CN2719864Y - 五带四管还原炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种经过改进、性能优越的钨、钼制取五带四管还原炉。结构特征表现在：炉体底部设置了废气余热利用装置，用炉管出来的废气加热炉底并对冷氢预热；在炉管的进出口处设置了活动挡板，它能在进出料时及时挡住炉管口，防止氢气外溢和空气进入，杜绝“放炮”现象发生；将炉管的对接由法兰连接改为套管连接，使得炉管内通道光洁平整，能防止炉管内的“骑舟”现象产生；对伸出炉体外部的四管炉管设置了由拉板、滑轮、配重组成的炉管自动伸缩保护装置，防止了炉管弯曲变形；在进出料两端设置了自动进出料机构，大大缩短了进出炉时间，增加了有效生产时间。本实用新型节能效果明显，工效显著提高，操作简单，安全可靠，能大幅度减轻工人劳动强度，特别适用于钨钼制取生产工艺。

Description

五带四管还原炉

所属技术领域

本实用新型为五带四管还原炉，属金属冶炼尤其是金属钨的冶炼设备技术领域。

背景技术

在现有金属钨的提取工艺中，普遍采用通入氢气并在高温状态下使三氧化二钨还原为钨的工艺流程，而所用设备多半为五带四管还原炉。“五带”系指炉内分设五个温度控制区，“四管”系指炉内纵向设置上下两排，每排两根，总共四根矩形的炉管。盛装反应物料的扁平形敝口器皿称为舟皿。在高温状况下三氧化二钨通过炉管之后就被还原成钨。

传统的五带四管还原炉一直未加改进，目前存在以下几个方面的明显缺陷：

1、生产当中炉内通入的氢气用量，实际上要比理论计算值高出6-10倍，以保证三氧化二钨的充分还原。因此，从出料端排出的氢气量是非常大的。这些排出的氢气被直接送入氢气洗涤设备，除去杂质后重新利用。这样，排出的氢气即通常所说的废气就带走了大量的热量。

2、打开炉门取料和打开炉门进料是轮流进行的，且为手工开关炉门。开关炉门的时间很长，进出料时炉门口又未被封住，造成炉管内的氢气大量外溢，还使得大量的空气进入炉管，当达到爆炸极限时就发生放炮现象。这种放炮现象，特别是在关闭了钢性炉门之后出现的“闷炮”，对矩形炉管造成巨大的损坏，使炉管破裂或变形。

3、炉管与炉管之间的对接目前是采用法兰连接法，如附图6所示。这种连接会在接口处出现一个台阶，加上密封材料如石棉板的破碎式粉化，就要出现一条缝隙。处在炉管内900℃高温下的舟皿强度变弱，产生变形。变形舟皿的一个角或一条边插入缝隙中时，就要拱起，成为船形而相互搭靠“骑舟”，严重时造成炉管破裂而被迫停炉检修。此外，由于密封件与高温直接接触，热胀冷缩剧烈，容易损坏，造成密封难易漏氢气。

4、每根矩形炉管的自重很大，加上炉管内放入的舟皿及舟皿内所盛物料，总重约800kg。按摩擦系数为0.5计算，每根炉管与炉体之间的摩擦力约为400kg。在900℃以上的高温下，炉管本身强度减弱，加上频繁地升温降温，使得炉管反复地热胀冷缩。而巨大的摩擦力，使炉管的热胀冷缩受阻，炉管也就逐渐弯曲变形。在实际生产过程中，炉管弯曲变形现象十分普遍，而目前尚无一种炉管自动伸缩保护装置。

5、目前的五带四管还原炉打开炉门进料和打开炉门出料是分开进行的，且进出料时间长，进料时还需切断主进氢阀门，同时打开二次保护氢气阀门，操作繁琐。这样势必造成氢气的严重浪费，设备的有效工作时间减少。

实用新型内容

针对五带四管还原炉存在的上述各种缺陷，本实用新型针对性地采取改进措施，提供了一种五带四管还原炉。

本实用新型为了解决其技术问题，采用了如下技术方案：五带四管还原炉，包含有炉体1、炉架2、矩形炉管3、电热丝4、热电偶5、炉内空腔6、耐火材料7、矩形炉管连接件8，其结构特征在于：在炉体1的底部与炉架2之间并列安装4条矩形废气流通管9，废气流通管9的进口10与炉体的废气排出管11相连接，废气流通管9的出口12通入到氢气洗涤箱13当中；废气流通管9当中设置U形的氢气进出管14，氢气进出管14分别与炉体外部的冷氢进入管15及预热氢气输出管16相连通，预热氢气输出管16连接到矩形炉管3当中；在矩形炉管3的进料端17和矩形炉管3的出料端18都装有相同的矩形活动挡板19，矩形活动挡板19由铰链20连接在炉管3上面；矩形炉管3的对接口为套管式连接，螺栓拉码27将焊接在矩形炉管3外端的套管28固紧；钢板31穿过四根矩形炉管3并与之固定连接，钢板31一侧面装有动滑轮32，炉体支架34上面装有定滑轮33，动滑轮32与定滑轮33之间穿有滑轮拉索，滑轮拉索一端挂有配重物35；在进料机构当中装有一块进料炉门拉板37，进料炉门拉板37经连接杆38与进料炉门盖板39固定连接，进料炉门拉板37的一侧装有动滑轮40，支架41上装有定滑轮42，定滑轮42与动滑轮40之间穿有滑轮拉索，滑轮拉索一端挂有配重物43；进料炉门盖板39开有通孔58，通孔内设有进料推杆44通过，在进料推杆44靠近炉体一端的端头固定连接舟皿推板45，进料推杆44靠近送料电机的一端与进料推板46固定连接，进料推板46的四个角上各开有一个通孔，通孔活动套在推板导杆47上面，进料推板46的正中位置开设内螺纹与丝杆48螺纹连接，丝杆48经变速齿轮箱与送料电机相连接。

本实用新型的有益效果是：1、在炉体底部与炉架之间设置了一套废气余热利用装置，使废气从炉底通过，提高了炉底及炉内温度，同时对进入炉管之前的冷氢进行预热，使预热后的氢气再进入炉管，提高了热能利用率，降低了生产成本。2、在矩形炉管3的进料端和出料端均设置了活动挡板19，钩出舟皿出料时及推入舟皿进料时，活动挡板19利用自重能及时把炉管盖上，防止了氢气的外溢和空气的进入，减少了能源的浪费又克服了“放炮”现象的发生，有利于设备的保护。3、炉管3采用套管式连接后，管口接合处平整光滑，适应了舟皿的变形伸缩，接口处不再顶住舟皿，防止了舟皿“骑舟”现象的产生，同样有利于保护炉管。4、用钢板31同时连接四根炉管，并在钢板上配置滑轮和重物，这就形成了一套炉管自动伸缩保护装置。炉管受热伸长时，重物通过滑轮和钢板31把炉管也同向拉伸，重物35的重力克服了炉管与炉体支撑砖之间的摩擦力，炉管热胀冷缩不再受阻，克服了弯曲变形的产生。5、本实用新型的进料机构中，将进料炉门盖板39也装上了滑轮机构，利用配重和滑轮自动把进料炉门盖板39盖紧，免除了手工操作。送料端的机械送料和出料端的机械出料可同时进行，极大地增加了还原炉的有效生产时间，生产效率大为提高。经计算，整个进出料过程仅需30秒钟便可完成，比原先节约时间2分钟/每次。按每日进出料96次计算，节约的时间则为每日192分钟合3.2小时。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型整体构造示意图。

图2为图1的E-E视图。

图3为图1的D-D视图。

图4为矩形炉管3的进料端17安装活动挡板19的示意图。

图5为图1的A放大，即矩形炉管3的出料端18安装活动挡板19的示意图。

图6为现有技术当中矩形炉管3采用法兰连接的示意图。

图7为图1的B放大，即本实用新型采用套管式连接法进行连接的炉管连接示意图。

图8为钢板31与四根矩形炉管3固定连接的示意图。

图9为图8的右视图。

图10为图1右端进料机构的放大图。

图11为图10的俯视图。

图12为图10的C-C视图。

图13为进料炉门拉板37的平面示意图。

图14为进料炉门盖板39的主视图。

图15为图14的F-F视图。

图中，1.炉体，2.炉架，3.矩形炉管，4.电热丝，5.热电偶，6.炉内空腔，7.耐火材料，8.矩形炉管连接件，9.废气流通管，10.废气流通管进口，11.炉体废气排出管，12.废气流通管出口，13.氢气洗涤箱，14.氢气进出U形管，15.炉体外部冷氢进入管，16.预热氢气输出管，17.矩形炉管进料端，18.矩形炉管出料端，19.炉管内活动挡板，20.铰链，21.活动取料钩，22.取料钩连杆，23.出料炉门，24.炉门座，25.盛放物料舟皿，26.密封材料，27.螺栓拉码，28.套管，29.碟形弹簧，30.密封圈，31.钢板，32.动滑轮，33.定滑轮，34.炉体支架，35.配重物，36.滑轮拉索通孔，37.进料炉门拉板，38.连接杆，39.进料炉门盖板，40.动滑轮，41.支架，42.定滑轮，43.配重物，44.进料推杆，45.舟皿推板，46.进料推板，47.推板导杆，48.丝杆，49.出料拉杆，50.电磁阀，51.杠杆，52.送料台，53.出料工作台，54.氢气净化出管，55.用于安装上层三根连接杆38的通孔，56.用于安装下层三根连接杆38的通孔，57.进料炉门盖板上用于安装连接杆38的螺孔，58.用于通过进料推杆44的通孔。

具体实施方式

附图1至附图15均是用来表明本实用新型实施例的视图。下面结合流程或操作对本实用新型的各项结构特征逐项加以说明：

1、如图1、图2、图3所示，参加钨还原反应之后的剩余氢气从炉体废气排出管11进入到废气流通管9当中，而入炉前的冷氢也从冷氢进入管15进入废气流通管9当中，冷氢吸收废气余热后由预热氢气输出管16送入到炉管3当中；废气流通管9当中的废气经热交换后从废气流通管出口12进入氢气洗涤箱13，经初步洗涤处理后的氢气被送出箱体13作进一步净化处理重新利用。

2、如图4所示，盛有物料的舟皿被推入炉管3时，矩形活动挡板19被推开，而进料推板46退出到炉门口时，挡板19因自重落下将炉管挡住，这对防止炉管氢气外溢和空气的进入起到很大的作用。在出料端18安装的活动挡板19也同样起到这种作用，如图5所示。出料时，活动取料钩21钩住舟皿25，在出料电机、出料拉杆49、出料炉门座24等的传动下，舟皿被拉出到炉管3外，这时搭靠在取料钩连杆22上方的活动挡板19自行落下，挡住炉管；关闭出料炉门时，活动挡板19又被取料钩连杆22逼回上方。活动取料钩21是一个只能沿着斜沟槽作顺时针方向旋转的钩子，这种活动钩在现有技术中早已普遍使用。

3、本实用新型炉管的对接采用了如图7所示的套管式连接，对接好之后用螺栓拉码27旋紧即可，炉管接口平整光滑，此时的密封圈30已在炉管之外，不象原先法兰连接时密封圈在管内破碎粉化而造成炉管内出现缝隙。

4、如图1、图8、图9所示，当炉管受热伸长时，重物35也顺着炉管伸长方向对炉管提供了一个克服摩擦力的拉力，炉管不再因为热胀冷缩而受逼变形。

5、本实用新型进料机构的进料过程是这样进行的：如图10、图11、图12所示，首先拉开离合器启动快速电机传动丝杆48顺转，进料推板46被丝杆48拉动沿导杆47向电机方向平稳移动，进料推板46又进一步拉动进料推杆44向外移动，当推杆44前端连接的舟皿推板45顶撞进料炉门盖板39时，就把进料炉门盖板39打开，紧接着炉管内活动挡板39因自重落下挡住炉管以防氢气外溢和空气进入。当进料推杆44退出到设定的行程时电机停转，再将电磁阀50吸合，杠杆51顺时针方向翘起，送料台52及送料台52上面准备好了物料的舟皿一同被杠杆托起，舟皿正对炉管管口。这时，反向启动电机，推杆44推料入炉，进料炉门盖板39在滑轮和重物拉动下自动把炉门盖紧。盖紧炉门后，啮合离合器，经变速箱慢推推板，以使舟皿在炉管内平稳前进，防止钨粉产生厚薄和撒粉现象，保证产品质量。可见，在进料机构中，进料炉门盖板39是由电机、丝杆等传动而打开的，而进料炉门盖板39的关闭则是由滑轮和配重来完成的。

在图1左端的出料机构中只须从炉管中取出舟皿，因此只须将出料拉杆直接固定在出料炉门的盖板就行了。出料机构同样设置有出料工作台53，工作台53下方连接杠杆和配重物。出料时，舟皿的重量将出料工作台53压向下方，取走舟皿后，配重拉动杠杆又将出料工作台53托起，为下一次出料作好准备。

本实用新型还设有到位响铃进出料及超负载自动停车报警保护等设施，本实用新型使用PLC控制自动进出料。

Claims (1)

1、五带四管还原炉，包含有炉体(1)、炉架(2)、矩形炉管(3)、电热丝(4)、热电偶(5)、炉内空腔(6)、耐火材料(7)、矩形炉管连接件(8)，其特征在于：

在炉体(1)的底部与炉架(2)之间并列安装4条矩形废气流通管(9)，废气流通管(9)的进口(10)与炉体的废气排出管(11)相连接，废气流通管(9)的出口(12)通入到氢气洗涤箱(13)当中；废气流通管(9)当中设置U形的氢气进出管(14)，氢气进出管(14)分别与炉体外部的冷氢进入管(15)及预热氢气输出管(16)相连通，预热氢气输出管(16)连接到矩形炉管(3)当中；

在矩形炉管(3)的进料端(17)和矩形炉管(3)的出料端(18)都装有相同的矩形活动挡板(19)，矩形活动挡板(19)由铰链(20)连接在炉管(3)上面；

矩形炉管(3)的对接口为套管式连接，螺栓拉码(27)将焊接在矩形炉管(3)外端的套管(28)固紧；

钢板(31)穿过四根矩形炉管(3)并与之固定连接，钢板(31)一侧面装有动滑轮(32)，炉体支架(34)上面装有定滑轮(33)，动滑轮(32)与定滑轮(33)之间穿有滑轮拉索，滑轮拉索一端挂有配重物(35)；

在进料机构当中装有一块进料炉门拉板(37)，进料炉门拉板(37)经连接杆(38)与进料炉门盖板(39)固定连接，进料炉门拉板(37)的一侧装有动滑轮(40)，支架(41)上装有定滑轮(42)，定滑轮(42)与动滑轮(40)之间穿有滑轮拉索，滑轮拉索一端挂有配重物(43)；进料炉门盖板(39)开有通孔(58)，通孔内设有进料推杆(44)通过，在进料推杆(44)靠近炉体一端的端头固定连接舟皿推板(45)，进料推杆(44)靠近送料电机的一端与进料推板(46)固定连接，进料推板(46)的四个角上各开有一个通孔，通孔活动套在推板导杆(47)上面，进料推板(46)的正中位置开设内螺纹与丝杆(48)螺纹连接，丝杆(48)经变速齿轮箱与送料电机相连接。

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