M418128 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 [0001] 本創作是有關一種冶金爐之自動連續投料裝置，尤 指一種可在不破壞還原爐内部密封狀態之情形下，完成 添加新的混合原料作業之投料裝置。 【先前技術】 [0002] 傳統將矽原料由矽砂（石英砂）中還原出來的裝置 ，較常見的有石墨電弧之加熱還原爐，其係用以加熱矽 砂、焦碳（Coke)、煤（Coal )及木屑（wood)等混合原料 ，使其由接近環境溫度的爐溫，漸漸加溫至1 500°C〜 2500°C之高溫，才能對該等待還原材料進行還原，待完 成該還原作業之後，該還原爐尚需逐漸降溫至約250°C左 右（即較接近環境溫度）才得以將其内之還原生成物取 出，以避免溫度的急變化，對設備、生成物品質或作業 環境產生不良影響；待該生成物（矽）自還原爐取出後 ，才能再將下一批待還原材料置入還原爐中，並將還原 爐再重新由上述接近環境的溫度，逐漸升溫至1 500°C〜 250ITC進行還原。 [0003] 在上述作業流程中，必須如此反覆對還原爐施行升 溫及降溫作業之原因，主要係還原爐若在處於1 500°C〜 2500°C高溫狀態開啟，將因爐體與環境溫差過大，不僅 存在有產生爆裂之危險，且大量高溫流質進入作業環境 ，將會對操作環境及現場人員造成熱污染及傷害，更甚 者，該冶煉還原完成之高溫矽材料生成物突遇此急劇降 溫，極可能造成結構上之破壞，同時亦容易受到環境中 表單編號A0101 第3頁/共19頁 M418128 雜質的污染，而無法作為進一步之運用；但依據實際估 算，進行單一個循環（入料—加溫—還原—降溫—出爐 )之矽還原，需要耗費大約32小時的冗長時間，其中， 不斷地將還原爐由約250°C升溫至1 500°C〜2500°C進行 冶煉後，再逐漸降溫至約250°C (以利取出還原後生成物 )，亦將造成熱能量之大量散失與浪費；因此，此種習 知冶金還原方法，不僅耗費極冗長時程，更在整個作業 過程中，不斷對環境造成傷害，且浪費大量之能源，實 為不經濟，且不符合環保概念之工業技術。 [0004] 為此，本案創作人乃有一中華民國申請第 1 001 09820號「冶金之分隔式還原方法及其設備」發明 專利案的提出，其主要係利用一還原爐結合一可分段之 冷卻裝置，以形成一分隔式還原的冶金設備，透過該等 設備得以令整個冶金還原過程之冶煉及冷卻過程，分隔 在不同空間内同時進行，使得冶金還原爐之冶煉與冷卻 過程中，均無需完全被拘限在還原爐内進行，進而得以 改善傳統方式過於耗費冗長的等待時間、產能無法有效 提高，以及耗損大量能源等缺失；然而，上述專利案之 内容雖已揭示了令還原爐内部於冶煉與冷卻過程中保持 密封等壓空間的機制，但在實際應用時，由於每一次冶 煉過程執行完畢後，必須重新開始添加新的混合原料， 而在該等混合原料注入還原爐的過程中必然會破壞還原 爐内之密封狀態，致使該還原爐内部之溫度及壓力皆下 降，產生難以避免的等待時間與能源的浪費，因此，如 何能提供一種可配合前述還原爐結構之投料裝置，使其 得以在不破壞還原爐内密封狀態之情形下完成添加新的 表單编號A0101 第4頁/共19頁 M418128 混合原料作業，進而達到進一步縮短工作時間、提升冶 煉效率與產量，並減少能源之浪費，實為相關業界所亟 待努力之重大課題。 [0005] 有鑑於習見之還原爐投料裝置有上述缺點，創作人 乃針對該些缺點研究改進之道，終於有本創作產生。 【新型内容】 [0006] 本創作之主要目的在於提供一種冶金爐之自動連續 投料裝置，其可在不改變還原爐内溫度與壓力之條件下 ，進行多次投料作業，以提昇整體之生產效率。 [0007] 本創作之另一目的在於提供一種冶金爐之自動連續 投料裝置，其可有效減少進料的等待時間，並降低反覆 降溫、加溫的能源耗費。 [0008] 為達成上述目的及功效，本創作所採行的技術手段 包括：一外筒，具有一容置空間，於該容置空間底部設 有一出料通道與一還原爐内部連通；複數内部容置原料 之内筒，係分別設置於該外筒之容置空間内，各内筒至 少設有一出料開口，且於各出料開口上設有一可被操作 開啟之内筒下蓋。 [0009] 依上述結構，其中各内筒另設有一至少穿過外筒對 外連通之進料開口，且各進料開口係受一可開啟之封蓋 機構加以封閉。 [0010] 依上述結構，其中該封蓋機構係為一設置於外筒上 之上蓋，且該上蓋得以被操作而同時封蓋各内筒之進料 開口。 表單编號A0101 第5頁/共19頁 [0011]M418128 依上述結構，其中該封蓋機構係為設置於各内筒之 進料開口上之内筒上蓋。 [0012] [⑻ 13] [0014] [⑻ 15] [0016] 依上述結構，其中該出料通道上設有一出料閘門。 依上述結構，其中該外筒與出料通道之間設有一導 料部。 依上述結構，其中該導料部係呈一漏斗狀。 為使本創作的上述目的、功效及特徵可獲致更具體 的暸解，茲依下列附圖說明如下： 【實施方式】 請參第1、2圖所示，可知本創作第一實施例之投 料裝置A結構主要包括：外筒1、内筒2等部份，其中 外筒1内部具有一容置空間1 1，於該容置空間1 1底 部設有一出料通道1 2，於該外筒1與出料通道1 2之 間設有一漏斗狀之導料部1 5，而於該出料通道1 2上 設有一可控制開啟或關閉動作之出料閘門1 3，複數内 筒2係設置於該外筒1之容置空間1 1内，於各内筒2 上分別設有一進料開口 2 1，且各進料開口 2 1係穿過 外筒1對外連通，以便於由外部直接補充待處理加工之 原料D，而於各進料開口2 1上另設有一可開啟之封蓋 機構（於本實施例令，該封蓋機構係為一樞設於外筒1 上之上蓋14)，該封蓋機構係可同時開啟或封閉各進 料開口 2 1，另於各複數内筒2對應於投料通道1 2之 一側設有出料開口 2 2，於各出料開口 2 2上分別設有 一可被操作開啟之内筒下蓋2 3。 表單編號A0101 第6頁/共19頁 M418128 請參第3至5圖所示，可知本創作第一實施例之投 料裝置A於實際應用時，該出料閘門丄3可另經由一投 料管1 3 1延伸至一還原鍋5上方，該還原鍋5係設於 一還原爐B之内壁3所形成之爐内空間3 1内，該還原 爐B於該内壁3外周側另設有一外壁3 〇，於該爐内空 間3 1内設有一加熱裝置4，一攪拌裝置C係由外部可 伸縮地穿過還原爐B延伸至還原鍋5内，而於該還原爐 B底部則設有一對外連通之出料通道3 2，於該出料通 道3 2上設有一出料閘門3 3。
於操作時’當該封蓋機構（上蓋1 4)開啟時，該 待處理加工之原料D可直接由外部通過進料開口 2 1補 充至各内筒2内部（如第3圖所示），然後，封蓋機構 (上蓋1 4)關閉，並同時封閉各進料開口 2 1，再將 該外筒1加熱之適當的操作溫度與壓力之後，可先開啟
一内筒2之内筒下蓋2 3以及該出料閘門1 3，使該内 筒2内部之原料D可直接被導入該還原鍋5内（如第4 圖所示），以便於進行所需之加工程序，待完成上述加 工程序後，該出料閘門3 3開啟，以供該還原鍋5將加 工後之原料D倒入出料通道3 2，以便於依該中華民國 申清第1 001 09820號「冶金之分隔式還原方法及其設備 」發明專利案所述之方式向外送出；如此之後，再開啟 另一内筒2之内筒下蓋2 3以及該出料閘門1 3，以進 表單編號A0101 行另一還原加工之流程（如第5圖所示）；藉此，使該 外筒1得以在不改變還原爐B内溫度與壓力之條件下， 進行多次投料作業（將各内筒2内之原料D導入還原鍋 5内），其不但可提昇整體之生產效率，更可有效減少 第7頁/共19頁 M418128 [0021] 表單编號A0101 進料的等待時間，並降低反覆降溫、加溫的能源耗費。 凊參第6圖所示，可知本創作第二實施例之投料裝 置八結構包括：外筒1 0、内筒2 0等部份，其中該 外同10内部具有-容置空間1 0 1，該容置空間i 〇 1底部設有—出料通道1 G 2，於該外筒！_ 〇與出料通 道1 0 2之間設有-漏斗狀之導料部1 0 5，複數内筒 2 0係設置於該外筒1 0之容置空間1〇1内，於各内 琦2 0上刀別s又有一進料開口 2 〇 1 ,且各進料開口 2 0 1係穿過外冑1 G料連通，以便於由外部直接補充 待處理加I之原料D ,而於各進料開σ 2 Q以設有一 可開啟之封蓋機構（於本實施财，該封蓋機構係為複 數分別抱設於各進料開口2〇1之内筒上蓋2〇4)， 藉以操作開啟或封閉各進料開口2丄，另於各内筒2 〇 之進料開口 2 Q 1上分別設有—可密合封蓋之内筒上蓋 2 0 4，另於各複數内筒2 〇對應於投料通道1 〇 2之 一側設有出料開口 2 〇 2，於各出料開口 2 〇 2上分別 設有一可被操作開啟之内筒下蓋2 〇 3。 上述第二實施例之投料裝置A，於實際應用時，其 外筒1 0與相關之還原爐5 〇之間的結合组成及操作方 式皆凡全相同，其整體之差異僅在於·設於各進料開口 2 1上之封蓋機構係為複數設於各進料開口 2 〇 1之内 筒上蓋2 0 4，其可分別開啟或封閉各進料開口 2 〇工 ’以供由外部向内筒2 〇補充原料d。 本創作上述揭露的結構形態中，其於實際應用上亦 可衍生許多變化’例如··於外筒i内部設有易於操作固 第8頁/共】9頁 M418128 定複數内筒2之支架’再將外筒1頂側設成鏤空開口， 並以該上蓋14可蓋合封閉該鏤空開口，而該内筒2則 仍保持具有出料開口2 2及内筒下蓋2 3等設計，該内 筒2可於它處先行裝填原仙（進料開口 2 i並非必要 ’該内筒2於它處亦可直接由出料開σ 2 2向内補充原 料D) ’再同時置入該外筒丄之容置空間η内藉此 ，亦可達到上述本創作所訴求之相同功效。 [0022] 综合以上所述，本創作冶金爐之自動連續投料裝置 瑞可達成縮短工作時間、提升冶煉效率與產量，且減少 能源浪費之功效，實為一具新穎性及進步性之創作，爰 依法提出申請新型專利；惟上述說明之内容，僅為本創 作之較佳實施例說明’舉凡依本創作之技術手段與範嘴 所延伸之變化、修飾、改變或等效置換者，亦皆應落入 本創作之專利申請範圍内。 【圖式簡單說明】 [0023] 第1圖係本創作第一實施例之立體構造示意圖。 [0024] 第2圖係本創作第一實施例之整體構造剖面圖。 [0025] 第3圖係本創作第一實施例之補充原料情形示意圖。 [0〇26]第4圖係本創作第一實施例之注料情形示意圖（一）。 [0027] 第5圖係本創作第一實施例之注料情形示意圖（二）。 [0028] 第6圖係本創作第二實施例之立體構造示意圖。 【主要元件符號說明】 [_] 1、10____外筒 表單編號Α0101 第9頁/共19頁 M418128 [0030] 11、1 0 1...容置空間 [0031] 12、102...出料通道 [0032] 13____出料閘門 [0033] 131...投料管 [0034] 14____上蓋 [0035] 15、105. ·.導料部 [0036] 2、20____内筒 [0037] 21、201. ·.進料開口 [0038] 2 2、2 0 2...出料開口 [0039] 23、203...内筒下蓋（修改第1圖的221) [0040] 204...内筒上蓋 [0041] 3.....内壁 [0042] 31....爐内空間 [0043] 32____出料通道 [0044] 33____出料間門 [0045] 30____外壁 [0046] 4.....加熱裝置 [0047] 5.....還原鍋 [0048] A、A’.....投料裝置 [0049] B.....還原爐 表單編號A0101 第10頁/共19頁 M418128 [0050] C.....攪拌裝置 [0051] D.....原料
表單编號A0101 第11頁/共19頁