CN109579511A - 一种贵金属真空熔炼炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种贵金属真空熔炼炉，包括有炉体、炉盖、第一容器、第二容器；炉体的内腔具有沿上、下方向排列的第一区域、第二区域，第一区域位于第二区域上方，第一区域的体积大于第二区域，第一区域的周面侧壁连通有排气管，排气管设有第一阀门；炉盖固定设于炉体的顶部且密封炉体的进料口；第一容器通过第一管道连通第一区域的周面侧壁，第一管道上设置有用于对炉体内腔抽真空的真空泵；第二容器通过第二管道连通第一区域的周面侧壁，第二管道上设有第二阀门、减压阀。与现有技术相比，本发明集成废气处理功能，结构集成程度高，废气处理效率较高，降低废气处理成本。

Description

一种贵金属真空熔炼炉

技术领域

本发明涉及金属熔炼设备领域，尤其涉及一种贵金属真空熔炼炉。

背景技术

在金属熔炼的过程中，经常会伴随废气产生，为了防止废气污染环境，一般的方法是把废气收集，然后把废气输送到废气处理装置来进行净化。废气处理装置与熔炼炉是两个相互独立的装置，要实现把废气输送往废气处理装置，还需要安装复杂的输送管道和输送装置；这不仅增加了废气处理成本，也降低了废气处理的效率。

发明内容

本发明为解决现有的技术缺陷，提供了一种贵金属真空熔炼炉，其集成废气处理功能，结构集成程度高，废气处理效率较高，降低废气处理成本。其具体的技术方案如下：

本发明公开一种贵金属真空熔炼炉，包括有炉体、炉盖、底座、第一容器、第二容器；炉体、第一容器、第二容器均固定设于底座上；炉体顶部设有进料口，炉体的底部设有出料口以及加热组件；炉体的内腔具有沿上、下方向排列的第一区域、第二区域，第一区域位于第二区域上方，第一区域的体积大于第二区域，第一区域的周面侧壁连通有排气管，排气管设有第一阀门；炉盖固定设于炉体的顶部且密封炉体的进料口；第一容器通过第一管道连通第一区域的周面侧壁，第一管道上设置有用于对炉体内腔抽真空的真空泵；第二容器通过第二管道连通第一区域的周面侧壁，第二管道上设有第二阀门、减压阀。

进一步地，炉盖的内侧壁呈凹球面形。

进一步地，第一管道连通第一区域的端部的端口倾斜朝上。

进一步地，排气管内设置有网孔状的第一焦炭板。

进一步地，炉体内腔还具有过渡区域，过渡区域位于第一区域与第二区域之间，过渡区域呈锥台状，过渡区域的较小端临近第二区域；过渡区域内设有用于隔绝第一区域与第二区域的可拆卸的隔板；第一管道与第二区域的上部通过第三管道连通，第三管道上设有第三阀门，第一管道上端设置有第四阀门。

进一步地，过渡区域的周侧壁开设有用于支撑隔板的台肩。

进一步地，隔板的上侧面固定连接有竖向的第一板件，第一板件的板面附着有第二焦炭板。

进一步地，第一板件的上端固定设有横向的第二板件。

进一步地，第一管道及第二管道均通过紧固套件限定在炉体外侧壁。

进一步地，排气管位于第一管道的上端口及第二管道的上端口的下方；排气管的排气端设有三通管接头，三通管接头的另外两个接头分别连通有第四管道、第五管道；第四管道及第五管道均设有阀门；第四管道连通有冷水喷淋箱，第五管道远离三通管接头的一端连通炉体；三通管接头外壳固定有气体检测仪，气体检测仪的检测端延伸至三通管接头内腔。

本发明的有益效果：本发明的第二区域为金属熔炼区域，第一区域为气体反应区域；金属熔炼过程中产生的废气通过第一管道收集到第一容器内，并且在这过程中使第一区域内形成持续的真空状态；第二容器内储存有用于与废气发生反应的气体；当金属熔炼完成时，将第二管道上的第二阀门打开，由于炉体内部为真空状态，因此在压力作用下，第二容器内的气体进入炉体内部，第二容器内的气体充满炉体内部空间时，将第一容器内的气体回送至炉体内，并且打开排气管道上的第一阀门，第二容器内的废气在第一区域内与第二容器储存的气体发生反应，废气得到净化后从排气管排出。本发明集成废气处理功能，结构集成程度高，废气处理效率较高，降低废气处理成本。

附图说明

图1为本发明不具有隔板实施例的整体结构示意图；

图2为本发明具有隔板实施例的整体结构示意图。

图中标注：炉体100，第一区域101，过渡区域102，第二区域103，排料管道104，排气管106，第一阀门107，炉盖200，第一容器300，第一管道301，真空泵302，第四阀门303，第二容器400，第二管道401，减压阀402，第二阀门403，底座500，紧固套件600，隔板700，第一板件701，第二板件702，第三管道800，第三阀门801，冷水喷淋箱900，第四管道901，第五管道902，三通管接头903，气体检测仪904。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。请参阅附图。

本发明公开一种贵金属真空熔炼炉，包括有炉体100、炉盖200、底座500、第一容器300、第二容器400；炉体100、第一容器300、第二容器400均通过螺丝固定设于底座500上，底座500为隔热材质制成；炉体100顶部设有进料口，通过进料口往炉体100内添加熔炼原料；炉体100的底部设有出料口以及加热组件，出料口用于排出熔炼完成的物料，出料口一般连接有排料管道104，排料管道104上设置有用于控制其自身开启状态的开关阀门，优选地，排料管道104的外端口设置有过滤网或其他的过滤装置，以便过滤掉熔渣或其他杂质；熔炼炉的加热组件为现有技术，例如采用电磁感应加热或电阻丝加热，其相关的具体结构及安装方式为现有的技术手段，对于相关领域的技术人员来说为显而易见的，并且，其加热组件的具体结构不在本申请的保护范围之内，只要加热组件位于炉体100下部，且能对炉体100的下部进行加热以达到金属熔炼效果即可，因此，在此不对加热组件的结构及其安装方法做出详述。炉体100的内腔具有沿上、下方向排列的第一区域101、第二区域103，优选地，第一区域101与第二区域103均为圆柱状，第一区域101位于第二区域103上方，第一区域101的体积大于第二区域103，具体地，第一区域101的直径大于第二区域103直径，第二区域103作为只要的气相反应区，废气与中和气体主要在第一区域101内发生净化反应，因此第一区域101需要具备较大的体积以便进行气相的中和净化反应。第一区域101的周面侧壁连通有排气管106，排气管106设有第一阀门107，第一阀门107用于控制排气管106道的开启/关闭状态；炉盖200固定设于炉体100的顶部且密封炉体100的进料口，优选地，炉体100的顶部敞开，炉盖200下部的面积与炉体100顶部的面积一致，炉盖200刚好能够完全盖住炉体100的顶部，并且炉盖200的下部设置有密封件，例如密封垫、密封圈等，炉盖200通过紧固件固定在炉体100顶部并且形成对炉体100进料口的密封，其紧固件可以为螺杆。第一容器300通过第一管道301连通第一区域101的周面侧壁，优选地，第一管道301从第一区域101的上部连通第一区域101，第一管道301的上端口处设置有过滤网或其他过滤装置，避免杂质进入第一管道301内，第一管道301上设置有用于对炉体100内腔抽真空的真空泵302，在抽真空的同时，也把熔炼过程产生的废气输送至第一容器300内，第一容器300可以为罐体或者箱体，另外，通过真空泵302反转，把第一容器300内的废气回送至炉体100内，作为替代方案，第一容器300与第一区域101之间还可以通过另外的输气管道(图中未标示)连通，输气管道设置有开关阀门，在输气管道上设置鼓风机，通过鼓风机往第一区域101内回送废气。第二容器400可以为罐体或箱体，第二容器400通过第二管道401连通第一区域101的周面侧壁，第二管道401上设有第二阀门403、减压阀402；第二阀门403用于控制第二管道401的开启/关闭状态；减压阀402的作用是使第二容器400内的气体能够较为平缓地进入第一区域101，优选地，第二管道401上也可以设置一个鼓风机，以便第二容器400内的气体可以持续地输送至第一区域101内。工作原理：本发明的第二区域103为金属熔炼区域，第一区域101为气体反应区域；金属熔炼过程中产生的废气通过第一管道301收集到第一容器300内，并且在这过程中使第一区域101内形成持续的真空状态；第二容器400内储存有用于与废气发生反应的气体；当金属熔炼完成时，将第二管道401上的第二阀门403打开，由于炉体100内部为真空状态，因此在压力作用下，第二容器400内的气体进入炉体100内部，第二容器400内的气体充满炉体100内部空间时，将第一容器300内的气体回送至炉体100内，并且打开排气管106道上的第一阀门107，第二容器400内的废气在第一区域101内与第二容器400储存的气体发生反应，废气得到净化后从排气管106排出；其中，以熔炼铜为例，熔炼铜时，经常会产生二氧化硫的废气，因此，第二容器400内对应地储存有氧气，反应时，二氧化硫与氧气反应，生产三氧化硫，三氧化硫从排气管106排出，相对应地，排气管106把三氧化硫气体导向其他的废气处理装置(如果是反应后的物质是无害的，则可以直接排放，不需再进行处理)，例如储水箱，三氧化硫与水生产酸性液体，酸性液体可以收集起来作为生产硫酸的原料。上述的中和反应的例子仅仅用于说明本发明的工作原理用，并不能作为对本发明具体工作过程唯一的限定。本发明集成废气处理功能，结构集成程度高，废气处理效率较高，降低废气处理成本。

进一步地，炉盖200的内侧壁呈凹球面形，这样可以使第一区域101具备更为宽广的气相反应区。

进一步地，第一管道301连通第一区域101的端部的端口倾斜朝上，这样可以使第一管道301排出的废气可以沿着炉盖200的凹球面移动，并形成旋流，方便与中和气体充分接触。

进一步地，排气管106内设置有网孔状的第一焦炭板(图中未显示)，第一焦炭板设在排气管106的端口部，一般设在外端口内，第一焦炭板一般为圆柱状，第一焦炭板直接塞进排气管106内，通过其与排气管106管壁之间的摩擦力实现位置限定。第一焦炭板可以起到吸附作用或者与废气发生还原反应，进一步对气体进行净化。

进一步地，作为优选方案，炉体100内腔还具有过渡区域102，过渡区域102位于第一区域101与第二区域103之间，过渡区域102呈锥台状，过渡区域102的较小端临近第二区域103；过渡区域102内设有用于隔绝第一区域101与第二区域103的可拆卸的隔板700，隔板700可以使第二区域103形成一个密封的区域；一般的，隔板700从炉体100顶部的进料口进入炉体100内，隔板700通过螺丝与过渡区域102的侧壁固定连接，第一管道301与第二区域103的上部通过第三管道800连通，第三管道800与第一管道301的下端连通，第三管道800的内端口处设置有过滤网或其他的过滤装置，防止杂质进入第三管道800内；第三管道800上设有第三阀门801，第三阀门801用于控制第三管道800的开启/关闭状态，另外，第一管道301上也设有第四阀门303，第四阀门303用于控制第一管道301的开启/关闭状态，第四阀门303设置在第一管道301的上端；采用该优选方案时，第二区域103作为熔炼区域，第一区域101作为气相反应区域，废气从第二区域103引到第一容器300内，待原料熔炼完毕，再把废气引到第一区域101内，这时第二容器400内的气体自发(第二容器400内的气体预先采用压缩填装的方式，这时只要把阀门打开即可自发输出)地输送至第一区域101内，进而发生反应。该优选方案可以在当第二容器400内的气体有可能与熔炼原料发生反应的情况下采用。

进一步地，在上述的优选方案中，过渡区域102的周侧壁开设有用于支撑隔板700的台肩，以便更好地安装隔板700。

进一步地，在上述的优选方案中，隔板700的上侧面固定连接有竖向的刚性的第一板件701，优选地，第一板件701设置两个，两个第一板件701对称设于隔板700两侧，第一板件701与隔板700为一体成型，或者第一板件701通过螺丝固定在隔板700上，第一板件701的板面附着有第二焦炭板，第二焦炭板主要起到还原反应，起到中和废气的作用。

进一步地，第一板件701的上端固定设有横向的第二板件702，优选地，第二板件702与第一板件701一体成型。当需要取出隔板700时，用夹子夹住第二板件702或直接人工用手抓住第二板件702，即可提出隔板700，方便隔板700的拆卸与安装。

进一步地，第一管道301及第二管道401均通过紧固套件600限定在炉体100外侧壁，这样可以使管路安装更整齐，还可以防止管路弯曲损坏，具体地，紧固套件600包括杆件与圆柱形中空套件，套件扣合在第一管及第二管的圆周侧壁，然后通过杆件与炉体100外壁固定连接，一般地，杆件与套件一体成型，杆件通过螺丝固定或焊接固定在炉体100上。

进一步地，排气管106位于第一管道301的上端口及第二管道401的上端口的下方，这样可以增加废气在第一区域101内的停留时间，使废气净化效果达到最大化；排气管106的排气端设有三通管接头903，三通管接头903的另外两个接头分别连通有第四管道901、第五管道902；第四管道901及第五管道902均设有阀门；第四管道901连通有冷水喷淋箱900，第五管道902远离三通管接头903的一端连通炉体100；三通管接头903外壳固定有气体检测仪904，气体检测仪904的检测端延伸至三通管接头903内腔，气体检测仪904根据不同类型的气体选用相应型号，在本实施例中，气体检测仪选用山东多瑞电子科技有限公司生产的带数字显示及报警功能的有毒气体检测表，其可以检测多种有毒气体的浓度。工作时，第五管道902的阀门关闭，第四管道901的阀门打开，气体沿第四管道901进入冷水喷淋箱900，冷水喷淋箱900设有排气口，冷水喷淋箱900可以进一步对气体进行净化，并且还能对气体进行降温。由于熔炼炉出来的气体温度较高，直接排放，会影响环境温度，通过喷淋降温，以使排放的气体尽量接近外界环境温度。冷水喷淋箱设有排气口，用于排出气体。优选地，冷水喷淋箱900内喷淋的液体为带有吸附剂的水溶液；当气体检测仪904检测到有毒气体的含量较高，则发生报警，说明炉体内的气体中和反应不彻底，这时，把第五管道902的阀门打开，把第四管道901的阀门关闭，使气体沿着第五管道902回流到炉体内进行反应；并且根据气体检测仪904的显示数据，对炉体100内的各种气体输入量进行调节，优选通过流量调节阀(一般安装在第一管道301及第二管道401上，图中未标出)来调整输入量，以便使中和反应更加彻底；另外，还可以延迟气体反应的时间，来使气体反应更加彻；调整完成后，再使气体进入冷水喷淋箱900，这时气体检测仪904再继续检测气体浓度是否达标。

最后，特别说明，本发明的工作过程可以采用一个控制器来控制，例如PLC控制单元，通过PLC控制单元来控制各阀门以及真空泵以及加热套件以及气体检测仪904的工作状态。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种贵金属真空熔炼炉，其特征在于，包括有炉体(100)、炉盖(200)、底座(500)、第一容器(300)、第二容器(400)；所述炉体(100)、所述第一容器(300)、所述第二容器(400)均固定设于所述底座(500)上；所述炉体(100)顶部设有进料口，所述炉体(100)的底部设有出料口以及加热组件；所述炉体(100)的内腔具有沿上、下方向排列的第一区域(101)、第二区域(103)，所述第一区域(101)位于所述第二区域(103)上方，所述第一区域(101)的体积大于所述第二区域(103)，所述第一区域(101)的周面侧壁连通有排气管(106)，所述排气管(106)设有第一阀门(107)；所述炉盖(200)固定设于所述炉体(100)的顶部且密封所述炉体(100)的进料口；所述第一容器(300)通过第一管道(301)连通所述第一区域(101)的周面侧壁，所述第一管道(301)上设置有用于对所述炉体(100)内腔抽真空的真空泵(302)；所述第二容器(400)通过第二管道(401)连通所述第一区域(101)的周面侧壁，所述第二管道(401)上设有第二阀门(403)、减压阀(402)。

2.如权利要求1所述的贵金属真空熔炼炉，其特征在于，所述炉盖(200)的内侧壁呈凹球面形。

3.如权利要求2所述的贵金属真空熔炼炉，其特征在于，所述第一管道(301)连通所述第一区域(101)的端部的端口倾斜朝上。

4.如权利要求1所述的贵金属真空熔炼炉，其特征在于，所述排气管(106)内设置有网孔状的第一焦炭板。

5.如权利要求1所述的贵金属真空熔炼炉，其特征在于，所述炉体(100)内腔还具有过渡区域(102)，所述过渡区域(102)位于所述第一区域(101)与所述第二区域(103)之间，所述过渡区域(102)呈锥台状，所述过渡区域(102)的较小端临近所述第二区域(103)；所述过渡区域(102)内设有用于隔绝所述第一区域(101)与所述第二区域(103)的可拆卸的隔板(700)；所述第一管道(301)与所述第二区域(103)的上部通过第三管道(800)连通，所述第三管道(800)上设有第三阀门(801)，所述第一管道(301)上端设置有第四阀门(303)。

6.如权利要求5所述的贵金属真空熔炼炉，其特征在于，所述过渡区域(102)的周侧壁开设有用于支撑所述隔板(700)的台肩。

7.如权利要求5所述的贵金属真空熔炼炉，其特征在于，所述隔板(700)的上侧面固定连接有竖向的第一板件(701)，所述第一板件(701)的板面附着有第二焦炭板。

8.如权利要求7所述的贵金属真空熔炼炉，其特征在于，所述第一板件(701)的上端固定设有横向的第二板件(702)。

9.如权利要求1所述的贵金属真空熔炼炉，其特征在于，所述第一管道(301)及所述第二管道(401)均通过紧固套件(600)限定在所述炉体(100)外侧壁。

10.如权利要求1所述的贵金属真空熔炼炉，其特征在于，所述排气管(106)位于所述第一管道(301)的上端口及所述第二管道(401)的上端口的下方；所述排气管(106)的排气端设有三通管接头(903)，所述三通管接头(903)的另外两个接头分别连通有第四管道(901)、第五管道(902)；所述第四管道(901)及所述第五管道(902)均设有阀门；所述第四管道(901)连通有冷水喷淋箱(900)，所述第五管道(902)远离所述三通管接头(903)的一端连通所述炉体(100)；所述三通管接头(903)外壳固定有气体检测仪(904)，所述气体检测仪(904)的检测端延伸至三通管接头(903)内腔。