CN104180649B - 一种微波动态高温连续焙烧设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微波动态高温连续焙烧设备，属于在冶金和材料工业上用于中间物料高温烧结、焙烧和脱除氟氯的可实现自动化连续生产的微波高温焙烧设备技术领域。该微波动态高温连续焙烧设备，包括机架、炉体、微波加热***、测温***、进料***、出料***、冷却***、PLC控制装置和双螺旋搅拌装置，炉体上设有微波加热***、测温***、进料***、出料***、冷却***和双螺旋搅拌装置，双螺旋搅拌装置包括由外螺旋和内螺旋构成的叶片，微波加热***、测温***、进料***、出料***、冷却***与PLC控制装置连接。该设备结构简单，为自动化程度高、高效、清洁、简便、成本低的可以进行连续化大型生产的微波高温焙烧的设备。

Description

一种微波动态高温连续焙烧设备

技术领域

本发明涉及一种微波动态高温连续焙烧设备，属于在冶金和材料工业上用于中间物料高温烧结、焙烧和脱除氟氯的可实现自动化连续生产的微波高温焙烧设备技术领域。

背景技术

在冶金行业中，尤其是铅锌冶炼***中，***中氟氯的含量达一定值时会对设备产生严重的腐蚀，在硫酸锌溶液电解过程中，氟氯也是一种有害元素，会对阴阳极板造成腐蚀，从而影响电解效率，增加生产成本。因此，对氟氯含量的控制一直是一个重要的也是亟待解决的课题。铅锌冶炼中含氟氯中间物料主要包括：锌湿法冶炼过程中浸出渣经回转窑或烟化炉处理后，得到的氧化锌烟尘；锌液净化过程中产生的脱氯铜渣；阴极锌熔铸过程产生的锌浮渣。

在现有的工艺和设备中，普遍采用多膛炉或回转窑焙烧来脱除氧化锌烟尘中氟氯，其原理为氧化锌烟尘在高温和一定负压下，烟尘中的氟氯化合物发生物理、化学变化后发生分解，使得低沸点的氟、氯化合物挥发，随炉气和氧化锌烟尘一道进入烟气***而被除去。由工艺条件可以看出，氟氯的脱除效果主要取决于炉内温度、炉出口负压和料的翻动程度，但是，多膛炉和回转窑投资大，焙烧温度高易发生烧结，能耗大，尾气中氯等未回收易造成污染，回转窑虽然脱氟氯效果强于多膛炉，但是投料量小。脱氯铜渣中的氟氯通常通过碱洗来进行脱除，但是会产生大量的含氯废水难于处理易污染环境。锌浮渣通常通过水洗工艺来脱除氟氯，这将消耗大量的水资源并产生大量废水。而且上述这些现有的脱氟氯的工艺和设备对氟氯的脱除效率效率仍然太低，而且生产成本高，易污染环境。而目前新型的用于焙烧脱除冶金中间物料中氟氯的设备仍是空白。

目前，在冶金和材料等行业中，需要对各种矿物或中间物料进行烧结、焙烧，结合不同的焙烧气氛使得物料在微波场中进行高温相变反应、氧化还原反应等，尤其是菱铁矿的焙烧和硫化物精矿的脱硫焙烧等。而现有的微波焙烧设备自动化、连续化和大型化程度不高，不能较好地对物料进行微波高温动态连续焙烧。

专利公开号为CN202873111U公开了一种微波焙烧设备，其炉体内设置有沿轴向平行排列的多个腔室，相邻的腔室通过隔板隔开，每个腔室的两侧设置有微波源和波导，每个腔室的侧壁上设置有进气通道。该设备能够使得微波的传导和加热效率最大化，且能实现对炉内焙烧气氛的阶段性控制。但是该设备不具有搅拌***，无法使物料充分混合并均匀受热。另外，该设备是使用推舟进行进出料，无法实现大批量生产。

专利公开号为CN201129918Y公开了一种回转式微波高温连续焙烧设备，在微波加热腔体中安装有陶瓷管，陶瓷管一端与带有驱动装置的钢管相连，通过钢管可以带动陶瓷管转动，陶瓷管的另一端与通气装置相连接，微波炉腔内设有炉腔保温层和抑制器，陶瓷管外部设有保温层，测温仪及微波源通过炉腔保温层与腔体相连。该设备采用陶瓷管采用陶瓷管转动的方式实现物料的连续输送，且陶瓷管的倾角可调，因此焙烧均匀，物料的处理量和在微波炉内的停留时间也可以控制。但是该设备不便于处理高温下成液态的物料，且自动化程度不高。

专利公开号为CN101178286A公开了一种铁硫化物矿粉的脱硫焙烧和氮化处理的多功能冶炼设备，该设备包括机架、微波发生和抑制装置、红外测温***、自动控制装置、连续进料斗、螺旋状连续运料搅拌杆、石英高温反应管、供气装置、排气装置等，由三组螺旋状连续运料搅拌杆按上、中、下三层叠加水平布置，并以此为中心形成三个相互独立的工作腔体和物料输送管道，在上层和中层内还分别设有微波发生和控制设置，在下层设有水气两用冷却装置和出口阀门。该设备能够将铁硫化物的脱硫工艺及其氮化工艺合二为一，并能连续进出料，满足大批量工业化生产的要求，但是该设备石英高温反应管不具备有保温装置，能量的耗散将会很大；而且所述的螺旋状连续运料搅拌杆只能单向运送物料，无法使物料混合均匀和受热均匀。

因此，针对现有脱氟氯设备以及冶金和材料工业中对中间物料进行烧结、焙烧的设备的上述缺点，冶金行业急需一种自动化程度高、高效、清洁、简便、成本低的可以进行连续化大型生产的微波高温焙烧的设备。

发明内容

针对上述现有螺旋状连续运料搅拌微波设备中存在的搅拌杆只能单向运送物料，无法使物料混合均匀和受热均匀，该设备不具备有保温装置，能量的耗散将会很大等缺点，本发明提供一种微波动态高温连续焙烧设备。该设备结构简单，为自动化程度高、高效、清洁、简便、成本低的可以进行连续化大型生产的微波高温焙烧的设备，本发明通过以下技术方案实现。

一种微波动态高温连续焙烧设备，包括机架1、炉体、微波加热***、测温***、进料***、出料***、冷却***、PLC控制装置14和双螺旋搅拌装置，所述微波加热***包括微波加热腔体3和磁控管12，测温***包括热电偶28，冷却***包括循环冷却水管13，双螺旋搅拌装置包括搅拌轴7、由外螺旋19和内螺旋20构成的叶片8、链条15、螺旋电机16和轴承18，所述机架1支撑炉体，炉体材质为不锈钢4，炉体两端端口截面为左右对称的六边形，炉体内部紧贴不锈钢4炉壁依次设有透波隔热保温材料5和透波保温隔热陶瓷6，透波保温隔热陶瓷6底部设有搅拌轴7，搅拌轴7一端横穿炉体并通过轴承18固定在机架1上，搅拌轴7另一端通过链条15与安装在机架1上的螺旋电机16连接，搅拌轴7上设有叶片8，炉体除顶端外四周安装若干磁控管12构成微波加热腔体3，微波加热腔体3分为预热段、加热段、出料段三部分，预热段顶端设有进料***，出料段顶端设有高温烟气通道11、底端设有出料***，磁控管12上安装循环冷却水管13，以保护磁控管12防止其过热，冷却预热段、加热段、出料段分别安装热电偶28，热电偶28、磁控管12、循环冷却水管13分别与PLC控制装置14连接。

所述进料***包括星形进料器21和进料口22，星形进料器21通过进料口22与预热段顶端连接，星形进料器21与PLC控制装置14连接。

所述出料***包括气缸23、闸板24、收料小车25、导轨26和出料口27，出料口27上安装有闸板24，闸板24上设有气缸23，闸板24连接PLC控制装置14，出料口27下端的机架1上安装导轨26，导轨26上设有收料小车25。

所述搅拌轴7呈空心状，搅拌轴一端连接风机17，向高温下搅拌轴7通入冷空气冷却搅拌轴7。

所述设有进料***的炉体一侧安装进气通道9，进气通道9上设有流量计10。

所述外螺旋19为左旋，内螺旋20为右旋，外螺旋19直径大于内螺旋20直径。

所述进料***和出料***上设有可控微波抑制器。

所述机架1上均匀设有12扇的侧门2。

上述透波隔热保温材料5为保温棉。

上述透波保温隔热陶瓷6为莫来石。

上述磁控管12分布采用耦合技术,在结构上体现为左右对称样式。

上述测温***具备温度采样功能，采样周期为10s~120s，所检测温度信号实时传递至PLC控制装置14，并将采样数据实时存储于SD卡内。

该微波动态高温连续焙烧设备的使用方法为：

（1）首先开启电源，分别打开螺旋电机16、风机17、循环冷却水管13，螺旋电机16能带动搅拌轴7转动，并向进气通道9中通入所需的气体或水蒸气，气体或水蒸气的流量可以通过流量计10调节流量，将物料从星形进料器21投料进入到微波加热腔体3中的预热段，通过PLC控制装置14控制可以实现连续化自动进料，由于搅拌轴7带动叶片8搅拌物料，而叶片8上的外螺旋19直径较大，内螺旋20直径较小，故外螺旋19推动物料量多，内螺旋20推动物料量少，因此，物料总体会朝一个方向推动，当改变螺旋电机18的转向时，物料便又会朝相反地方向推动，这样便可以使炉内物料得到充分地混合，混合均匀后，将控制物料始终向出料端推动时，便可以出料，在此过程中产生的烟气可以从高温烟气通道11排出；

（2）在此过程中，PLC控制装置14通过测温***传来的检测温度信号，根据需要调节磁控管12电流大小进而调整磁控管12的加热温度，且磁控管12上设有循环冷却水管13，循环冷却水管13必须保证水管内有循环冷却水，并且具有足够强的水压，通过PLC控制装置14实时监测冷却***的运行状况，一旦循环冷却水没有开启或者水压不够，微波源便不能开启，从而可以保护磁控管12不被烧坏；当物料反应完成需要出料时，PLC控制装置14将开启闸板24，物料便落入出料口27下端的收料小车25上，出料完毕后，关闭闸板24，通过导轨26便可以将收料小车25拉走。

本发明的有益效果是：（1）该设备结构简单，为自动化程度高、高效、清洁、简便、成本低的可以进行连续化大型生产的微波高温焙烧的设备；（2）该设备可广泛应用于冶金、材料行业中各种中间物料高温烧结、焙烧、脱除氟氯等的工业生产，其微波功率可达几百KW，处理温度最高可达1000℃左右，处理量可达t/h级。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明A-A面剖视示意图；

图3是本发明双螺旋搅拌轴结构示意图。

图中：1-机架，2-侧门，3-微波加热腔体，4-不锈钢，5-透波隔热保温材料，6-透波保温隔热陶瓷，7-搅拌轴，8-叶片，9-进气通道，10-流量计，11-高温烟气通道，12-磁控管，13-循环冷却水管，14-PLC控制装置，15-链条，16-螺旋电机，17-风机，18-轴承，19-外螺旋，20-内螺旋，21-星形进料器，22-进料口，23-气缸，24-闸板，25-收料小车，26-导轨，27-出料口，28-热电偶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1至3所示，该微波动态高温连续焙烧设备，包括机架1、炉体、微波加热***、测温***、进料***、出料***、冷却***、PLC控制装置14和双螺旋搅拌装置，所述微波加热***包括微波加热腔体3和磁控管12，测温***包括热电偶28，冷却***包括循环冷却水管13，双螺旋搅拌装置包括搅拌轴7、由外螺旋19和内螺旋20构成的叶片8、链条15、螺旋电机16和轴承18，所述机架1支撑炉体，炉体材质为不锈钢4，炉体两端端口截面为左右对称的六边形，炉体内部紧贴不锈钢4炉壁依次设有透波隔热保温材料5和透波保温隔热陶瓷6，透波保温隔热陶瓷6底部设有搅拌轴7，搅拌轴7一端横穿炉体并通过轴承18固定在机架1上，搅拌轴7另一端通过链条15与安装在机架1上的螺旋电机16连接，搅拌轴7上设有叶片8，炉体除顶端外四周安装若干磁控管12构成微波加热腔体3，微波加热腔体3分为预热段、加热段、出料段三部分，预热段顶端设有进料***，出料段顶端设有高温烟气通道11、底端设有出料***，磁控管12上安装循环冷却水管13，以保护磁控管12防止其过热，冷却预热段、加热段、出料段分别安装热电偶28，热电偶28、磁控管12、循环冷却水管13分别与PLC控制装置14连接。

其中进料***包括星形进料器21和进料口22，星形进料器21通过进料口22与预热段顶端连接，星形进料器21与PLC控制装置14连接；出料***包括气缸23、闸板24、收料小车25、导轨26和出料口27，出料口27上安装有闸板24，闸板24上设有气缸23，闸板24连接PLC控制装置14，出料口27下端的机架1上安装导轨26，导轨26上设有收料小车25；搅拌轴7呈空心状，搅拌轴一端连接风机17，向高温下搅拌轴7通入冷空气冷却搅拌轴7；设有进料***的炉体一侧安装进气通道9，进气通道9上设有流量计10；外螺旋19为左旋，内螺旋20为右旋，外螺旋19直径大于内螺旋20直径；进料***和出料***上设有可控微波抑制器；机架1上均匀设有12扇的侧门2；透波隔热保温材料5为标准保温棉；透波保温隔热陶瓷6为多晶莫来石。

其中搅拌轴7长4.8m，外径136mm，内径95mm。

实施例2

如图1至3所示，该微波动态高温连续焙烧设备，包括机架1、炉体、微波加热***、测温***、进料***、出料***、冷却***、PLC控制装置14和双螺旋搅拌装置，所述微波加热***包括微波加热腔体3和磁控管12，测温***包括热电偶28，冷却***包括循环冷却水管13，双螺旋搅拌装置包括搅拌轴7、由外螺旋19和内螺旋20构成的叶片8、链条15、螺旋电机16和轴承18，所述机架1支撑炉体，炉体材质为不锈钢4，炉体两端端口截面为左右对称的六边形，炉体内部紧贴不锈钢4炉壁依次设有透波隔热保温材料5和透波保温隔热陶瓷6，透波保温隔热陶瓷6底部设有搅拌轴7，搅拌轴7一端横穿炉体并通过轴承18固定在机架1上，搅拌轴7另一端通过链条15与安装在机架1上的螺旋电机16连接，搅拌轴7上设有叶片8，炉体除顶端外四周安装若干磁控管12构成微波加热腔体3，微波加热腔体3分为预热段、加热段、出料段三部分，预热段顶端设有进料***，出料段顶端设有高温烟气通道11、底端设有出料***，磁控管12上安装循环冷却水管13，以保护磁控管12防止其过热，冷却预热段、加热段、出料段分别安装热电偶28，热电偶28、磁控管12、循环冷却水管13分别与PLC控制装置14连接。

其中进料***包括星形进料器21和进料口22，星形进料器21通过进料口22与预热段顶端连接，星形进料器21与PLC控制装置14连接；出料***包括气缸23、闸板24、收料小车25、导轨26和出料口27，出料口27上安装有闸板24，闸板24上设有气缸23，闸板24连接PLC控制装置14，出料口27下端的机架1上安装导轨26，导轨26上设有收料小车25；搅拌轴7呈空心状，搅拌轴一端连接风机17，向高温下搅拌轴7通入冷空气冷却搅拌轴7；设有进料***的炉体一侧安装进气通道9，进气通道9上设有流量计10；外螺旋19为左旋，内螺旋20为右旋，外螺旋19直径大于内螺旋20直径；进料***和出料***上设有可控微波抑制器；机架1上均匀设有12扇的侧门2；透波隔热保温材料5为普通保温棉；透波保温隔热陶瓷6为普通莫来石。

其中搅拌轴7长5.4m，外径142mm，内径103mm。

实施例3

如图1至3所示，该微波动态高温连续焙烧设备，包括机架1、炉体、微波加热***、测温***、进料***、出料***、冷却***、PLC控制装置14和双螺旋搅拌装置，所述微波加热***包括微波加热腔体3和磁控管12，测温***包括热电偶28，冷却***包括循环冷却水管13，双螺旋搅拌装置包括搅拌轴7、由外螺旋19和内螺旋20构成的叶片8、链条15、螺旋电机16和轴承18，所述机架1支撑炉体，炉体材质为不锈钢4，炉体两端端口截面为左右对称的六边形，炉体内部紧贴不锈钢4炉壁依次设有透波隔热保温材料5和透波保温隔热陶瓷6，透波保温隔热陶瓷6底部设有搅拌轴7，搅拌轴7一端横穿炉体并通过轴承18固定在机架1上，搅拌轴7另一端通过链条15与安装在机架1上的螺旋电机16连接，搅拌轴7上设有叶片8，炉体除顶端外四周安装若干磁控管12构成微波加热腔体3，微波加热腔体3分为预热段、加热段、出料段三部分，预热段顶端设有进料***，出料段顶端设有高温烟气通道11、底端设有出料***，磁控管12上安装循环冷却水管13，以保护磁控管12防止其过热，冷却预热段、加热段、出料段分别安装热电偶28，热电偶28、磁控管12、循环冷却水管13分别与PLC控制装置14连接。

其中进料***包括星形进料器21和进料口22，星形进料器21通过进料口22与预热段顶端连接，星形进料器21与PLC控制装置14连接；出料***包括气缸23、闸板24、收料小车25、导轨26和出料口27，出料口27上安装有闸板24，闸板24上设有气缸23，闸板24连接PLC控制装置14，出料口27下端的机架1上安装导轨26，导轨26上设有收料小车25；搅拌轴7呈空心状，搅拌轴一端连接风机17，向高温下搅拌轴7通入冷空气冷却搅拌轴7；设有进料***的炉体一侧安装进气通道9，进气通道9上设有流量计10；外螺旋19为左旋，内螺旋20为右旋，外螺旋19直径大于内螺旋20直径；进料***和出料***上设有可控微波抑制器；机架1上均匀设有12扇的侧门2；透波隔热保温材料5为高纯保温棉；透波保温隔热陶瓷6为高纯莫来石。

其中搅拌轴7长4.8m，外径153mm，内径110mm。

Claims (6)

1.一种微波动态高温连续焙烧设备，其特征在于：包括机架（1）、炉体、微波加热***、测温***、进料***、出料***、冷却***、PLC控制装置（14）和双螺旋搅拌装置，所述微波加热***包括微波加热腔体（3）和磁控管（12），测温***包括热电偶（28），冷却***包括循环冷却水管（13），双螺旋搅拌装置包括搅拌轴(7)、由外螺旋（19）和内螺旋（20）构成的叶片（8）、链条（15）、螺旋电机（16）和轴承（18），所述机架（1）支撑炉体，炉体材质为不锈钢（4），炉体两端端口截面为左右对称的六边形，炉体内部紧贴不锈钢（4）炉壁依次设有透波隔热保温材料（5）和透波保温隔热陶瓷（6），透波保温隔热陶瓷（6）底部设有搅拌轴(7)，搅拌轴(7)一端横穿炉体并通过轴承（18）固定在机架（1）上，搅拌轴(7)另一端通过链条（15）与安装在机架（1）上的螺旋电机（16）连接，搅拌轴(7)上设有叶片（8），炉体除顶端外四周安装若干磁控管（12）构成微波加热腔体（3），微波加热腔体（3）分为预热段、加热段、出料段三部分，预热段顶端设有进料***，出料段顶端设有高温烟气通道（11）、底端设有出料***，磁控管（12）上安装循环冷却水管（13），预热段、加热段、出料段分别安装热电偶（28），热电偶（28）、磁控管（12）、循环冷却水管（13）分别与PLC控制装置（14）连接；

所述出料***包括气缸（23）、闸板（24）、收料小车（25）、导轨（26）和出料口（27），出料口（27）上安装有闸板（24），闸板（24）上设有气缸（23），闸板（24）连接PLC控制装置（14），出料口（27）下端的机架（1）上安装导轨（26），导轨（26）上设有收料小车（25）；

所述进料***包括星形进料器（21）和进料口（22），星形进料器（21）通过进料口（22）与预热段顶端连接，星形进料器（21）与PLC控制装置（14）连接。

2.根据权利要求1所述的微波动态高温连续焙烧设备，其特征在于：所述搅拌轴(7)呈空心状，搅拌轴一端连接风机（17）。

3.根据权利要求1所述的微波动态高温连续焙烧设备，其特征在于：所述设有进料***的炉体一侧安装进气通道（9），进气通道（9）上设有流量计（10）。

4.根据权利要求1所述的微波动态高温连续焙烧设备，其特征在于：所述外螺旋（19）为左旋，内螺旋（20）为右旋，外螺旋（19）直径大于内螺旋（20）直径。

5.根据权利要求1任一所述的微波动态高温连续焙烧设备，其特征在于：所述进料***和出料***上设有可控微波抑制器。

6.根据权利要求1至5任一所述的微波动态高温连续焙烧设备，其特征在于：所述机架（1）上均匀设有12扇的侧门（2）。