CN115388644B - 用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉，包括炉座、炉管组件，工艺气体输入系统，物料输送装置，冷淋系统以及电气控制系统，其特征是炉座中设有加热保温及散热系统，炉管中间段位于炉座中；炉管的一端为进出料端，进出料端设有两道炉门并配有密封机构，两道炉门部位设有旋转接头，旋转接头连接工艺气体输入系统；炉管的另一端连接排气系统；物料输送装置具有加料、收料同工步操作机构；炉座的散热系统设有顶部局部开启机构。实现炉管内缓慢排送气从而减少炉内物料损失，降低生产成本；提高了生产的连续性；保证碳化处理每批物料的包覆质量；加料卸料同工同序，炉座散热快捷，工作效率高。

Description

用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉

技术领域

本发明涉及煅烧炉技术，特别是一种用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉。

背景技术

回转炉作为一种常规窑型基本上是大型或超大型的装备，主要应用于粉料或矿物材料的初级粗加工，如在水泥熟料的烧成、煅烧，高岭土制备钛白粉，稀土行业加工等。如专利公开号为CN206817960U，一种回转式煅烧炉，包括窑头罩、斜置的回转窑体以及窑尾罩，回转窑体的首尾两端分别转动连接于窑头罩和窑尾罩上，回转窑体内设置有煅烧腔，窑头罩内设置有下料腔，回转窑体内并列设置有多个燃烧通道，各燃烧通道均包括第一进气口、第二进气口以及排气口，第一进气口连通煅烧腔，第二进气口连通回转窑体的外侧，排气口位于回转窑体的外侧。这些设备虽然产量大，但都存在温差大，温度控制精度低，无法实现精确的气氛控制等缺陷，尤其是由于回转炉体的出料端需与出料机构的进料端连接，而回转炉体在工作过程中需确保其内部密封性，现有的机构都是通过密封圈结构来实现，由于回转炉体在工作过程中会转动，密封圈结构在转动过程中会产生磨损，很容易影响其密封性能。对于粉体材料的连续式高温煅烧处理的回转炉，也更容易因为密封结构不够完善，导致扬尘及有烧结尾气溢出，影响设备操作运行环境。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉，它根据煅烧物料的特性，具有耐正负压的工艺气体输入接头，炉管内部密封温控自如，通过小排气管路作为流量控制手段，良好的气体保护氛围，升温均匀，粉料加卸同工，炉座散热快捷等特点。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉，包括炉座，与炉座配合的卧式结构旋转炉管组件，与炉管配套的真空系统、工艺气体输入系统，物料输送装置，冷淋系统，以及电气控制系统，其特征是所述炉座中设有加热保温及散热系统，炉管中间段位于炉座中；炉管的一端为进出料端，进出料端设有两道炉门并配有密封机构，所述两道炉门部位设有旋转接头，旋转接头连接工艺气体输入系统；炉管的另一端连接排气系统；炉管内设有扬料杆；所述物料输送装置具有加料、收料同工步操作机构；所述炉座的散热系统设有顶部局部开启机构。

前述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉中，作为优选，所述炉管两端颈部位置均设有导热油冷却区，导热油冷却区与冷淋系统连接。

前述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉中，作为优选，所述排气系统设有伸入炉管内的粉体过滤器；排气系统尾部连接至焦油回收罐。

前述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉中，作为优选，所述真空系统包括真空泵、信号排，对炉管内设定真空度并输出真空度测量值。

前述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉中，作为优选，所述工艺气体输入系统包括氩气控制组件，气体输入通道分为大流量通道和小流量通道。

前述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉中，作为优选，所述物料输送装置包括运载车，加料、收料同工步操作机构设置在运载车中，其中加料机构设有过渡料仓，并设有与炉管进出料端配合的螺旋输送机；所述收料机构包括真空吸料装置。

前述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉中，作为优选，物料输送装置中的收料操作机构包括真空泵，与炉管进出料端配合的吸料管，采收的成品经过滤罐并通过卸料器后进入成品料仓。

前述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉中，作为优选，所述排气系统与炉管连接部设有防尘密封过滤组件，防尘密封过滤组件包括膨胀补偿机构，并设有快拆法兰。

前述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉中，作为优选，所述旋转接头为热电偶和保护气体一体式结构，包括管形壳体，以及与壳体同轴且与壳体做相对旋转配合的接头插芯，壳体与接头插芯之间设有轴承，背向布置的双密封组件；接头插芯中心设有容纳热电偶的通孔，且设有进气接口。

前述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉中，作为优选，所述加热场内部设有炉管加热组件和散热组件，所述加热组件由发热丝、保温板相互嵌入组合而成，且分布于炉管的两侧部和底部。

本技术方案主要用于粉体材料的碳化高温煅烧处理，设计一种特殊结构，在进出料口端设置两道炉门以及自动密封结构，确保粉体在炉内的扬尘及烧结后的尾气不会溢出炉体，因此特别适用于微粒状粉体材料的煅烧处理。

本装置的冷淋系统设置在炉座中，炉座中的托轮可参考传统的回转炉方式，它是支撑炉管旋转的核心部件，当托轮磨损后，多组托轮位置可调整。冷淋系统由油箱、管道泵、阀门、喷嘴等组成，整套系统的出油量可调，并合理设置前后两个油箱位置，可观察油量存量高低。炉座中还设有加温和散热组件：主要有加温热场模块和尾部散热门热场两部分，其中加温热场的发热丝和保温板嵌入组合并分布于炉管底部和两侧三个面，多分区分组加热组件能确保炉管加热的均匀，各区域温度通过K型热电偶监控所得，然后反馈给控制系统随时调整加热功率，获得最佳作业温度。特别地，本炉座具有顶罩散热门，位于炉座尾部，当需要温场降温时，将其掀起，让风机快速排出内风，加速降温。本装置还配置冷却水系统：设有进、出水汇流排组件，通过压力开关、球阀、温度表等，监控水压、管路堵塞、水温高低，也可即时发出报警。

本方案排气系统伸入炉管内，并设有粉体过滤器，其具备抽气、主动排气、安全泄压、炉内气体检测仪成分检测等功能，尾部连接至焦油回收罐。作为整体设备的固定部件，与炉管之间设有防尘密封过滤组件，这种组件具有独立设计的密封环、石墨环、膨胀补偿器等等，合理利用和布置各零件特有功能和位置关系，实现密封、转动效果。

工艺气体输入系统主要在物料烧结过程中向炉管内补充气体，进气口与上述排气系统对应。其控制组件为一个集成的气体汇流排，气体输入时分大流量通道和小流量通道，其中大流量通道用于置换空气，小流量通道用来向炉内输入必要的工艺气体。配合扬料杆，该进气口也可以防止产品在炉管内壁的粘结。进一步，本机构在进出料的两道炉门部位设置一种可耐正负高压、高温的旋转接头，通过炉内物料温度实时数据监测来控制炉体电加热的输出功率，避免环境温度及其它原因带来的干扰，大幅度提升生产精度，对炉内物料温度的精准掌握，实现精准控制产品质量。

物料输送装置的设计，可以将输送管(螺旋输送机管)伸入炉管内部把物料送入炉膛内，通过“过渡料仓”仓壁上的振动器，以及卸料器给输送装置配料，保证进入物料的松散度。卸料系统采用真空吸料机构，可将成品料吸入料桶，经过滤器和卸料器后进入成品料仓，并同时完成自清洁作业。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：根据煅烧物料特性设计的排气系统、耐正负压的供气旋转接头等设计，实时监控和利用炉内各工艺参数，实现炉管内缓慢排送气从而减少炉内物料损失，降低生产成本；且缓慢排送气可以避免大量保护气体冲入，使炉内温度失衡，影响物料性能；避免和减轻排气系统堵塞导致的回转炉无法正常使用，大大提高了生产的连续性；内部密封温控自如，提供良好的气体保护氛围，实现均匀升温，保证碳化处理每批物料的包覆质量；加料卸料同工同序，炉座散热快捷，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明的一种系统组合结构示意图。

图2是本发明的一种炉管内部及排气部分结构示意图。

图3是图2中排气系统和炉管配合处局部放大结构示意图。

图4是本发明的一种炉管和炉座位置关系结构示意图。

图5是本发明的一种炉座散热系统顶部局部开启状态结构示意图。

图6是本发明的一种物料输送装置结构示意图。

图7是本发明的排气系统结构示意图。

图8是本发明的一种旋转接头结构示意图。

图中：1.炉座，101.散热风机，102.通风管道，103.散热风口，104.液压顶升机构，105.顶部散热门，106.托轮，2.炉管，201.外部密封门，202.内道门，203.扬料杆，3.排气系统，301.粉体过滤器，302.膨胀补偿机构，303.压紧机构，304.气体检测组件，305.焦油回收罐，306.排风真空泵，307.安全泄压阀，308.压力表，309.主排气回路，310.紧急备用排气回路，311.主气动控制阀，312.支气动控制阀，313.尾气处理装置，314.石墨环，315.密封环，316.固定环，4.工艺气体输入系统，401.旋转接头，4011.壳体，4012.接头插芯，4013.轴承，4014.限位环，4015.密封组件，5.冷淋系统，6.物料输送装置，601.运载车，602.成品料仓，603.卸料器，604.过滤罐，605.过渡料仓，606.螺旋输送机，607.吸料管，608.吸料真空泵。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图1所示，本实施例一种用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉，包括炉座1，炉座1内设有对炉管2的加热组件以及保温散热系统，加热组件由发热丝和保温板相互嵌装组合而成，加热组件分布于相对炉管2的底部及两个侧面部位，多分区分组布置的加热组件可确保炉管2加热均匀。各加热区设置K型热电偶来监控热场温度，然后反馈给控制系统，随时调整加热功率。炉管2部分布置在大梁托轮106上，如图4所示，托轮106作为支撑炉管2旋转的核心部件，托轮106分为固定槽式和无槽式两种，无槽式主用于炉管2受热伸长位置。托轮106内的轴承采用导热油润滑，当托轮106磨损后，多组托轮106位置可作调整。炉管2的旋转动力由设置在其外圆上的齿轮经驱动装置带动。

炉座1的散热系统包括一组散热风机101，与散热风机101连接的通风管道102，通风管道102接入炉座1内并设置腔散热风口103。散热系统还专门设有顶部局部开启机构，如图5所示，包括设置在炉座1顶部的顶部散热门105，顶部散热门105由液压顶升机构104控制。

冷淋系统5由油箱、管道泵、油管、阀门、喷嘴等组成，炉管2两端颈部位置均设有导热油冷却区，导热油冷却区与冷淋系统5连接。整套系统的出油量可调，导热油冷却区冷却时，分油量可按需调整，多出的油量可自动回流入泵，在自吸时会保持前、后两个油箱液位相同，油箱上有液位计，可观察油量存量高低。

炉管2是与炉座1配合的卧式结构旋转组件，炉管2内的炉膛为物料锻烧区。与炉管2配套设有真空系统、工艺气体输入系统4，物料输送装置6，冷淋系统5，以及电气控制系统等。

炉管2中间段位于炉座1中。炉管1的一端为进出料端，进出料端(如图2所示的右端)设有两道炉门，并配有自动密封机构。两道炉门部位设有旋转接头401，即旋转接头401水平穿装于外部密封门201和内道门202中，旋转接头外部连接工艺气体输入系统4。旋转接头401是一种热电偶和保护气体一体式结构，包括管形壳体4011，以及与壳体4011同轴且与壳体4011做相对旋转配合的接头插芯4012，参见图8，壳体4011与接头插芯4012之间设有双位轴承4013，轴承4013朝壳体4011管口一侧设有密封组件4015，两处密封组件4015选用Y型密封圈，Y型密封圈背向布置，即Y型密封圈的唇边朝管口一侧，形成双密封组件，同时在壳体4011和接头插芯4012配合面之间设置两处限位环4014，从而实现双向耐压密封。接头插芯4012中心设有容纳热电偶的通孔，且设有进气接口。壳体4011固定在炉管1的两道炉门上，热电偶的前端位于壳体4011朝炉膛内管口的一端，于是实现实时监控炉内各工艺参数。

进一步，炉管2炉膛内表面喷有等离子涂层，炉管2的进出料端还设有自动振动和吹气装置，以防止产品在炉管2内壁粘接。炉管2内设有两处以中心线对称布置的扬料杆203，如图4所示。

工艺气体输入系统4包括氩气控制组件，压缩空气三联件等。氩气控制组件为一个集成的气体汇流排，由球阀、质量流量控制器、流量调节器等组成，气体输入时分大流量通道和小流量通道，其中大流量通道用于置换空气，小流量通道用来向炉管2内输入必要的工艺气体(Ar)。

炉管1的排气端连接排气系统3。排气系统3设有伸入炉管2内的粉体过滤器301，排气系统3尾部连接至焦油回收罐305。具体地，如图7所示，排气系统3包括焦油回收罐305、吸附棉、管道等在内的废气回收组件。废气进入粉体过滤器301在排风真空泵306的作用下，经气体检测组件304、压力表308至主排气回路309，通过一组主气动控制阀311进入焦油回收罐305。与主排气回路309并联设有紧急备用排气回路310，紧急备用排气回路310经气动控制阀与焦油回收罐305连接。同时主排气回路309和紧急备用排气回路310之间设有若干件支气动控制阀312，从而获得任何状态下的排气量控制、实际排气状态的变换。另外管道上还设有安全泄压阀307、尾气处理装置313等。

排气系统3与炉管2硬件连接部设有防尘密封过滤组件、快拆法兰，如图2、图3所示，防尘密封过滤组件包括与快拆法兰连接的膨胀补偿机构302，膨胀补偿机构302朝炉管2方向的一端是压紧机构303，压紧机构303同时与炉管2配合，在炉管2内侧设有套装在粉体过滤罐301接入管外径上的石墨环314，石墨环314通过密封环315和固定环316紧固。

排气系统3主要用于初次收集排气粉尘和粘性物料。焦油回收罐305内设有高温棉，呈现疏松状，当气流排出时，首先会撞击粘料板，完成第一次收集，余下的气流流过高温棉时，焦油性物料会被高温棉沾附其中，焦油回收罐305内的高温棉需定期更换。

物料输送装置6具有加料、收料同工步操作机构，作为移动式配置，以运载车601为载体，如图6所示，两工步机构均设置在运载车601中，其中加料机构设有过渡料仓605，过渡料仓605下方设有开关碟阀，开关碟阀与螺旋输送机606进料端连接，螺旋输送机606的出料管与炉管2进出料端炉门相适配。收料机构包括真空吸料装置，真空吸料装置设有吸料真空泵608，吸料真空泵608控制吸料管607，吸料管607与炉管2进出料端炉门配合。采收的成品粉先进入过滤罐604，再通过卸料器603之后进入成品料仓602。

另外，本实施例还设有真空系统，包括真空泵、信号排，对炉管2内设定真空度并输出真空度测量值。

本装置配置完善的自动化系统，通过PLC可编程控制器、触摸屏、组态界面，来实现整个设备的进料、出料、进气、加热、降温等功能的自动运行控制、运行状态监控、运行状态模拟显示、运行故障报警指示等功能。本方案的PLC程控系统采用UPS电源，炉体配有双电源设计，具有厂房停电后设备运行状态及炉温持续显示和持续声光报警功能。该控制系统均属常规技术应用，这里不再赘述。

上述实施例是对本发明的说明，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉，包括炉座（1），与炉座配合的卧式结构旋转炉管（2）组件，与炉管配套的真空系统、工艺气体输入系统（4），物料输送装置（6），冷淋系统（5），以及电气控制系统，其特征是所述炉座中设有加热保温及散热系统，炉管中间段位于炉座中；炉管的一端为进出料端，进出料端设有两道炉门并配有密封机构，所述两道炉门部位设有旋转接头（401），旋转接头连接工艺气体输入系统；炉管的另一端连接排气系统（3）；炉管内设有扬料杆（203）；所述物料输送装置具有加料、收料同工步操作机构；所述炉座的散热系统设有顶部局部开启机构；所述排气系统（3）设有伸入炉管（2）内的粉体过滤器（301）；排气系统尾部连接至焦油回收罐（305）；废气进入粉体过滤器（301）在排风真空泵（306）的作用下，进入主排气回路（309），通过一组主气动控制阀（311）进入焦油回收罐（305），与主排气回路（309）并联设有紧急备用排气回路（310），紧急备用排气回路（310）经气动控制阀与焦油回收罐（305）连接，同时主排气回路（309）和紧急备用排气回路（310）之间设有若干件支气动控制阀（312），从而获得任何状态下的排气量控制、实际排气状态的变换，所述工艺气体输入系统（4）包括氩气控制组件，气体输入通道分为大流量通道和小流量通道。

2.根据权利要求1所述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉，其特征在于，所述炉管（2）两端颈部位置均设有导热油冷却区，导热油冷却区与冷淋系统（5）连接。

3.根据权利要求1所述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉，其特征在于，所述真空系统包括真空泵、信号排，对炉管（2）内设定真空度并输出真空度测量值。

4.根据权利要求1所述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉，其特征在于，所述物料输送装置（6）包括运载车（601），加料、收料同工步操作机构设置在运载车中，其中加料机构设有过渡料仓（605），并设有与炉管（2）进出料端配合的螺旋输送机（606）；加料、收料同工步操作机构中的收料机构包括真空吸料装置。

5.根据权利要求1或4所述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉，其特征在于，物料输送装置中的收料操作机构包括吸料真空泵（608），与炉管（2）进出料端配合的吸料管（607），采收的成品经过滤罐（604）并通过卸料器（603）后进入成品料仓（602）。

6.根据权利要求1所述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉，其特征是，所述排气系统（3）与炉管（2）连接部设有防尘密封过滤组件，防尘密封过滤组件包括膨胀补偿机构（302），并设有快拆法兰。

7.根据权利要求1所述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉，其特征是，所述旋转接头（401）为热电偶和保护气体一体式结构，包括管形壳体（4011），以及与壳体同轴且与壳体做相对旋转配合的接头插芯（4012），壳体与接头插芯之间设有轴承（4013），背向布置的双密封组件（4015）；接头插芯中心设有容纳热电偶的通孔，且设有进气接口。

8.根据权利要求1所述的用于碳化处理加工的压力回转煅烧炉，其特征是，加热场内部设有炉管（2）加热组件和散热组件，所述加热组件由发热丝、保温板相互嵌入组合而成，且分布于炉管的两侧部和底部。