通过料筒线圈冷却支管流入电磁加热线圈的中空腔中，从内部为电磁加热线圈降温，防晃滚轮冷却支管接至横向稳定结构处为防晃滚轮降温，挡轮冷却支管接至轴向稳定结构处为挡轮降温，主冷却管与各支管连接处均设置有电磁阀。

上述的排气装置包括设置在进料部与加热部对接处的前排气腔、设置在加热部与出料部对接处的后排气腔，前排气腔与后排气腔均为密封腔，且前排气腔与后排气腔均通过排气管与室外连通，排气装置还设置有抽气泵，抽气泵对排气管抽气。

上述的支架装置包括水平设置的上横架、下横架，上横架、下横架之间通过竖向支撑杆连接，上横架、下横架之间还设置有斜支架，斜支架的上端连接在上横架与竖向支撑杆的交接处，斜支架的下端连接在下横架与相邻竖向支撑杆的交接处，上横架、下横架、竖向支撑杆和斜支架连接固定处均设置有梯形护板。

上述的变压系统包括有与外界交流电源连接的变压器，变压器将电压降低，变压器连接整流器，整流器将交流电整为直流电，整流器连接直流升压器后，连接至加热部中，加热部中设置有逆变器，直流升压器与逆变器连接，逆变器与电磁加热线圈连接。

上述的支架装置上设置有滑轨，进料部、加热部和出料部均滑动设置在支架装置上，进料部和加热部可分离对接，加热部和出料部可分离对接，加热部包括至少两个加热部壳体，每个加热部壳体均滑动设置在支架装置上，每个加热部壳体内均设置有各自的电磁加热线圈。

上述的中控装置与输料电机、电磁阀、料筒电机以及设在加热部上的温度监控器连接，中控装置连接有集成面板和显示器，用于输入和显示信息，中控装置根据集成面板输入的信息或温度监控器传来的温度信息调控输料电机和料筒电机的转速以及电磁阀的开断。

上述的加热部包括加热部壳体，加热部壳体为可开合壳体，其一侧与加热部主体部分铰接，另一侧为可钩住加热部主体部分的卡钩，当卡钩钩住加热部主体部分时，加热部壳体闭合，当卡钩未钩住加热部主体部分时，加热部壳体可打开，电磁加热线圈与料筒外露。

上述的输料管和料筒与矿料接触的部分均涂覆耐腐蚀层。

本发明的电磁加热反应釜回转窑，在窑体内设置储能芯棒，储能芯棒的作用之一是存储一部分热能，因为碳棒的热容高，相比于金属棒，更轻便，储能能力也更强，在断电的情况下也能在一段时间内保持料管内的温度，能源利用效率更高。另外一个作用是作为螺旋搅片的承载轴，用于推进矿料前进。当电磁加热反应釜回转窑运作时，料管、储能芯棒均进行转动，通过设置转动速度调节矿料前进速度，进而调整加热时间，本发明的料筒外缠绕有电磁加热线圈，通过电磁感应在料管以及储能碳棒上产生涡流，使料管以及储能碳棒温度上升，通过调节直流电的电压值，可以调节加热温度，使温度可控，通过在料筒周围设置链轮、链条和电机，使料筒可以转动，使进入料筒的矿粉能匀速前进，加热均匀，为了防止加热料管前后、左右晃动，在加热料管上固定挡圈，然后再挡圈后部配合挡轮，由于加热料管本身具有倾斜度，因此加热料管只会向自身的后部滑动，而挡轮挡住了挡圈后部，使加热料管无法向后部滑动，加热部前后两侧均设置有防晃结构，加热料管与两个防晃滚轮形成三角形稳固结构，使加热料管无法左右晃动，本发明通过上述结构实现了对加热管进行多重定位，防止回转窑加热管晃动，极大地提高了电磁加热反应釜回转窑的稳定性。由于矿料在料管中是由料管内翅片搅动前进，翅片的搅动频率对矿料的前进速度有很大影响，因此，输料管的转动速度会影响矿料的进料速度，料筒的转动速度会影响矿料的加热时间和出料速度，二者都需要进行速度调节。本发明通过控制装置控制两台电机的转速，实现了对矿料的进料、出料、加热时间的智能调节。进一步地，加热部设置有数个加热部壳体，每个加热部壳体内均设置有各自的电磁加热线圈，通过这种设置将加热部分成三段加热，每段加热均可单独控制，对于长度非常长的料筒而言，这种设置可以分段调控料筒内温度，实现对料筒温度的精确控制，在料筒的前后两端都设置了排气腔，当矿料在料筒中加热，反应生成二氧化硫、硫化氢等有害高温气体，这些气体会从料管的前后两端散逸出来，进入密闭的排气腔，确保有害气体不会泄露。这些气体会顺着排气管排出至大气中。为确保安全，在车间内安装气体泄漏感应装置，如果有气体逸出，气体泄漏感应装置感应到气体泄漏，会控制报警器报警。由于电磁感应加热时电磁加热线圈也会温度上升，需要进行降温。由于反应釜回转窑的加热线圈功率大、直径粗，可以较为方便地设计成空心的，然后将冷却水充入加热线圈中，从内部降温，这种降温方式效率高、用水少、降温速度快，比传统的降温方式更加优越。冷却管设置多个接口，每个接口上均设置阀门，便于掌控冷却水的开断。本发明支架装置上设置有滑轨，进料部、加热部和出料部均滑动设置在支架装置上，各部之间可以拼接，也可以分离，这种模块化结构使原本有十几米或几十米长的电磁加热反应釜回转窑可以拆分成数块，运输方便，且便于维修，某一模块出现故障，可以将其分离后拆开维修，极大地降低维修成本。本发明特别适合应用在选金矿上。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A部结构放大图；

图3是图1的B部结构放大图；

图4是图1的C部结构放大图；

图5是图1的M-M剖视图；

图6是料管的轴向剖视图；

图7是图5中的N-N剖视图；

图8是电磁加热线圈的周向剖视图；

图9是中控装置的连接框图；

图10是变压系统的连接框图。

附图标记为：冷却装置1、主冷却管11、料筒线圈冷却支管12、防晃滚轮冷却支管13、挡轮冷却支管14、进料部2、进料口21、输料管22、输料电机22a、加热部3、电磁加热线圈31、中空腔31a、加热部壳体32、变压系统4、变压器41、整流器42、直流升压器43、逆变器44、料筒5、料筒电机5a、料筒壳体51、储能芯棒52、芯棒壳体52a、碳芯52b、料筒稳定装置6、挡圈61、挡轮62、防晃滚轮63、支架装置7、上横架71、下横架72、竖向支撑杆73、斜支架74、梯形护板75、排气装置8、前排气腔81、后排气腔82、排气管83、抽气泵84、中控装置9、集成面板91、显示器92。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

本发明的电磁加热反应釜回转窑，包括窑体，窑体从前至后依次设置有进料部2、加热部3和出料部，进料部2设置有进料口21和输料管22，输料管22的前端与进料口21连通，其中：输料管22的后端接入加热部3，加热部3设有加热部壳体32，加热部壳体32内贯穿有轴向延伸的料筒5，矿料从输料管22输出后，进入料筒5中，料筒5包括中空的料筒壳体51，料筒壳体51内设置有轴向延伸的储能芯棒52，储能芯棒52包括芯棒壳体52a以及封堵在芯棒壳体52a中的碳芯52b，料筒5外部缠绕有由空芯螺旋形导线构成的电磁加热线圈31，通电后，电磁加热线圈31通过电磁感应在料筒壳体51和储能芯棒52中感应出涡流，进而对料筒壳体51和储能芯棒52加热，料筒5具有前高后低的倾斜度，料筒5不能向前滑动，电磁加热反应釜回转窑还具有能保持料筒5不会左右前后晃动的料筒稳定装置6、为料筒稳定装置6以及电磁加热线圈31降温的冷却装置1、用于排出矿料加热产生的废气的排气装置8、用于安置窑体的支架装置7、对电磁加热线圈31供电的变压系统4以及和各个装置连接并控制各装置运作的中控装置9。

实施例中，料筒稳定装置6包括轴向稳定结构和横向稳定结构，轴向稳定结构包括周向设置在料筒5外壁上的挡圈61，窑体上固定有一挡轮62，挡轮62挡在挡圈61的后部防止料筒5向后滑动，挡轮62与挡圈61滚动配合，横向稳定结构包括防晃装置，防晃装置有两组，分别设置在料筒5的前部和后部，每组防晃装置包括两个防晃滚轮63，防晃滚轮63一左一右对称地抵在料筒5下部，使料筒5与两个防晃滚轮63形成三角形稳固结构，料筒5不能左右晃动。

实施例中，冷却装置1包括主冷却管11，主冷却管11一端与外界水源连接，另一端封堵，主冷却管11上连接有料筒线圈冷却支管12、防晃滚轮冷却支管13、挡轮冷却支管14，料筒线圈冷却支管12与电磁加热线圈31连接，冷却水通过料筒线圈冷却支管12流入电磁加热线圈31的中空腔31a中，从内部为电磁加热线圈31降温，防晃滚轮冷却支管13接至横向稳定结构处为防晃滚轮63降温，挡轮冷却支管14接至轴向稳定结构处为挡轮62降温，主冷却管11与各支管连接处均设置有电磁阀。

实施例中，排气装置8包括设置在进料部2与加热部3对接处的前排气腔81、设置在加热部3与出料部对接处的后排气腔82，前排气腔81与后排气腔82均为密封腔，且前排气腔81与后排气腔82均通过排气管83与室外连通，排气装置8还设置有抽气泵84，抽气泵84对排气管83抽气。

实施例中，支架装置7包括水平设置的上横架71、下横架72，上横架71、下横架72之间通过竖向支撑杆73连接，上横架71、下横架72之间还设置有斜支架74，斜支架74的上端连接在上横架71与竖向支撑杆73的交接处，斜支架74的下端连接在下横架72与相邻竖向支撑杆73的交接处，上横架71、下横架72、竖向支撑杆73和斜支架74连接固定处均设置有梯形护板75。

实施例中，变压系统4包括有与外界交流电源连接的变压器41，变压器41将电压降低，变压器41连接整流器42，整流器42将交流电整为直流电，整流器42连接直流升压器43后，连接至加热部3中，加热部3中设置有逆变器44，直流升压器43与逆变器44连接，逆变器44与电磁加热线圈31连接。

实施例中，支架装置7上设置有滑轨，进料部2、加热部3和出料部均滑动设置在支架装置7上，进料部2和加热部3可分离对接，加热部3和出料部可分离对接，加热部3包括至少两个加热部壳体，每个加热部壳体均滑动设置在支架装置7上，每个加热部壳体内均设置有各自的电磁加热线圈31。

实施例中，中控装置9与输料电机22a、电磁阀、料筒电机5a以及设在加热部3上的温度监控器32连接，中控装置9连接有集成面板91和显示器92，用于输入和显示信息，中控装置9根据集成面板91输入的信息或温度监控器32传来的温度信息调控输料电机22a和料筒电机5a的转速以及电磁阀的开断。

实施例中，加热部3包括加热部壳体，加热部壳体为可开合壳体，其一侧与加热部3主体部分铰接，另一侧为可钩住加热部3主体部分的卡钩，当卡钩钩住加热部3主体部分时，加热部壳体闭合，当卡钩未钩住加热部3主体部分时，加热部壳体可打开，电磁加热线圈31与料筒5外露。

实施例中，输料管22和料筒5与矿料接触的部分均涂覆耐腐蚀层。

本发明的使用方法如下：预先估计矿料等级，设定合适的输料电机22a和料筒电机5a的转速，然后将矿料倒入进料部2，开动输料电机22a和料筒电机5a运作，输料管22内的翅片转动，将矿料卷入输料管22中，矿料随着翅片向料筒5运动，并进入料筒5，料筒5和其内部的推送柱、翅片一起转动，依靠翅片和装置自身的倾斜度带着矿料前进，当加入的矿料等级提高或者降低时，通过PLC相应地调节输料电机22a、料筒电机5a的转速，调控进料速度、加热时间和出料速度，保证矿料得到充分反应，同时反应时间又比较合理。在对矿料进行加热时，PLC控制冷却水充入电磁加热线圈31中，为电磁加热线圈31降温，同时，PLC还会将料筒各个位置的温度显示在显示器92上，供技术员了解情况。本发明特别适合应用在选金矿上。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.电磁加热反应釜回转窑，包括窑体，所述的窑体从前至后依次设置有进料部(2)、加热部(3)和出料部，所述的进料部(2)设置有进料口(21)和输料管(22)，所述的输料管(22)的前端与进料口(21)连通，其特征是：所述的输料管(22)的后端接入加热部(3)，所述的加热部(3)设有加热部壳体(32)，所述的加热部壳体(32)内贯穿有轴向延伸的料筒(5)，矿料从输料管(22)输出后，进入料筒(5)中，所述的料筒(5)包括中空的料筒壳体(51)，所述的料筒壳体(51)内设置有轴向延伸的储能芯棒(52)，所述的储能芯棒(52)包括芯棒壳体(52a)以及封堵在芯棒壳体(52a)中的碳芯(52b)，所述的料筒(5)外部缠绕有由空芯螺旋形导线构成的电磁加热线圈(31)，通电后，电磁加热线圈(31)通过电磁感应在料筒壳体(51)和储能芯棒(52)中感应出涡流，进而对料筒壳体(51)和储能芯棒(52)加热，所述的料筒(5)具有前高后低的倾斜度，料筒(5)不能向前滑动，所述的电磁加热反应釜回转窑还具有能保持料筒(5)不会左右前后晃动的料筒稳定装置(6)、为料筒稳定装置(6)以及电磁加热线圈(31)降温的冷却装置(1)、用于排出矿料加热产生的废气的排气装置(8)、用于安置窑体的支架装置(7)、对电磁加热线圈(31)供电的变压系统(4)以及和各个装置连接并控制各装置运作的中控装置(9)，所述的输料管(22)和料筒(5)与矿料接触的部分均涂覆耐腐蚀层。

2.根据权利要求1所述的电磁加热反应釜回转窑，其特征是：所述的料筒稳定装置(6)包括轴向稳定结构和横向稳定结构，所述的轴向稳定结构包括周向设置在料筒(5)外壁上的挡圈(61)，所述的窑体上固定有一挡轮(62)，所述的挡轮(62)挡在挡圈(61)的后部防止料筒(5)向后滑动，所述的挡轮(62)与挡圈(61)滚动配合，所述的横向稳定结构包括防晃装置，所述的防晃装置有两组，分别设置在料筒(5)的前部和后部，每组防晃装置包括两个防晃滚轮(63)，所述的防晃滚轮(63)一左一右对称地抵在料筒(5)下部，使料筒(5)与两个防晃滚轮(63)形成三角形稳固结构，料筒(5)不能左右晃动。

3.根据权利要求2所述的电磁加热反应釜回转窑，其特征是：所述的冷却装置(1)包括主冷却管(11)，所述的主冷却管(11)一端与外界水源连接，另一端封堵，所述的主冷却管(11)上连接有料筒线圈冷却支管(12)、防晃滚轮冷却支管(13)、挡轮冷却支管(14)，所述的料筒线圈冷却支管(12)与电磁加热线圈(31)连接，冷却水通过料筒线圈冷却支管(12)流入电磁加热线圈(31)的中空腔(31a)中，从内部为电磁加热线圈(31)降温，所述的防晃滚轮冷却支管(13)接至横向稳定结构处为防晃滚轮(63)降温，所述的挡轮冷却支管(14)接至轴向稳定结构处为挡轮(62)降温，所述的主冷却管(11)与各支管连接处均设置有电磁阀。

4.根据权利要求3所述的电磁加热反应釜回转窑，其特征是：所述的排气装置(8)包括设置在进料部(2)与加热部(3)对接处的前排气腔(81)、设置在加热部(3)与出料部对接处的后排气腔(82)，所述的前排气腔(81)与后排气腔(82)均为密封腔，且前排气腔(81)与后排气腔(82)均通过排气管(83)与室外连通，所述的排气装置(8)还设置有抽气泵(84)，所述的抽气泵(84)对排气管(83)抽气。

5.根据权利要求4所述的电磁加热反应釜回转窑，其特征是：所述的支架装置(7)包括水平设置的上横架(71)、下横架(72)，所述的上横架(71)、下横架(72)之间通过竖向支撑杆(73)连接，所述的上横架(71)、下横架(72)之间还设置有斜支架(74)，所述的斜支架(74)的上端连接在上横架(71)与竖向支撑杆(73)的交接处，斜支架(74)的下端连接在下横架(72)与相邻竖向支撑杆(73)的交接处，所述的上横架(71)、下横架(72)、竖向支撑杆(73)和斜支架(74)连接固定处均设置有梯形护板(75)。

6.根据权利要求5所述的电磁加热反应釜回转窑，其特征是：所述的变压系统(4)包括有与外界交流电源连接的变压器(41)，所述的变压器(41)将电压降低，所述的变压器(41)连接整流器(42)，所述的整流器(42)将交流电整为直流电，所述的整流器(42)连接直流升压器(43)后，连接至加热部(3)中，所述的加热部(3)中设置有逆变器(44)，所述的直流升压器(43)与逆变器(44)连接，所述的逆变器(44)与电磁加热线圈(31)连接。

7.根据权利要求6所述的电磁加热反应釜回转窑，其特征是：所述的支架装置(7)上设置有滑轨，所述的进料部(2)、加热部(3)和出料部均滑动设置在支架装置(7)上，所述的进料部(2)和加热部(3)可分离对接，所述的加热部(3)和出料部可分离对接，所述的加热部(3)包括至少两个加热部壳体，每个加热部壳体均滑动设置在支架装置(7)上，每个加热部壳体内均设置有各自的电磁加热线圈(31)。

8.根据权利要求7所述的电磁加热反应釜回转窑，其特征是：所述的加热部(3)包括加热部壳体，所述的加热部壳体为可开合壳体，其一侧与加热部(3)主体部分铰接，另一侧为可钩住加热部(3)主体部分的卡钩，当卡钩钩住加热部(3)主体部分时，加热部壳体闭合，当卡钩未钩住加热部(3)主体部分时，加热部壳体可打开，电磁加热线圈(31)与料筒(5)外露。