CN105423749B - 一种用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑 - Google Patents

一种用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑 Download PDF

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Abstract

一种用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,包括:窑体,窑体内分成两层:窑体上层和窑体下层;窑体上层中设置预热烘干段和升温段,窑体下层中设置为升温段、恒温段及降温段;窑体上层和窑体下层中辊棒传动方向为上下对向传动;双层辊道窑管道系统,包括上层抽湿管道、下层抽湿管道以及窑尾抽风冷却管道;上层抽湿管道和下层抽湿管道用来从炉膛内直接抽出烘干铁氧体坯体时产生的水汽;窑尾抽风冷却管道用来为降温段进行冷却抽风;窑尾抽出的热风分别引调到预热烘干段重复利用或通入降温段的自然冷却区形成热风气帘。本发明具有结构简单紧凑、可优化整体结构布局、能够提高产能、降低生产能耗等优点。

Description

一种用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑
技术领域
本发明主要涉及到工业窑炉领域,特指一种用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑。
背景技术
2003年,中国电科第四十八研究所成功研发了第一台45米的双推板辊道窑用于磁性材料烧结。从国内第一台45米永磁辊道窑的诞生至今,国内各设备供应商所研究的永磁铁氧体辊道窑技术基本趋于稳定,其炉体长度一般为36~48米之间,其烧结推板数量从双推板发展到三推板再发展至双大推板。在此基础上,目前市场稳定的永磁铁氧体烧结产品为45米双大推板辊道电窑,其产能最大为10吨/天左右,其生产单位能耗大概在0.8 kw·h/kg左右。随着科技的发展,市场对于高产能、高效率、低能耗的永磁铁氧体辊道烧结窑需求越来越迫切。
在永磁铁氧体烧结领域,现有技术中窑体的不足就在于:
1. 现有设备对进窑毛坯含水量存在一定的要求。为满足此要求,厂家需要足够用来码放毛坯用以风干的空间或建造足够的毛坯烘干房。这是因为现有永磁烧结设备要求进窑坯料尽量干燥,否则烧结过程中存在开裂现象,而且影响产量。
2.现有永磁铁氧体材料烧结窑市场基本为45米辊道窑,而该窑型的产能几乎达到极致。要想在此基础上增加产能相当困难。这是因为从设备所占空间效率及产品单位能耗考量,不能依靠单一的拉长窑炉长度来进行产能扩充。
3.通过窑炉技术人员的努力,现有45米辊道窑的能耗指标几乎已达最低,从炉体耐火材料及现有结构方面的优化已不可能取得更好的节能效果。这是国内耐火隔热材料方面的研究进展较慢,近几年没有研发出新型的保温耐火材料来增强窑炉的保温性能。加之,国内外对现有永磁辊道窑余热利用的方法多有尝试,但均吿失败。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题,本发明提供一种结构简单紧凑、可优化整体结构布局、能够提高产能、降低生产能耗的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,包括:
窑体,所述窑体内分成两层:窑体上层和窑体下层;所述窑体上层中设置预热烘干段和升温段,所述窑体下层中设置为升温段、恒温段及降温段;所述窑体上层和窑体下层中辊棒传动方向为上下对向传动;
双层辊道窑管道系统,包括上层抽湿管道、下层抽湿管道以及窑尾抽风冷却管道;所述上层抽湿管道和下层抽湿管道用来从炉膛内直接抽出烘干铁氧体坯体时产生的水汽;所述窑尾抽风冷却管道用来为所述降温段进行冷却抽风;从降温段抽调热风分别引调到所述预热烘干段重复利用或通入降温段的自然冷却区形成热风气帘。
作为本发明的进一步改进:所述降温段采用组合冷却方式;所述降温段的前段为自然冷却区;所述降温段的中段采用直抽风冷却与夹套风冷相结合方式进行冷却,其中直抽风冷却为在炉顶通过直抽风口直接从炉膛内抽出热风,炉底开有进风口,所述夹套风冷为在炉膛侧壁上设置夹套层,所述夹套层上开设有夹套进风口和夹套抽风口,通过夹套层内的空气流通带走热量;所述降温段的尾段为直接对着烧结后的产品进行吹风冷却。
作为本发明的进一步改进:所述预热烘干段用于烘干铁氧体坯体中所含水分,采用从降温段抽调热风进行吹热风烘干的方式;所述预热烘干段的前一部分完全由从降温段抽调热风提供热量,所述预热烘干段的后一部分在炉内内置下加热器,作为补偿热源备用。
作为本发明的进一步改进:所述窑体下层处设置热气帘防窜温进风管道,所述热气帘防窜温进风管道为由引风机出来的从降温段抽调热风由窑体下层左右侧壁的气帘进气管通入炉膛内,形成隔断气帘。
作为本发明的进一步改进:所述降温段的自然冷却区第二节炉体设置两道以上的炉膛隔断气帘,阻断所述恒温段的热量流入降温段。
作为本发明的进一步改进:在所述预热烘干进风管道、热气帘防窜温进风管道和气帘进气管外表面均包裹管棉,外贴铝箔玻干。
作为本发明的进一步改进:所述窑体上层的炉体直接堆放在窑体下层的炉体钢架结构上。
作为本发明的进一步改进:所述窑体上层处每个抽湿截路径为由两个抽湿口、上层抽湿管道直接从炉顶抽出,再汇入到第一总管道中;所述窑体下层在炉膛顶部的抽湿路径为由两个抽湿口、下层抽湿管道通过炉体侧面抽出,经侧面的下层汇总管再汇入到第一总管道中。
作为本发明的进一步改进:所述每个抽湿口均设置有插板阀,以控制每个抽湿口的排气量。
作为本发明的进一步改进:所述双层辊道窑内的传动部件包括依次布置的窑口升降机构、上层横送机构、上层入口辊台、上层窑内传动机构、过渡密封升降机构、下层窑内传动机构、下层出口辊台、下层横送机构、返回架。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,采用双层结构设计用于永磁铁氧体烧结的辊道窑,突破了现阶段永磁铁氧体辊道烧结窑占地面积大,产能受限的瓶颈,其产能可达到20吨/天(目前永磁辊道窑最大产能普遍为10吨/天左右,其占地面积与普通单层辊道窑相同)
2、本发明的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,上层为20米预热烘干段+10米升温段(亦可作烘干段使用),下层为18米升温段+6米恒温段+21米降温段。
3、本发明的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,从下层炉体降温段通过5个点(或若干个点)直接抽出冷却余热风,通过引风机引调到上层炉体烘干段对铁氧体坯体进行烘干使用。在上层炉体预热烘干段前10米,热风由辊棒上下两路鼓入炉膛;在上层炉体预热烘干段后10米,热风由辊棒上方鼓入炉膛,在辊棒下方布置内加热器,当工艺调整时如果余热风不能提供后10米工艺所需热能,此时才启动内加热器进行补充加热。
4、本发明的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,从风冷夹套中抽出的余热风通过引风机引调至下层降温段前8米,由炉体左右两侧分几点鼓入炉膛内形成气帘,气帘起到温区锁口作用,阻止恒温区的温度串温到降温区。降温区设计两道热气帘。
5、本发明的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,采用双层结构设计,使得窑体的传动速度达到3.5分/板,为现有单层辊道窑的一半左右。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图2是本发明在具体应用实例中降温段的冷却原理示意图。
图3是本发明在具体应用实例中传动部件的原理示意图。
图4是本发明在具体应用实例中双层辊道窑管道系统的原理示意图。
图5是本发明在具体应用实例中抽风的结构原理示意图。
图6是本发明在具体应用实例中热气帘防窜温进风管道的原理示意图。
图例说明:
1、窑体;2、窑体上层;3、窑体下层;4、预热烘干段;5、升温段;7、恒温段;8、降温段;9、直抽风口;10、进风口;11、夹套层;12、夹套进风口;13、夹套抽风口;14、上层抽湿管道;15、下层抽湿管道;16、窑尾抽风冷却管道;17、第一总管道;18、下层汇总管;19、抽风支管;20、第二总管道;21、预热烘干进风管道;22、热气帘防窜温进风管道;23、引风机;24、气帘进气管;25、窑口升降机构;26、上层横送机构;27、上层入口辊台;28、上层窑内传动机构;29、过渡密封升降机构;30、下层窑内传动机构;31、下层出口辊台;32、下层横送机构;33、返回架。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示,本发明的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,包括:
窑体1,窑体1内分成两层:窑体上层2和窑体下层3;窑体上层2中设置预热烘干段4和升温段5(亦可做烘干段使用),窑体下层3中设置为升温段5、恒温段7及降温段8;窑体上层2的炉体直接堆放在窑体下层3的炉体钢架结构上,窑体上层2和窑体下层3中辊棒传动方向为上下对向传动。
双层辊道窑管道系统,包括上层抽湿管道14、下层抽湿管道15以及窑尾抽风冷却管道16。抽湿管道用来从炉膛内直接抽出烘干铁氧体坯体时产生的水汽,窑体上层2每个抽湿截面由两个抽湿口、上层抽湿管道14直接从炉顶抽出,再汇入到第一总管道17中;窑体下层3在炉膛顶部由两个抽湿口、下层抽湿管道15通过炉体侧面抽出,经侧面的下层汇总管18再汇入到第一总管道17中。在具体应用实例中,上层抽湿口每2.5米设计两个,总共24个;窑体下层3在升温段5共设计3组抽湿口,每2米一组。每个抽湿口均设计有插板阀,方便控制每个抽湿口的排气量(参考图4)。 窑尾抽风冷却管道16,用来为降温段8进行冷却抽风;所述窑尾抽出的热风分别由两台引风机23引调到窑体1的预热烘干段4重复利用或通入降温段8的自然冷却区形成热风气帘。
双层辊道窑余热利用系统,包括上层炉体预热烘干进风管道系统和下层炉体热气帘防窜温进风管道22。
在上述结构中,预热烘干段4用于烘干铁氧体坯体中所含水分,本发明采用从窑炉的降温段8抽调的热风进行吹热风烘干;预热烘干段4的前一部分(约10米)完全由尾部余热风提供热量,预热烘干段4的后一部分(约10米)在炉内设计内置下加热器,作为补偿热源备用。在具体实例中,例如内置下加热器可以优选为W型电热丝。具体而言,参见图1,在应用实例中,窑体上层2的预热烘干进风管道21包括进风总管和进风支管。由引风机出来的热风通过进风总管引调到窑体上层2(窑头),在窑体上层2的预热烘干段4前段(约10米),由辊棒上下两路鼓入炉膛;在窑体上层2的预热烘干段4尾段(约10米),热风由辊棒上方鼓入炉膛,在辊棒下方布置内加热器,当工艺调整时如果余热风不能提供后10米工艺所需热能,这时才启动内加热器进行补充加热。此段烘干段完全由窑尾余热风提供热源,以此节省原本烘干铁氧体坯体所需的热量,达到设备节能的目的(参见图1)。
升温段5用于将窑炉工艺温度由坯体烘干温度提升至保温工艺温度。在具体应用实例中,位于上层的升温段5亦可做预热烘干段4来使用。
恒温段7为烧结工艺段。
降温段8,采用组合冷却方式。降温段8的前段(约8米)由于要承载窑体上层2,采用与恒温段7相同的炉体结构,实现自然冷却;降温段8的中部(约11米)采用直抽风冷却与夹套风冷相结合方式进行冷却,其中所述直抽风冷却为用一台抽风机在炉顶通过直抽风口9直接从炉膛内抽出热风,炉底开有进风口10,炉顶抽风使炉内形成负压,进一步使炉外的冷空气通入炉膛内冷却产品;所述夹套风冷为在炉膛侧壁上设置夹套层11,夹套层11上开设有夹套进风口12和夹套抽风口13,通过夹套层11内的空气流通带走热量,达到冷却效果(参考图2)。降温段8的尾部(约2米)由两台轴流风机直接对着烧结后的产品进行吹风冷却。
在具体应用时,参见图5,直抽风冷却为用一台抽风机在炉顶直接从炉膛内抽出热风,每一个抽风截面均由两个抽风口、抽风支管19抽出热风,再汇入到第二总管道20中(参考图5)。在具体应用实例中,降温段8共设计5个直接抽风点,共10个抽风支管19,每个抽风点之间间隔2米。进一步,夹套的风冷抽风为由两个夹套抽风口13分别从炉膛内壁左右两个夹套层11中抽出热风,在抽风口的夹套另一端开有夹套进风口12,保证夹套层11内的空气流通,从夹套层11抽出的热风汇入第二总管道20,此段设计左右共4个夹套层11,共4个抽风支管19。上述每个夹套抽风口13均设计有插板阀,方便控制每个抽风点的抽风量。(参考图1)
参见图6,作为较佳的应用实例,本实例中进一步在窑体下层3设置热气帘防窜温进风管道22,热气帘防窜温进风管道22为由引风机23出来的余热风由窑体下层3左右侧壁的气帘进气管24通入炉膛内,形成隔断气帘。降温段8的自然冷却区第二节炉体设置两道炉膛隔断气帘,达到双重阻断的效果,阻断恒温段7的热量流入降温段8,防止从降温段8抽取余热时导致恒温段7与降温段8窜温反而增加恒温段7能耗。上述所形成的热气帘,避免了当使用冷风气帘的急冷,造成烧结产品开裂。
作为较佳的应用实例,本实例中进一步在预热烘干进风管道21、热气帘防窜温进风管道22和气帘进气管24外表面均包裹管棉,外贴铝箔玻干,这样可以减小余热空气在输送过程中热量损失,提高预热烘干段4窑内温度,从而节约能源。
本实施例中,整个窑体1包括外壳和内部窑衬,外壳为框架钢结构,采用钢型材、钢板分段焊接组成,牢固可靠,外观布局合理,操作维修方便。为达到节能降耗和改善工作环境的目的,内部窑衬的耐火材料以轻质保温隔热砖和耐火纤维为主。具体应用时,窑体上层2为30米,由12节短炉体用螺栓连接组成,窑体下层3为45米,由11节长炉体用螺栓连接组成;窑体上层2堆放在窑体下层3的钢架结构上,辊棒传动方向为上下对向传动。
如图3所示,在本实施例中,双层辊道窑内的传动部件包括窑口升降机构25、上层横送机构26、上层入口辊台27、上层窑内传动机构28、过渡密封升降机构29、下层窑内传动机构30、下层出口辊台31、下层横送机构32、返回架33。上、下层传动方向相反,传动机构利用齿轮传动,保证动力传输稳定可靠。
工作原理:在返回架33上将永磁铁氧体压模成型的坯体整齐的摆放在承烧板上,经返回辊道架传送,将承烧板传送至窑口升降机构25并提升至上层辊道面,进一步的通过上层横送机构26将承烧板送至上层入口辊台27,承烧板即被送入炉膛烧结。承烧板在炉膛内需要依次通过预热烘干段4、升温段5、恒温段7及降温段8,其从头至尾的运动是通过辊棒匀速滚动带动,动力电机可以通过变频器调整转速,从而调整承烧板的运动速度,并且,动力电机传动链轮设计有转速测试器,实时监控实际输出转速。铁氧体的烧结过程是首先经上层炉体烘干、升温达到400℃左右,然后通过过渡密封升降机构29传送入窑体下层3中,再经升温、保温、冷却送出炉体,完成一个烧结周期,在烧结过程中,其走板速度达到3.5分钟/板。烧结完成的铁氧体在下层出口辊台31经出口下层横送机构32送至返回架33,一个工作周期结束。在上述过程中,窑尾冷却余热得以再利用。通过在窑体下层3的冷却抽风口将冷却铁氧体产生的热废气通过引风机23引调到窑体上层2的预热烘干段4进行热能循环再利用。如此循环利用窑炉本身的热量,大大的降低了电能的消耗,达到节能目的,设备生产单位能耗可达到0.70 kw·h/kg。
综上所述,本发明达到了永磁铁氧体烧结窑炉提升生产能力、降低生产能耗的要求,完全满足市场需求,其炉体结构双层分体式设计在国内永磁铁氧体烧结行业属于首创,大大的增加了设备产能,其产能达到20吨/天;同时,采用余热利用技术,将窑炉降温段8的冷却余热引调至窑体上层2的预热烘干段4对坯体进行烘干,大大降低了设备的能耗,其气帘式隔温锁口设计阻止了高温区与降温段8的窜温,大大提升了设备余热利用的效果。
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 (9)

1.一种用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,其特征在于,包括:
窑体(1),所述窑体(1)内分成两层:窑体上层(2)和窑体下层(3);所述窑体上层(2)中设置预热烘干段(4)和升温段(5),所述窑体下层(3)中设置为升温段(5)、恒温段(7)及降温段(8);所述窑体上层(2)和窑体下层(3)中辊棒传动方向为上下对向传动;双层辊道窑管道系统,包括上层抽湿管道(14)、下层抽湿管道(15)以及窑尾抽风冷却管道(16);所述上层抽湿管道(14)和下层抽湿管道(15)用来从炉膛内直接抽出烘干铁氧体坯体时产生的水汽;所述窑尾抽风冷却管道(16)用来为所述降温段(8)进行冷却抽风;从降温段抽调热风分别引调到所述预热烘干段(4)重复利用或通入降温段(8)的自然冷却区形成热风气帘;
所述降温段(8)采用组合冷却方式;所述降温段(8)的前段为自然冷却区;所述降温段(8)的中段采用直抽风冷却与夹套风冷相结合方式进行冷却,其中直抽风冷却为在炉顶通过直抽风口直接从炉膛内抽出热风,炉底开有进风口(10),所述夹套风冷为在炉膛侧壁上设置夹套层(11),所述夹套层(11)上开设有夹套进风口(12)和夹套抽风口(13),通过夹套层(11)内的空气流通带走热量;所述降温段(8)的尾段为直接对着烧结后的产品进行吹风冷却。
2.根据权利要求1所述的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,其特征在于,所述预热烘干段(4)用于烘干铁氧体坯体中所含水分,采用从降温段(8)抽调热风进行吹热风烘干的方式;所述预热烘干段(4)的前一部分完全由从降温段抽调热风提供热量,所述预热烘干段(4)的后一部分在炉内内置下加热器,作为补偿热源备用。
3.根据权利要求1或2所述的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,其特征在于,所述窑体下层(3)处设置热气帘防窜温进风管道(22),所述热气帘防窜温进风管道(22)为由引风机(23)出来的从降温段抽调热风由窑体下层(3)左右侧壁的气帘进气管(24)通入炉膛内,形成隔断气帘。
4.根据权利要求3所述的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,其特征在于,所述降温段(8)的自然冷却区第二节炉体设置两道以上的炉膛隔断气帘,阻断所述恒温段(7)的热量流入降温段(8)。
5.根据权利要求4所述的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,其特征在于,在预热烘干进风管道(21)、热气帘防窜温进风管道(22)和气帘进气管(24)外表面均包裹管棉,外贴铝箔玻干,所述预热烘干进风管道(21)为位于上层炉体的预热烘干进风管道系统。
6.根据权利要求1或2所述的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,其特征在于,所述窑体上层(2)的炉体直接堆放在窑体下层(3)的炉体钢架结构上。
7.根据权利要求1或2所述的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,其特征在于,所述窑体上层(2)处每个抽湿路径为由两个抽湿口、上层抽湿管道(14)直接从炉顶抽出,再汇入到第一总管道(17)中;所述窑体下层(3)在炉膛顶部的抽湿路径为由两个抽湿口、下层抽湿管道(15)通过炉体侧面抽出,经侧面的下层汇总管(18)再汇入到第一总管道(17)中。
8.根据权利要求7所述的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,其特征在于,所述每个抽湿口均设置有插板阀,以控制每个抽湿口的排气量。
9.根据权利要求1或2所述的用于永磁铁氧体烧结的节能型分体式双层辊道电窑,其特征在于,所述双层辊道窑内的传动部件包括依次布置的窑口升降机构(25)、上层横送机构(26)、上层入口辊台(27)、上层窑内传动机构(28)、过渡密封升降机构(29)、下层窑内传动机构(30)、下层出口辊台(31)、下层横送机构(32)、返回架(33)。
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