CN110542317B - 有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置，包括：炉体，炉体具有熔炼腔体，炉体的底部具有安装空间，安装空间与熔炼腔体相连通；喷枪结构，喷枪结构设置在炉体的炉壁上；磁感应加热器结构，磁感应加热器结构安装在安装空间内。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的熔炼炉能量浪费较多的问题。

Description

有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置

技术领域

本发明涉及电磁浸没燃烧冶炼装置的技术领域，具体而言，涉及一种有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置。

背景技术

浸没燃烧熔池熔炼技术已成功应用于再生铅、锌浸渣和高铅渣还原等有色金属冶炼，熔池熔炼是通过安装在炉体侧墙的喷枪向熔池内喷入空气、富氧空气、还原剂或燃料，气体射流喷入熔池并迅速搅动熔池进而加速熔池内传热、传质和化学反应过程。

现有的熔炼炉其加热在熔融的金属的上部，这样熔炼炉的底部容易出现冻结的问题。为了解决熔炼炉的底部冻结的问题，一些熔炼炉的底部的炉体的外部设置有辅助加热结构。上述结构需要将热量传递至炉体内部，现有技术的熔炼炉的辅助加热结构的能量浪费较多。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置，以解决现有技术中的熔炼炉能量浪费较多的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置，包括：炉体，炉体具有熔炼腔体，炉体的底部具有安装空间，安装空间与熔炼腔体相连通；喷枪结构，喷枪结构设置在炉体的炉壁上；磁感应加热器结构，磁感应加热器结构安装在安装空间内。

进一步地，炉体的底部侧壁具有向远离炉体的中心轴凹陷的凹槽，凹槽形成安装空间。

进一步地，磁感应加热器结构与凹槽的内壁具有间隙以形成熔沟。

进一步地，熔沟与熔炼腔体相连通。

进一步地，熔沟具有进口和出口，物料从熔沟的出口的出射方向与熔沟的出口与炉体的中心轴的水平连线成第一角度设置；和/或物料从熔沟的进口的进入方向与熔沟的进口与炉体的中心轴的水平连线成第二角度设置。

进一步地，物料从熔沟的出口的出射方向与熔沟的出口与炉体的中心轴的水平连线成第一角度设置时，第一角度大于0°小于90°。

进一步地，物料从熔沟的进口的进入方向与熔沟的进口与炉体的中心轴的水平连线成第二角度设置时，第二角度大于0°小于90°。

进一步地，炉体由下至上依次包括金属层、渣层和气相区，喷枪结构包括喷枪，喷枪安装在炉体的顶壁上，喷枪的出口位于渣层；和/或喷枪安装在炉体的侧壁上，喷枪的出口位于渣层。

进一步地，磁感应加热器结构包括磁感应加热器，磁感应加热器包括导磁铁芯和磁线圈，磁线圈缠绕在导磁铁芯的周向外侧。

进一步地，磁感应加热器结构还包括绝缘层，绝缘层位于磁感应加热器的周向外侧。

应用本发明的技术方案，有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置在使用的时候，喷枪结构对炉体内进行加热。磁感应加热器结构安装在安装空间，对炉体内部进行加热，安装空间与熔炼腔体相连通，这样对炉体内的物质加热的效率较高。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的熔炼炉能量浪费较多的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置的实施例一的结构示意图；

图2示出了图1的有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置的A-A处剖视示意图；

图3示出了根据本发明的有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置的实施例二的结构示意图；

图4示出了图3的有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置的B-B处剖视示意图；

图5示出了根据本发明的有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置的实施例三的结构示意图；以及

图6示出了图5的有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置的C-C处剖视示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、炉体；20、喷枪结构；30、磁感应加热器结构；100、熔炼腔体；101、熔沟；102、金属层；103、渣层；104、气相区；200、安装空间。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

如图1和图2所示，实施例一提供了一种有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置包括：炉体10、喷枪结构20和磁感应加热器结构30。炉体10具有熔炼腔体100，炉体10的底部具有安装空间200，安装空间200与熔炼腔体100相连通。喷枪结构20设置在炉体10的炉壁上。磁感应加热器结构30安装在安装空间内。

应用本实施例的技术方案，有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置在使用的时候，喷枪结构对炉体内进行加热。磁感应加热器结构30安装在安装空间，对炉体内部进行加热，安装空间与熔炼腔体相连通，这样对炉体内的物质加热的效率较高。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的熔炼炉能量浪费较多的问题。

如图1和图2所示，在实施例一的技术方案中，炉体10的底部侧壁具有向远离炉体10的中心轴凹陷的凹槽，凹槽形成安装空间。上述结构加工成本较低，结构紧凑。

如图1和图2所示，在实施例一的技术方案中，磁感应加热器结构30与凹槽的内壁具有间隙以形成熔沟101。熔沟的设置使得磁感应加热器结构30的加热效果更好，即磁感应加热器结构30没有紧挨与炉体10的内壁，这样有利于磁感应加热器结构30的能量转化较多的传递至熔融的金属。

具体地，熔沟101与熔炼腔体100相连通。熔融状态的金属在磁感应加热器结构30的作用下，由熔炼腔体100进入熔沟101，再通过熔沟101进入至熔炼腔体100内，这样磁感应加热器结构30对熔融状态的金属还形成了搅动的作用。熔沟101的设置使得熔融的金属在炉体10内运动，进一步解决了熔融的金属出现冻结的问题。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，熔沟101具有进口和出口，物料从熔沟101的出口的出射方向与熔沟101的出口与炉体10的中心轴的水平连线成第一角度设置和物料从熔沟101的进口的进入方向与熔沟101的进口与炉体10的中心轴的水平连线成第二角度设置。上述结构使得炉体10内的熔融状态的金属搅动的力更大。物料从熔沟101的出口的出射方向与熔沟101的出口与炉体10的中心轴的水平连线成第一角度设置，这样熔融状态的金属的出射方向不与熔沟101的出口与炉体10的中心轴的水平连线重合，这样磁感应加热器结构30对熔融的金属的搅动力度较大。当然，也可以只有物料从熔沟101的出口的出射方向与熔沟101的出口与炉体10的中心轴的水平连线成第一角度设置，或者物料从熔沟101的进口的进入方向与熔沟101的进口与炉体10的中心轴的水平连线成第二角度设置。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，物料从熔沟101的出口的出射方向与熔沟101的出口与炉体10的中心轴的水平连线成第一角度设置时，第一角度大于0°小于90°。上述结构对熔融的金属的搅动的效果较好。具体地，熔沟101的出口具有导向面，在本实施例的技术方案中，第一角度为30°，这样的搅动效果较好。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，物料从熔沟101的进口的进入方向与熔沟101的进口与炉体10的中心轴的水平连线成第二角度设置时，第二角度大于0°小于90°。上述结构对熔融的金属的搅动的效果较好。具体地，熔沟101的出口具有导向面，在本实施例的技术方案中，第二角度为30°，这样的搅动效果较好。

需要说明的是，磁感应加热器结构30为多个，多个磁感应加热器结构30相间隔地设置在炉体10的底部，根据实际情况，多个磁感应加热器结构30的水平高度可以相同，也可以不同。

如图1和图2所示，在实施例一的技术方案中，炉体10由下至上依次包括金属层102、渣层103和气相区104，喷枪结构20包括喷枪，喷枪安装在炉体10的渣层103，喷枪的出口位于渣层103。炉体10的侧壁上设置有安装孔，安装孔位于渣层，喷枪结构20设置在安装孔处。具体地，喷枪结构20包括多个喷枪，喷枪的轴线与水平面的夹角在0°至30°之间。喷枪的轴线向下倾斜，优选地，喷枪的轴线向下倾斜0°到15°。喷枪通过熔池液面以下侧壁***，浸没于熔池中，喷枪可以为单通道结构，富氧气体通过单通道喷枪喷入炉内，单支喷枪也可以为多通道结构，同时喷吹富氧气体和燃料。

进一步具体地，炉体10侧墙为铜水套结构。优选地，炉体10侧墙为铜水套结构，铜水套结构内设置有水套内衬，水套内衬由耐火砖材料制成。铜水套结构制作成本较低，水套内衬由耐火砖材料制成这样的结构既坚固，又有很好的耐热性。

为了使本实施例的电磁浸没燃烧冶炼装置实现自动控制，本实施例的有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置还包括控制结构，磁感应加热器结构30与控制结构电连接，控制结构包括电连接的控制主体和温度传感器，温度传感器设置在炉体10的外壁上，以通过温度传感器的测量温度控制磁感应加热器结构30的开关。当温度高于预定值的时候，炉体10内不会出现冻结的现象，磁感应加热器结构30关闭，当温度低于预定值的时候，炉体10内容易出现冻结现象，磁感应加热器结构30打开。

如图2所示，在实施例一的技术方案中，磁感应加热器结构30包括磁感应加热器，磁感应加热器包括导磁铁芯和磁线圈，磁线圈缠绕在导磁铁芯的周向外侧。上述结构加热效果好，结构紧凑。

如图2所示，在实施例一的技术方案中，磁感应加热器结构30还包括绝缘层，绝缘层位于磁感应加热器的周向外侧。上述结构有利于包括磁感应加热器。磁感应加热器密封在绝缘层内。

如图3和图4所示，实施例二的技术方案与实施例一的区别在于，喷枪安装在炉体10的气相区104的侧壁上，喷枪的出口位于渣层103的侧壁上。安装孔位于渣层103使得喷枪结构20安装在渣层103的时候不容易出现泄露。喷枪结构20包括喷枪，喷枪为一个或多个，喷枪的轴线与水平面的夹角在30°至60°之间。具体地，各喷枪的轴线向下倾斜。各喷枪的轴线与水平面的夹角在30°至60°之间，使得喷枪在安装的时候比较容易。进一步具体地，喷枪的喷入口伸入渣层103的长度在0.5米至1米之间。各喷枪浸没于熔池中，喷枪可以为单通道结构，富氧气体通过单通道喷枪喷入炉内，单只喷枪也可以为多通道结构，同时喷吹富氧气体和燃料。喷枪为单通道喷枪，喷枪喷吹富氧气体。喷枪为多通道喷枪，喷枪可同时喷吹富氧气体和燃料。

如图5和图6所示，实施例三的技术方案与实施例一的区别在于，安装孔位于炉体10的渣层的侧壁上和炉体10的顶壁上。喷枪安装在渣层的侧壁上与实施例一相同，安装在顶壁上的喷枪为竖向设置。喷枪也可以单独安装在炉体10的顶壁上。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置，其特征在于，包括：

炉体（10），所述炉体（10）具有熔炼腔体（100），所述炉体（10）的底部具有安装空间（200），所述安装空间（200）与所述熔炼腔体（100）相连通；

喷枪结构（20），所述喷枪结构（20）设置在所述炉体（10）的炉壁上；

磁感应加热器结构（30），所述磁感应加热器结构（30）安装在所述安装空间内；

所述炉体（10）的底部侧壁具有向远离所述炉体（10）的中心轴凹陷的凹槽，所述凹槽形成所述安装空间；

所述磁感应加热器结构（30）与所述凹槽的内壁具有间隙以形成熔沟（101）；

所述熔沟（101）具有进口和出口，物料从所述熔沟（101）的出口的出射方向与所述熔沟（101）的出口与所述炉体（10）的中心轴的水平连线成第一角度设置，所述第一角度大于0°小于90°；

所述物料从所述熔沟（101）的进口的进入方向与所述熔沟（101）的进口与所述炉体（10）的中心轴的水平连线成第二角度设置，所述第二角度大于0°小于90°。

2.根据权利要求1所述的有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置，其特征在于，所述熔沟（101）与所述熔炼腔体（100）相连通。

3.根据权利要求1所述的有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置，其特征在于，所述炉体（10）由下至上依次包括金属层（102）、渣层（103）和气相区（104），所述喷枪结构（20）包括喷枪，

所述喷枪安装在所述炉体（10）的顶壁上，所述喷枪的出口位于所述渣层（103）；和/或

所述喷枪安装在所述炉体（10）的侧壁上，所述喷枪的出口位于所述渣层（103）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置，其特征在于，所述磁感应加热器结构（30）包括磁感应加热器，所述磁感应加热器包括导磁铁芯和磁线圈，所述磁线圈缠绕在所述导磁铁芯的周向外侧。

5.根据权利要求4所述的有芯式电磁浸没燃烧冶炼装置，其特征在于，所述磁感应加热器结构（30）还包括绝缘层，所述绝缘层位于所述磁感应加热器的周向外侧。