CN108826973A - 一种微波冶金设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冶金技术领域，具体是一种微波冶金设备及其使用方法，具体包括炉体以及炉体内部的炉腔，所述炉体下方设置支撑机构；所述炉体底部设置支撑底座、盛物台、密封结构，所述盛物台嵌入炉体底部，支撑底座下方设置升降机构、旋转装置，所述升降机构下方设置行走装置及轨道，炉体与炉体内部的炉腔之间填充模块化耐高温保温材料，炉体侧壁设置烟道，所述炉体顶部设置微波发射端，所述微波发射端和炉腔之间设置空腔，所述空腔由透波且不吸波的保温隔绝板围砌而成，空腔的两侧分别设置冷却孔和冷却风机。本发明解决了炉体砌筑复杂、耗时，炉底密封难，物料受热不均匀的问题，避免了微波发射端的导波管在疏导微波时产生高温电弧。

Description

一种微波冶金设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体是一种微波冶金设备及其使用方法。

背景技术

微波是指频率为300MHz～300GHz的电磁波，微波加热的基本原理是：在高频电磁作用下，介质材料中的极性分子从原来的随机分布状态转向按电场的极性排列取向，取向运动以每秒数十亿的频率不断变化，从而造成分子剧烈运动与碰撞摩擦，产生热量，使介质温度不断升高。微波具有穿透性、选择加热、加热均匀等特性。微波具有穿透性，减少物料在传统加热方式下翻腾的现象，避免产生大量的烟尘。微波具有选择加热的特性，微波只对金属氧化物进行加热，而对脉石等无法利用的矿石不加热，对能源进行了有效利用。此外，微波对物料加热是对物料内外同时加热的，对物料加热比较均匀，避免传统加热由外而内进行加热，避免“冷中心”问题。

将微波加热技术应用于冶金工业，是冶金技术的一次革命，微波冶金具有节能、高效、易于自动控制、保护环境等优点。但就目前而言微波加热技术在冶金工业中的应用还不够成熟，仍处于实验室或半工业阶段，还存在着诸多问题，比如大型微波设备的开发及相应的配套设施，微波冶金流程设计等问题有待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微波冶金设备及其使用方法，解决了传统小块耐火砖和耐火棉砌筑复杂、耗时，炉底密封难，物料受热不均匀的问题，避免了微波发射端的导波管在疏导微波时产生高温电弧。

本发明的实现过程如下：

一种微波冶金设备，包括炉体以及炉体内部的炉腔，所述炉体下方设置支撑机构；所述炉体底部设置支撑底座，所述支撑底座上方设置盛物台，所述盛物台嵌入炉体底部，所述支撑底座边缘设置密封结构，所述支撑底座下方设置升降机构，升降机构通过支撑底座与盛物台相连接，所述升降机构下方设置行走装置，所述行走装置下方设置轨道，所述支撑底座底部中心位置设置旋转装置，所述炉体与炉体内部的炉腔之间填充模块化耐高温保温材料，所述炉体侧壁设置烟道，所述烟道的一端与炉腔连通，所述烟道的另一端穿过炉体与外界大气相通，所述炉体顶部设置微波发射端，所述微波发射端和炉腔之间设置空腔，所述空腔由透波且不吸波的保温隔绝板围砌而成，所述空腔的一侧设置冷却孔，所述冷却孔将空腔与外界大气连通，所述空腔的另一侧设置冷却风机，所述冷却风机与空腔连通，所述炉体设置测温孔、测压孔和观测孔，所述测温孔、测压孔和观测孔分别与炉腔连通；其中，所述密封结构呈W型，由密封凹槽和密封凸起组成，在密封凹槽中的填充物淹没或高于密封凸起下沿。

进一步，所述旋转装置通过齿轮传动来带动支撑底座及盛物台旋转。

进一步，所述填充物为细砂粒、油类、水或水溶液中其中任意一种。

进一步，所述的升降机构为液压升降机或折叠升降机，所述盛物台为凸台结构。

进一步，所述的炉体用角钢、矩形管、槽钢或方管加固。

上述微波冶金设备的使用方法：

1)盛物台上升过程：将升降机构停置在最低限位处，然后将盛有物料的盛物台放置在支撑底座上，而后启动升降机构将盛物台提升至上限位置，此时密封凹槽中的填充物淹没密封凸起下沿，完成密封，整个盛物台上升过程完毕；

2)盛物台旋转过程：盛物台通过升降机构到达指定位置后，开启微波发生器和冷却风机，进行微波加热，与此同时开启旋转装置，旋转装置通过齿轮传动来带动支撑底座及盛物台旋转，旋转速度可以调整；

3)获取冶炼产品过程：冶炼反应结束后，同时关闭旋转装置、微波发生器和冷却风机，直至盛物台完全停止后，启动升降机构，将盛物台下降停置在最低限位处，然后取出盛物台，获得冶炼产品。

本发明的优点在于：本发明设计合理，结构简单、紧凑，模块化耐高温保温材料使砌筑的工艺要求容易达到，更方便快捷。利用升降机构将炉门设置在炉体下方，有利于对炉体的密封，利于炉内还原气氛的控制。此外，还运用沙封技术对整个微波冶炼炉的进行密封，双层密封设计避免外界空气进入到微波冶炼炉内对冶炼产品造成氧化，保证炉内的还原气氛。另外，由于微波发射端产生的微波场不均匀，对物料不能均匀加热，导致物料局部过熔而其他物料加热不足，本发明运用旋转装置带动盛物台旋转这就克服了微波场分布不均的缺陷。

附图说明

图1为本发明微波冶金设备的主视剖面图；

图2为本发明微波冶金设备的侧视剖面图；

图3为本发明微波冶金设备的密封结构示意图；

图中，1支撑机构，2行走装置，3升降机构，4旋转装置，5支撑底座，6模块化耐高温保温材料，7炉体，8测温孔，9烟道，10冷却孔，11微波发射端，12冷却风机，13测压孔，14观测孔，15密封凸起，16密封凹槽，17填充物。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

为了解决传统小块耐火砖和耐火棉砌筑复杂、耗时，炉底密封难，物料受热不均匀的问题，避免了微波发射端的导波管在疏导微波时产生高温电弧，本发明提供一种微波冶金设备及其使用方法。

本发明的微波冶金设备，见图1和图2，包括炉体以及炉体内部的炉腔，所述炉体用角钢、矩形管、槽钢或方管加固，所述炉体下方设置支撑机构，所述支撑机构为金属支撑框架；所述炉体底部设置支撑底座，所述支撑底座上方设置盛物台，所述盛物台为凸台结构，所述盛物台嵌入炉体底部，所述支撑底座边缘设置密封结构，所述支撑底座下方设置升降机构，升降机构通过支撑底座与盛物台相连接，所述升降机构为液压升降机或折叠升降机，所述升降机构下方设置行走装置，所述行走装置下方设置轨道，所述支撑底座底部中心位置设置旋转装置，所述旋转装置通过齿轮传动来带动支撑底座及盛物台旋转，所述炉体与炉体内部的炉腔之间填充模块化耐高温保温材料，所述炉体侧壁设置烟道，所述烟道的一端与炉腔连通，所述烟道的另一端穿过炉体与外界大气相通，所述炉体顶部设置微波发射端，所述微波发射端和炉腔之间设置空腔，所述空腔由透波且不吸波的保温隔绝板围砌而成，所述空腔的一侧设置冷却孔，所述冷却孔将空腔与外界大气连通，所述空腔的另一侧设置冷却风机，所述冷却风机与空腔连通，所述炉体设置测温孔、测压孔和观测孔，所述测温孔、测压孔和观测孔分别与炉腔连通；其中，所述密封结构呈W型，见图3，由密封凹槽和密封凸起组成，在密封凹槽中的填充物淹没或高于密封凸起下沿，所述填充物为细砂粒、油类、水或水溶液中其中任意一种。

上述微波冶金设备的使用方法：

1)盛物台上升过程：将升降机构停置在最低限位处，然后将盛有物料的盛物台放置在支撑底座上，而后启动升降机构将盛物台提升至上限位置，此时密封凹槽中的填充物淹没密封凸起下沿，完成密封，整个盛物台上升过程完毕；

2)盛物台旋转过程：盛物台通过升降机构到达指定位置后，开启微波发生器和冷却风机，进行微波加热，与此同时开启旋转装置，旋转装置通过齿轮传动来带动支撑底座及盛物台旋转，旋转速度可以调整；

3)获取冶炼产品过程：冶炼反应结束后，同时关闭旋转装置、微波发生器和冷却风机，直至盛物台完全停止后，启动升降机构，将盛物台下降停置在最低限位处，然后取出盛物台，获得冶炼产品。

本发明的炉体底部呈圆台，可旋转和升降，盛物台的旋转能够保证物料均匀加热，避免因微波场不均导致物料受热不均的问题。升降机构可以使炉门设置在底部，方便放置物料，冶炼过程中产生的热烟气充满整个炉体有利于密封，而炉门设置在四周存在热烟气容易从门缝溢出的缺陷。炉体上部空腔有冷却风机鼓风用空气冷却减少水资源的使用，同时鼓风冷却可以有效隔离炉腔温度，避免微波发射端的波导管温度升高导致导波管在疏导微波时产生打火现象(高温电弧)，即微波发射端受热损坏。耐高温保温材料是以模块化的形式填充在炉内并非传统的小块耐火砖和耐火棉砌筑和堆积而成，其砌筑所需时间短，对砌筑的工艺要求容易达到。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作出的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，都应该视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种微波冶金设备，包括炉体以及炉体内部的炉腔，其特征在于：所述炉体下方设置支撑机构；所述炉体底部设置支撑底座，所述支撑底座上方设置盛物台，所述盛物台嵌入炉体底部，所述支撑底座边缘设置密封结构，所述支撑底座下方设置升降机构，所述升降机构下方设置行走装置，所述行走装置下方设置轨道，所述支撑底座底部中心位置设置旋转装置，所述炉体与炉体内部的炉腔之间填充模块化耐高温保温材料，所述炉体侧壁设置烟道，所述烟道的一端与炉腔连通，所述烟道的另一端穿过炉体与外界大气相通，所述炉体顶部设置微波发射端，所述微波发射端和炉腔之间设置空腔，所述空腔由透波且不吸波的保温隔绝板围砌而成，所述空腔的一侧设置冷却孔，所述冷却孔将空腔与外界大气连通，所述空腔的另一侧设置冷却风机，所述冷却风机与空腔连通，所述炉体设置测温孔、测压孔和观测孔，所述测温孔、测压孔和观测孔分别与炉腔连通；其中，所述密封结构呈W型，由密封凹槽和密封凸起组成，在密封凹槽中的填充物淹没或高于密封凸起下沿。

2.根据权利要求1所述微波冶金设备，其特征在于：所述旋转装置通过齿轮传动来带动支撑底座及盛物台旋转。

3.根据权利要求1所述微波冶金设备，其特征在于：所述填充物为细砂粒、油类、水或水溶液中其中任意一种。

4.根据权利要求1所述微波冶金设备，其特征在于：所述的升降机构为液压升降机或折叠升降机，所述盛物台为凸台结构。

5.根据权利要求1所述微波冶金设备，其特征在于：所述的炉体用角钢、矩形管、槽钢或方管加固。

6.权利要求1所述微波冶金设备的使用方法，其特征在于：

1)盛物台上升过程：将升降机构停置在最低限位处，然后将盛有物料的盛物台放置在支撑底座上，而后启动升降机构将盛物台提升至上限位置，此时密封凹槽中的填充物淹没密封凸起下沿，完成密封，整个盛物台上升过程完毕；

2)盛物台旋转过程：盛物台通过升降机构到达指定位置后，开启微波发生器和冷却风机，进行微波加热，与此同时开启旋转装置，旋转装置通过齿轮传动来带动支撑底座及盛物台旋转，旋转速度可以调整；

3)获取冶炼产品过程：冶炼反应结束后，同时关闭旋转装置、微波发生器和冷却风机，直至盛物台完全停止后，启动升降机构，将盛物台下降停置在最低限位处，然后取出盛物台，获得冶炼产品。