CN218166058U - 一种高温真空沉降槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于高熔点物料热态处理设备技术领域，具体公开了一种高温真空沉降槽，包括槽底和连接于槽底侧周壁上的槽身，槽底和槽身共同形成槽腔，槽身中不同方向的槽壁上分别设有生铁放出口、槽渣放出口和烟气引出口；槽身的上端开口处设有槽顶，槽顶上设有加料口和从加料口周侧穿设并通入槽腔内的若干电极；通过电极向槽腔内通入电流并将电能转换为热能对高铁窑渣进行高温热加工。本实用新型中的沉降槽在对高铁窑渣进行加工时，可对高铁窑渣内的物质进行单体离解，比重较大的生铁位于下层，比重较小的槽渣位于生铁的上层，且生铁和槽渣分别出料，分离效果好，铁及其他有色金属的回收利用率高。

Description

一种高温真空沉降槽

技术领域

本实用新型涉及一种高温真空沉降槽，属于高熔点物料热态处理设备技术领域。

背景技术

在锌金属冶炼过程中，含铁较高的浸出渣、铁矾渣、针铁矿渣，或含铁较高的低度氧化锌矿、钢铁厂烟尘等含锌物料，在用回转窑进行高温还原挥发处理时，将从烟尘中以氧化锌的形式回收锌金属，铁则以金属铁和氧化亚铁混合的形式进入了回转窑渣中。由于回转窑处理的各种物料的含铁量较高，因此产出的回转窑渣含铁也较高，平均可达到40%以上，这种窑渣也简称为高铁窑渣；另外，由于在回转窑处理含锌物料时，采用高温还原挥发技术，窑内还原气氛较强，因此，高铁窑渣中，约有50%的铁元素被还原为金属铁，同时，还有相当一部分的残余焦炭。

目前，对高铁窑渣进行加工利用的方法是：先将高铁窑渣进行二次破碎，再对破碎后的高铁窑渣进行重力选别或磁化选别，以铁矿形式回收其中的铁元素资源，以残焦形式回收其中的碳资源和有色金属资源。高铁窑渣总体上得到了资源化回收利用，并取得了一定的效益，但仍存在如下缺点：

1、采用二次破碎后再选别的方法处理高铁窑渣时，氧化亚铁、金属铁、残余焦炭等存在互相包裹的现象，破碎时无法实现单体离解，将导致选别时的分离效果较差，铁的回收率低，且铁元素以铁精矿形式回收，产品等级低。

2、同时碳的回收效率较低，有色金属的回收率也较低，最终将导致其经济效益也较低，从而难以实现高铁窑渣的高效开发利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高温真空沉降槽，用于对高铁窑渣进行加工，可对高铁窑渣内的物质进行单体离解，并使得生铁和槽渣分别出料，分离效果好，铁及其他有色金属的回收利用率高。

为达到上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种高温真空沉降槽，包括槽底和连接于槽底侧周壁上的槽身，槽底和槽身共同形成槽腔，槽身中不同方向的槽壁上分别设有生铁放出口、槽渣放出口和烟气引出口；槽身的上端开口处设有槽顶，槽顶上设有加料口和从加料口周侧穿设并通入槽腔内的若干电极；通过电极向槽腔内通入电流并将电能以电弧形式转换为热能对高铁窑渣进行高温热加工。

优选地，生铁放出口的底壁一与槽底的上端面平齐设置；高铁窑渣加工后位于槽腔下层的生铁可从生铁放出口放出。

优选地，生铁放出口的底壁一的内端与槽底的上端面平齐设置，且底壁一为从内向外朝向下侧倾斜的斜壁结构。

优选地，槽渣放出口设于生铁放出口对侧的槽壁上且位于生铁放出口的上方；槽渣放出口的底壁二为水平壁结构或从内向外朝向下侧倾斜的斜壁结构；高铁窑渣加工后位于生铁上层的槽渣可从槽渣放出口放出。

优选地，烟气引出口设于生铁放出口和槽渣放出口一侧侧部的槽壁上；烟气引出口位于槽渣放出口的上方且靠近槽顶。

优选地，槽顶为朝上凸出的拱形结构，加料口位于拱形结构的顶部中间；通过拱形结构增大加料空间以避免槽腔内堵塞而无法进料。

优选地，槽顶包括拱顶和从拱顶朝向两侧向下呈弧面倾斜的拱壁，两侧拱壁分别朝向生铁放出口处的槽壁上端和槽渣放出口处的槽壁上端向下倾斜。

优选地，若干电极均布于加料口外周侧同心圆的圆周线上。

优选地，槽身的水平截面为正方形结构。

优选地，槽底包括底边板和衬于底边板上的镁铬耐火砖；槽身包括侧边板和衬于侧边板上的多层镁铬耐火砖；槽顶由高铝质耐火谷料混凝土浇铸而成。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中的沉降槽在对高铁窑渣进行加工时，可对高铁窑渣内的物质进行单体离解，比重较大的生铁位于下层，比重较小的槽渣位于生铁的上层，且生铁和槽渣分别出料，分离效果好，产品等级高，铁及其他有色金属的回收利用率高，经济效益好。

2、拱形结构的拱顶可增大槽腔的容积空间，防止槽腔内堵塞而影响进料；均布于槽顶上加料口周侧的电极可对槽腔内的高铁窑渣进行均匀加热，加热性能好。

3、本实用新型中的沉降槽可通过能沿槽底的上端面放出下层生铁的生铁放出口将加工后的高铁窑渣中比重较大的生铁放出，可通过设于生铁放出口对侧槽壁上且位于生铁放出口上方的槽渣放出口将比重较小的槽渣放出，可通过设于槽渣放出口的一侧槽壁上方且靠近槽顶的烟气引出口将加工过程中沉降槽内产生的烟气排出。

4、操作简便：本实用新型中的高温真空沉降槽可安装在钢筋混凝土基础上，对不同温度、不同铁含量的高铁窑渣均具有较强的适应性；操作人员只需要根据温度显示的结果，适当调节电极的输出电压或输出电流即可；在操作过程可以实现远程控制，甚至实现DCS无人值守操作控制。

5、运行稳定：本实用新型中的高温真空沉降槽，主要原理是通过电极将电能转换为热能，然后对高铁窑渣进行加热使得高铁窑渣进行升温，再进一步完成熔化、熔炼、分层等过程；在整个电能转换和物料加热过程中，没有进行转动或振动等运动的设备参与，因此高温真空沉降槽不会受到外界动力的影响，不会发生任何的振动现象，几乎处于“静止”状态，工作过程能够稳定运行，并确保生产的正常进行。

6、可对热态的高铁窑渣进行加工：本实用新型中的高温真空沉降槽可配套使用封装式的刮板运输机，使高铁窑渣从回转窑产出后，不需要经过冷却就送入到高温真空沉降槽内，充分利用了其中的显热，能够有效降低高铁窑渣熔化时的能源消耗；由于在高铁窑渣的加热过程中，采用由电能转换的电弧进行加热，电弧中心温度达到3000℃，因此能够确保将高铁窑渣加热到1550℃以上，使高铁窑渣全部完全熔化，达到生铁与槽渣彻底通过分层而分离的目的，实现铁资源的高效回收。

附图说明

图1为实施例一中沉降槽的正视中部剖视图。

图2为实施例一中沉降槽的左视中部剖视图。

图3为实施例一中沉降槽的俯视图。

图4为实施例二中沉降槽的正视中部剖视图。

附图标记说明：

1、槽底；2、槽身；3、槽腔；4、生铁放出口；5、槽渣放出口；6、烟气引出口；7、槽顶；8、加料口；9、电极；10、底壁一；11、顶壁一；12、底壁二；13、顶壁二；14、左槽壁；15、右槽壁；16、后槽壁；17、拱顶；18、拱壁；19、同心圆；20、镁铬耐火砖；21、底边板；22、侧边板。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本实用新型做进一步详细描述。

实施例一

如图1-3所示，一种高温真空沉降槽，包括槽底1和连接于槽底1侧周壁上的槽身2，槽底1和槽身2共同形成槽腔3；槽底1包括底边板21和衬于底边板21上的镁铬耐火砖20，槽身2包括侧边板22和衬于侧边板22上的多层镁铬耐火砖20；槽身2的水平截面为正方形结构，使得沉降槽的整体占用空间相对较小；如图1所示，底边板21为一块正方形铁板，侧边板22共4块，分别焊接在底边板21四条边的上端，4块侧边板2分别为左槽壁14、右槽壁15和后槽壁16和前槽壁，同时相邻的侧边板22也焊接在一起并形成了一个四棱柱的筒体，在四棱柱筒体的底部即底边板21上设置一层镁铬耐火砖20，在底边板21上的一层镁铬耐火砖20上紧贴4块侧边板22由下到上设置多层镁铬耐火砖20。

槽身2中不同方向的槽壁上分别设有生铁放出口4、槽渣放出口5和烟气引出口6；如图1所示，生铁放出口4设于左槽壁14上，槽渣放出口5设于右槽壁15上，烟气引出口6设于后槽壁16；生铁放出口4的底壁一10与槽底1的上端面平齐设置，生铁放出口4的顶壁一11与底壁一10平行设置，高铁窑渣加工后位于槽腔3下层的生铁可从生铁放出口4放出；槽渣放出口5设于生铁放出口4对侧的槽壁即右槽壁15上，且槽渣放出口5位于生铁放出口4的上方，槽渣放出口5的底壁二12为水平壁结构，槽渣放出口5的顶壁二13与底壁二12平行设置，高铁窑渣加工后位于生铁上层的槽渣可从槽渣放出口5放出。

槽身2的上端开口处设有槽顶7，槽顶7由高铝质耐火谷料混凝土浇铸而成；槽顶7上设有加料口8和从加料口8周侧穿设并通入槽腔3内的若干电极9；通过电极9向槽腔3内通入电流并将电能以电弧形式转换为热能对高铁窑渣进行高温热加工；如图2所示，若干电极9均布于加料口8外周侧同心圆19的圆周线上，电极9可均匀向槽腔3内供热，本实施例中的电极9包括3个且均为石墨电极，通电性能较好。

槽顶7为朝上凸出的拱形结构，加料口8位于拱形结构的顶部中间；通过拱形结构可增大加料空间以避免槽腔3内堵塞而无法进料；槽顶7包括拱顶17和从拱顶17朝向两侧向下呈弧面倾斜的拱壁18，两侧拱壁18分别朝向生铁放出口4处的槽壁上端和槽渣放出口5处的槽壁上端向下倾斜。

烟气引出口6设于生铁放出口4和槽渣放出口5一侧侧部的槽壁即后槽壁16上；烟气引出口6位于槽渣放出口5的上方且靠近槽顶7，将烟气引出口6靠近槽顶7设置，即烟气引出口6位于槽壁的上端处，排烟效果较好，且可避免进料时高铁窑渣掉出。

本实用新型中的高温真空沉降槽，其工作原理如下：

回转窑产出高铁窑渣，经过封闭式刮板运输机输送到高温真空沉降槽上方的料斗内，再通过加料口8滑入到槽腔3内；进入槽腔3内的高铁窑渣，在3根电极9输入的强大电流作用下，以电弧形式将电能转换为热能，槽腔3内的电弧使高铁窑渣在高温真空沉降槽内得到加热且温度逐步升高至顺利完成熔化、熔炼、分层等过程后，得到溶解了少量硫、碳的生铁和各种氧化物相互熔解的槽渣；生铁比重较大，在槽膛内沉积到下层，槽渣比重较小，在槽膛内上浮到上层；从生铁放出口放出生铁，从槽渣放出口放出槽渣；生铁可浇铸成锭状或板状，以便于作为钢铁厂的原料销售；槽渣进行破碎后，可销售到水泥企业作为熟料配用。

本实用新型中的高温真空沉降槽，其工作原理如下：

回转窑产出温度约1200℃、含铁量为37.9%的高铁窑渣，并以10吨/小时的速度，经长20m、宽1.0m、高0.6m、电机功率为30kW的封闭式刮板运输机输送到高温真空沉降槽上方的料斗内，在温度约为800℃左右时，将高铁窑渣经加料口8滑入到高温真空沉降槽内；输送高铁窑渣达到4小时时即有40吨高铁窑渣进入到高温真空沉降槽内，此时关闭刮板运输机，停止输送高铁窑渣。

高铁窑渣输送1小时后，启动电极9的电源，按操作规程要求调节3根电极9的输入三相交流电压，使电能通过电极以电弧形式转换为热能，此时槽腔3内的高铁窑渣被加热温度逐步升高，加热升温9小时后，消耗总电能13600kWh，高铁窑渣温度从800℃上升到1550℃，可顺利完成熔化、熔炼、分层等过程，得到溶解了少量硫、碳的生铁和各种氧化物相互熔解的槽渣。

加热过程结束后，逐级降低电极9的输出电压，直至电极9的电压降到0V，关闭电极9的电源；打开生铁放出口4，将生铁从生铁放出口4处放出到沉降槽外侧的生铁浇铸机内，将生铁浇铸成生铁锭，并可产出含铁95.2%的生铁8吨左右；生铁放出结束后，用高粘结剂拌耐火泥堵住生铁放出口4；打开槽渣放出口5，将槽渣从槽渣放出口5处放出到沉降槽外侧的专用渣斗内，可产出含铁25.7%的槽渣30.2吨左右，待槽渣冷却后，将其脱模并进行破碎，以便于销售到水泥企业作熟料配用。

实施例二

如图4所示，本实施例与实施例一的区别在于，生铁放出口4的底壁一10的内端与槽底1的上端面平齐设置，且底壁一10为从内向外朝向下侧倾斜的斜壁结构，同时顶壁一11也为与底壁一10平行设置的斜壁结构；通过从内向外朝向下侧倾斜的底壁一10和顶壁一11可辅助生铁更好的放出。

槽渣放出口5的底壁二12为从内向外朝向下侧倾斜的斜壁结构，顶壁二13也为与底壁二12平行设置的斜壁结构；通过从内向外朝向下侧倾斜的底壁二12和顶壁二13可辅助槽渣更好的放出。

以上实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实用新型的实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种高温真空沉降槽，包括槽底（1）和连接于槽底（1）侧周壁上的槽身（2），槽底（1）和槽身（2）共同形成槽腔（3），其特征在于，所述槽身（2）中不同方向的槽壁上分别设有生铁放出口（4）、槽渣放出口（5）和烟气引出口（6）；所述槽身（2）的上端开口处设有槽顶（7），槽顶（7）上设有加料口（8）和从加料口（8）周侧穿设并通入槽腔（3）内的若干电极（9）；通过电极（9）向槽腔（3）内通入电流并将电能以电弧形式转换为热能对高铁窑渣进行高温热加工。

2.根据权利要求1所述的高温真空沉降槽，其特征在于，所述生铁放出口（4）的底壁一（10）与槽底（1）的上端面平齐设置；高铁窑渣加工后位于槽腔（3）下层的生铁可从生铁放出口（4）放出。

3.根据权利要求1所述的高温真空沉降槽，其特征在于，所述生铁放出口（4）的底壁一（10）的内端与槽底（1）的上端面平齐设置，且底壁一（10）为从内向外朝向下侧倾斜的斜壁结构。

4.根据权利要求2或3中任一项所述的高温真空沉降槽，其特征在于，所述槽渣放出口（5）设于生铁放出口（4）对侧的槽壁上且位于生铁放出口（4）的上方；槽渣放出口（5）的底壁二（12）为水平壁结构或从内向外朝向下侧倾斜的斜壁结构；高铁窑渣加工后位于生铁上层的槽渣可从槽渣放出口（5）放出。

5.根据权利要求4所述的高温真空沉降槽，其特征在于，所述烟气引出口（6）设于生铁放出口（4）和槽渣放出口（5）一侧侧部的槽壁上；烟气引出口（6）位于槽渣放出口（5）的上方且靠近槽顶（7）。

6.根据权利要求5所述的高温真空沉降槽，其特征在于，所述槽顶（7）为朝上凸出的拱形结构，加料口（8）位于拱形结构的顶部中间；通过拱形结构增大加料空间以避免槽腔（3）内堵塞而无法进料。

7.根据权利要求6所述的高温真空沉降槽，其特征在于，所述槽顶（7）包括拱顶（17）和从拱顶（17）朝向两侧向下呈弧面倾斜的拱壁（18），两侧拱壁（18）分别朝向生铁放出口（4）处的槽壁上端和槽渣放出口（5）处的槽壁上端向下倾斜。

8.根据权利要求7所述的高温真空沉降槽，其特征在于，所述若干电极（9）均布于加料口（8）外周侧同心圆（19）的圆周线上。

9.根据权利要求8所述的高温真空沉降槽，其特征在于，所述槽身（2）的水平截面为正方形结构。

10.根据权利要求9所述的高温真空沉降槽，其特征在于，所述槽底（1）包括底边板（21）和衬于底边板上（21）的镁铬耐火砖（20）；槽身（2）包括侧边板（22）和衬于侧边板（22）上的多层镁铬耐火砖（20）；槽顶（7）由高铝质耐火谷料混凝土浇铸而成。

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