CN112325628B - 一种还原炉 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种还原炉，涉及加热炉设备的领域，其包括炉体和炉管，炉体内部固定设置有加热板且炉体上预留了接线柱孔，炉管贯穿炉体设置，炉管两端均位于炉体外部，炉管靠近自身一端的侧壁上设置有进料门，炉管靠近进料门一端的端面上固定设置有用于将进料门处物料向炉体内部炉管处推送的第一液压缸，炉管远离进料门一端设置有缓冲管，缓冲管一端与炉管连通，另一端设置有出料门，炉管靠近缓冲管一端固定设置有用于将物料推送至缓冲管内的第二液压缸，缓冲管和炉管连通处设置有用于控制缓冲管和炉管内部连通或封闭的开关机构，炉管上连通有氢气管道。本申请具有减少工人参与还原工序步骤的数量，提升了工人工作安全性的效果。

Description

一种还原炉

技术领域

本申请涉及加热炉的领域，尤其是涉及一种还原炉。

背景技术

目前，大所属金属材料在高温环境下烧结氧化的过程非常快，而氢气是还原性很强的气体，氢气作为还原炉中的还原气体，使还原炉内的金属得到有效还原。

相关技术对冶金粉末、金属和稀土等材料的还原大多采用传统的窑炉配合氢气还原的方法，通常盛放在容器中进行还原反应，还原反应是指一种与氧化作用相反的作用。即从化合物中去掉氧的作用,例如赤铁矿还原变为磁铁矿,再进一步还原为金属。炼铁就是用人工方法把氧化铁还原为金属铁。

针对上述中的相关技术，发明人认为氢气作为还原气体具有危险性，工人拿取还原完毕的物料时存在危险的缺陷。

发明内容

为了改善氢气作为还原气体具有危险性，工人拿取还原完毕的物料时存在危险的缺陷，本申请提供一种还原炉。

本申请提供的一种还原炉采用如下的技术方案：

一种还原炉，包括炉体和炉管，炉体内部固定设置有加热板且炉体上预留了接线柱孔，炉管贯穿炉体设置，炉管两端均位于炉体外部，炉管靠近自身一端的侧壁上设置有进料门，炉管靠近进料门一端的端面上固定设置有用于将进料门处物料向炉体内部炉管处推送的第一液压缸，炉管远离进料门一端设置有缓冲管，缓冲管一端与炉管连通，另一端设置有出料门，炉管靠近缓冲管一端固定设置有用于将物料推送至缓冲管内的第二液压缸，缓冲管和炉管连通处设置有用于控制缓冲管和炉管内部连通或封闭的开关机构，炉管上连通有氢气管道。

通过采用上述技术方案，将物料放在物料容器中通过进料门放置在炉管内，启动第一液压缸，将盛放有物料的容器向靠近炉体处推送，依次放入盛有物料的容器，依次推送进去，氢气管道为炉管内输送还原作用所需要的氢气，通过接线柱孔对加热板连接电源，加热板产生热量，并将位于炉体内部的炉管进行加热，为还原作用提供热量，关闭进料门，使炉管内进行安全的还原反应；首批进入炉管内的物料还原时间满足后，继续通过进料门和第一液压缸将新的盛有物料的容器放置在炉管内，使已经完成还原反应的物料被顶推到第二液压缸处，开启开关机构，第二液压缸依次将还原完毕的物料推送到缓冲管内，工作人员关闭开关机构继而安全的从出料门处取走还原完毕的物料，继而再次打开开关机构如此反复安全的取出还原完毕的物料，使工人仅参与物料的填入和取出，且开关机构的设置进一步保护了工人的安全，达到了工人拿取还原完毕物料时提升工人工作安全性的效果。

可选的，所述炉管上设置有风冷组件，风冷组件包括风冷套管和吹风机，风冷套管环套在炉管外壁上且两端被炉管贯穿，风冷套管位于缓冲管与炉体之间，风冷套管一端与炉体外壁固定连接，另一端顺应炉管长度向靠近缓冲管处延伸，风冷套管上开设有出风口，吹风机固定设置在风冷套管上且吹风口位于风冷套管内部。

通过采用上述技术方案，物料通过还原工序后具有高温，通过吹风机带走炉管上的热量，继而降低炉管内部物料的热量，便于还原后物料的搬运。

可选的，所述所述炉管上设置有水冷组件，水冷组件包括水冷套管、进水管和出水管，水冷套管环套在炉管上且两端被炉管贯穿，水冷套管位于缓冲管与风冷套管之间，水冷套管一端与风冷套管背离炉体一端固定连接，另一端沿炉管长度方向向缓冲管处延伸与缓冲管之间留有距离，进水管一端与水冷套管底部连通，另一端与外部水源连通，出水管一端与水冷套管顶部连通，另一端与外界回收水源连通。

通过采用上述技术方案，通过风冷组件初步降温的物料继而进入水冷组件的降温范围内，水冷组件通过流动的冷水包裹部分炉管外壁，带走炉管传递出来的热量，继而再次降低已经通过风冷组件降温后的物料，两次降温提升工人搬运物料时温度的舒适性。

可选的，所述氢气管道与炉管连通处位于水冷套管与缓冲管预留的距离处。

通过采用上述技术方案，氢气管道的设置位置，便于氢气管道的安装，只需要与炉管壁厚连通即可，同时远离进料口，避免炉管内添加物料时氢气过多的飘散出去，降低资源浪费。

可选的，所述开关机构包括封闭组件和省力组件，封闭组件包括封闭板、插板和拉绳，封闭板内部开设有空腔，空腔顶部开透封闭板，封闭板位于缓冲管与炉管连通处，且缓冲管与炉管均与封闭板内部空腔连通，插板插嵌在封闭板内部将空腔填满，拉绳一端与插板外露端面固定连接；省力组件包括支撑架、转动轴和拉杆，支撑架固定设置在封闭板顶部，支撑架上转动设置有转动轴，转动轴水平设置，转动轴以自身中线相对支撑架自转，拉杆一端与缓冲管顶部铰接，另一端向远离封闭板处倾斜向上设置，拉绳另一端绕过转动轴后与拉杆中部固定连接，转动轴周向外壁与拉绳滚动抵接。

通过采用上述技术方案，通过下压拉杆远离缓冲管一端，拉杆带动拉绳移动，拉绳通过转动轴改变传动方向，从而将插板从空腔内拉起，继而使缓冲管与炉管通过密封板连通，便于物料被推送到缓冲管内，继而插板复位，操作简单便利，提升了工人拿取物料时的安全性。

可选的，所述转动轴上环套有滚轮，滚轮自身周向外壁上开设有凹槽，绕过转动轴的部分拉绳位于滚轮自身的凹槽内。

通过采用上述技术方案，滚轮以及凹槽的设置提升了拉绳拉动时的流畅性，减少了摩擦，使工人拉动更加省力。

可选的，所述炉体内壁上铺设有保温砖，保温砖位于炉体底部内壁以及被炉管贯穿的两端面内壁上。

通过采用上述技术方案，保温砖起到保温效果，延缓炉体内温度的散失，节省加热消耗的能源，同时保温砖材料便宜，节省加工成本。

可选的，所述加热板设置有两组，相邻两组加热板分别位于炉管上方和下方，同组内相邻加热板沿炉管长度方向等距分布，位于炉管下方的加热板同时位于炉体底壁保温砖的上方，接线柱孔在炉体上对应加热板的排布方式开设。

通过采用上述技术方案，上下同时通过加热板进行加热，提升了炉体内升温的效率，节省了加工时间，同时使炉管位于炉体内的部分受热更加均匀，提升了还原工序的效率，再次节省了工时。

可选的，所述炉体内固定设置有保温层，保温层位于炉体顶部内壁与炉管上方加热板之间，保温层采用保温棉制成的保温层。

通过采用上述技术方案，保温层起到了保温效果，减少了炉体内部热量从炉体顶部散失的热量，保温棉重量小，更适合位于炉体顶部。

可选的，所述炉体外部固定设置有用于保护接线柱孔的防护罩，防护罩对应接线柱孔排布方式设置为长条状且两端开口。

通过采用上述技术方案，防护罩对接线柱孔起到保护和阻隔的作用，避免杂物通过接线柱孔进入炉体内部，同时为加热炉通过接线柱孔连接后续电源构件提供安全保护。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过第一液压缸、第二液压缸以及开关机构的设置，使工人仅参与还原工序中物料的填充和拿取步骤，且还为保护工人设置了开关机构，提升了工人工作的安全性；

2.风冷组件和水冷组件的设置，通过双重降温，使工人搬运加工完毕的物料时温度更加合适，便于工人的搬运；

3.保温砖和保温棉的设置，根据炉***置合理选取保温材料，提升炉体保温能力的同时节省了加工成本。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构左侧示意图；

图2是本申请实施例的整体结构右侧示意图；

图3是隐藏炉体部分结构为凸显炉体内部结构示意图；

图4是隐藏炉体内自带钢架为凸显保温层结构的剖视图；

图5是为凸显保护罩和接线柱孔处结构***图；

图6是为凸显风冷组件和水冷组件处部分结构剖视图；

图7是为凸显开关机构处部分结构示意图；

图8是为凸显开关机构处部分结构剖视图。

附图标记说明：1、炉体；11、加热板；12、保温砖；13、保温层；14、接线柱孔；15、保护罩；16、炉架；2、炉管；21、进料门；22、第一液压缸；23、第二液压缸；24、氢气管道；3、缓冲管；31、出料门；4、开关机构；41、封闭组件；411、封闭板；412、插板；413、拉绳；42、省力组件；421、支撑架；422、转动轴；423、拉杆；5、风冷组件；51、风冷套管；511、出风口；52、吹风机；6、水冷组件；61、水冷套管；62、进水管；63、出水管；7、滚轮；8、载物台；9、冷却支架；91、进料支架。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种还原炉。

参照图1和图2，一种还原炉包括炉体1和炉管2，炉管2一端开设有进料门21，炉管2靠近进料门21的端部设置有第一液压缸22，第一液压缸22将进料门21处进入的物料向炉管2另一端推送，炉管2另一端贯穿炉体1位于炉体1外部，炉管2背离进料门21一端连通有缓冲管3，缓冲管3远离炉管2一端设置有出料门31，炉管2靠近出料门31的端部设置有第二液压缸23，第二液压缸23将炉管2内加工完毕的物料推送至缓冲管3内，缓冲管3与炉管2之间设置有开关机构4，开关机构4控制缓冲管3与炉管2内部连通或隔断，工人在物料还原工序中，将物料通过进料门21放入炉管2内，第一液压缸22将物料进行推送，物料在炉管2内进行还原反应，从炉体1内摄取温度，继而被第二液压缸23推送至缓冲管3内，开关机构4保护工人拿取物料时的安全性。

参照图2，炉体1为矩形箱体状，炉管2水平设置，炉管2长度方向沿炉体1长度方向设置且炉管2竖向截面为矩形状。进料门21位于靠近炉管2一端端部处的竖向侧壁上，进料门21铰接在炉管2上，第一液压缸22位于靠近进料门21的炉管2端面上，第一液压缸22本体与炉管2端面法兰连接，第一液压缸22的活塞杆贯穿炉管2端面深入炉管2内部，第一液压缸下方设置有进料支架91，第一液压缸22放置在进料支架91上。在本实施例中物料可以采用料盒盛放，料盒为上下两层，上层料盒仅比下层料盒小一个壁厚。料盒并在进料门21一旁地面上固定设置有载物台8便于料盒的暂时放置，继而打开进料门21将料盒放置在炉管2内部，第一液压缸22做活塞运动将料盒向炉管2另一端方向处推进，完成物料在炉管2内的推送。

参照图3和图4，炉体1底部设置有炉架16，炉架16放置在地面上，炉架16将炉体1与地面隔开便于炉体1保温。炉体1内部设置有加热板11，加热板11设置有多个并分为两组，两组加热板11分别位于炉管2上方和下方，同组内相邻加热板11沿炉管2长度方向等距分布。位于炉管2上方的加热板11与炉体1固定连接，本实施例中炉体1内部自带钢架，钢架采用工字钢和角钢等标准件焊接而成，用于固定安装加热板11，位于炉管2上方的加热板11与炉体1顶部之间设置有保温层13，保温层13采用保温棉制成的保温层13，保温棉材质轻，同时对炉体1内部温度起到延缓扩散的效果。位于炉管2下方的加热板11与炉体1底部之间设置有保温砖12，保温砖12堆砌满整个炉体1底部内壁以及炉体1被炉管2贯穿的两个端面内壁，保温砖12具有重量，但材料便宜，节省了成本，同时具备保温效果。位于炉管2下方的加热板11固定在保温砖12上，炉管2上下均设置加热板11，使炉体1内部温度迅速升温，提高了加工效率，同时使炉管2内部物料受热更加均匀。

参照图3和图5，每块加热板11靠近炉体1内壁处均开设有接线柱孔14，一块加热板11对应两个接线柱孔14，所有接线柱孔14分为两行，且位置与加热板11位置对应设置，所有接线柱孔14均位于炉体1一侧竖直侧壁上。接线柱孔14的开设为加热板11插设后续电源设备提供插口。炉体1外壁上固定设置有保护罩15，保护罩15为长条状，保护罩15罩设在接线柱孔14上，即保护罩15设置有两个，相邻保护罩15对应两行接线柱孔14布置，保护罩15两端为开口状，保护罩15对接线柱孔14起到防尘保护的作用。

参照图1和图2，炉管2在本实施例中为分体式拼装而成，分为三节并通过法兰连接成一根完整的炉管2，即炉管2位于炉体1内部为一节，位于炉体1外部两侧的部分各为一节，法兰连接位置均位于炉体1外部。炉管2背离进料门21一端且位于炉体1外部的部分上设置有水冷组件6和风冷组件5，沿远离炉体1方向排布顺序分别为风冷组件5、水冷组件6和缓冲管3。

参照图1和图6，风冷组件5包括风冷套管51和吹风机52，风冷套管51环套在炉管2外壁上且与炉管2外壁之间留有距离，风冷套管51长度方向沿炉管2长度方向设置，风冷套管51一端可以与炉体1外壁固定连接，也可以与炉体1外壁留有距离，风冷套管51另一端沿炉管2长度方向延伸，风冷套管51两端均为封闭状且被炉管2贯穿。风冷套管51顶部开设有出风口511，出风口511为圆形状，吹风机52固定于风冷套管51底部，吹风机52的出风口511伸入风冷套管51内部。物料在炉体1内吸收高温并进行还原反应，继而被推送出炉体1内部的炉管2，进入到被风冷组件5包裹的炉管2部分。吹风机52向风冷套管51内鼓风，流动的风对此部分炉管2温度进行降温，从而间接达到对加工完的物料降温的效果。

参照图2和图6，水冷组件6包括水冷套管61、进水管62和出水管63，水冷套管61环套在炉管2外壁上且与炉管2外壁之间留有距离，水冷套管61两端均为封闭状且被炉管2贯穿，水冷套管61长度方向与炉管2长度方向相同，水冷套管61靠近风冷套管51一端与风冷套管51端部抵接，水冷套管61远离风冷套管51一端与炉管2连通有缓冲管3的端部留有距离。进水管62一端与外界水源连通，另一端与水冷套管61底部连通。出水管63一端与外界回收水源连通，另一端与水冷套管61顶部连通。进水管62开始送水，继而将水冷套管61与炉管2外壁之间的空间填充满，继而流动的水从出水管63流出，形成一个流动水的状态，流动的水对被水冷套管61包裹的这段炉管2进行降温，从而间接对位于这段炉管2内部的物料进行降温，便于后续工人对加工完毕物料的拿取搬运。

参照图7，炉管2上连通有氢气管道24，氢气管道24与炉管2连通处位于水冷套管61与炉管2端部留有的间隔处，选择此处便于氢气管道24的安装，同时使氢气管道24仅贯穿炉管2壁厚即可，减少不必要的阻碍，使安装便利。

参照图7，缓冲管3水平设置，缓冲管3与炉管2连通处位于炉管2靠近自身端面处的竖直侧壁上，缓冲管3和炉管2的水平投影相互垂直。第二液压缸23位于炉管2正对出料门31处，第二液压缸23本体与炉管2外壁法兰连接，第二液压缸23的活塞杆伸入炉管2内部，第二液压缸23做活塞运动时能将炉管2内的物料推送到缓冲管3内。

参照图7和图8，开关机构4包括封闭组件41和省力组件42。封闭组件41包括封闭板411、插板412和拉绳413，封闭板411为矩形板，封闭板411竖直设置，封闭板411位于炉管2和缓冲管3之间且与两者均固定连接，封闭板411内部开设有空腔，炉管2和缓冲管3均与空腔开通，空腔顶部开透封闭板411顶部，插板412适配插嵌在空腔内，插板412插嵌在空腔内时，插板412将缓冲管3内部与炉管2内部隔断。拉绳413一端与插板412顶部固定连接，便于工人拉动插板412从而将炉管2与缓冲管3内部连通。

省力组件42包括支撑架421、转动轴422和拉杆423，支撑架421固定设置在封闭板411顶部，支撑架421竖直设置，支撑架421与封闭板411固定处位于插板412靠近出料门31一侧，转动轴422位于支撑架421顶部处，转动轴422水平设置，转动轴422以自身中心线为转轴相对支撑架421自转。拉杆423一端与缓冲管3顶部铰接，另一端以铰接点为转动轴422向靠近或远离插板412处做弧线运动，拉绳413远离插板412一端绕过转动轴422与拉杆423中部固定连接。转动轴422上设置有滚轮7，滚轮7环套固定在转动轴422上，滚轮7周向外壁上开设有凹槽，拉绳413绕过转动轴422的部分位于滚轮7的凹槽内，当向远离插板412处拉动拉杆423时，拉杆423带动拉绳413运动，从而将插板412拉起，滚轮7起到改变拉绳413运动方向的作用，操作简单便利。

参照图7，对应在靠近出料门31的地面上同样固定设置有载物台8，载物台8便于对取出的物料收纳盛放。

本申请实施例一种还原炉的实施原理为：打开进料门21，将物料放置在料盒内，并将料盒放置在炉管2内，启动第一液压缸22，第一液压缸22将物料向出料门31处顶推，持续放入料盒，使之前放入的料盒位于炉体1内，同时向炉管2内注入氢气，加热板11开始加热，关闭进料门21；当还原时间抵达时，打开进料门21再次放入新的料盒并通过第一液压缸22顶推，新的料盒将已经进行了还原工序的料盒顶推经过风冷组件5和水冷组件6两道降温，最终抵达第二液压缸23处，工人拉动拉杆423，此时第二液压缸23将料盒顶推至缓冲管3内，松开拉杆423，缓冲管3与炉管2内部被阻断，工人安全的将已经还原完毕的物料取走，如此反复取走物料，提升了工人的工作安全。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种还原炉，包括炉体(1)和炉管(2)，炉体(1)内部固定设置有加热板(11)且炉体(1)上预留了接线柱孔(14)，炉管(2)贯穿炉体(1)设置，炉管(2)两端均位于炉体(1)外部，炉管(2)靠近自身一端的侧壁上设置有进料门(21)，炉管(2)靠近进料门(21)一端的端面上固定设置有用于将进料门(21)处物料向炉体(1)内部炉管(2)处推送的第一液压缸(22)，炉管(2)远离进料门(21)一端设置有缓冲管(3)，缓冲管(3)一端与炉管(2)连通，另一端设置有出料门(31)，炉管(2)靠近缓冲管(3)一端固定设置有用于将物料推送至缓冲管(3)内的第二液压缸(23)，缓冲管(3)和炉管(2)连通处设置有用于控制缓冲管(3)和炉管(2)内部连通或封闭的开关机构(4)，炉管(2)上连通有氢气管道(24)；所述开关机构(4)包括封闭组件(41)和省力组件(42)，封闭组件(41)包括封闭板(411)、插板(412)和拉绳(413)，封闭板(411)内部开设有空腔，空腔顶部开透封闭板(411)，封闭板(411)位于缓冲管(3)与炉管(2)连通处，且缓冲管(3)与炉管(2)均与封闭板(411)内部空腔连通，插板(412)插嵌在封闭板(411)内部将空腔填满，拉绳(413)一端与插板(412)外露端面固定连接；省力组件(42)包括支撑架(421)、转动轴(422)和拉杆(423)，支撑架(421)固定设置在封闭板(411)顶部，支撑架(421)上转动设置有转动轴(422)，转动轴(422)水平设置，转动轴(422)以自身中线相对支撑架(421)自转，拉杆(423)一端与缓冲管(3)顶部铰接，另一端向远离封闭板(411)处倾斜向上设置，拉绳(413)另一端绕过转动轴(422)后与拉杆(423)中部固定连接，转动轴(422)周向外壁与拉绳(413)滚动抵接。

2.根据权利要求1所述的一种还原炉，其特征在于：所述炉管(2)上设置有风冷组件(5)，风冷组件(5)包括风冷套管(51)和吹风机(52)，风冷套管(51)环套在炉管(2)外壁上且两端被炉管(2)贯穿，风冷套管(51)位于缓冲管(3)与炉体(1)之间，风冷套管(51)一端与炉体(1)外壁固定连接，另一端顺应炉管(2)长度向靠近缓冲管(3)处延伸，风冷套管(51)上开设有出风口(511)，吹风机(52)固定设置在风冷套管(51)上且吹风口位于风冷套管(51)内部。

3.根据权利要求2所述的一种还原炉，其特征在于：所述炉管(2)上设置有水冷组件(6)，水冷组件(6)包括水冷套管(61)、进水管(62)和出水管(63)，水冷套管(61)环套在炉管(2)上且两端被炉管(2)贯穿，水冷套管(61)位于缓冲管(3)与风冷套管(51)之间，水冷套管(61)一端与风冷套管(51)背离炉体(1)一端固定连接，另一端沿炉管(2)长度方向向缓冲管(3)处延伸与缓冲管(3)之间留有距离，进水管(62)一端与水冷套管(61)底部连通，另一端与外部水源连通，出水管(63)一端与水冷套管(61)顶部连通，另一端与外界回收水源连通。

4.根据权利要求3所述的一种还原炉，其特征在于：所述氢气管道(24)与炉管(2)连通处位于水冷套管(61)与缓冲管(3)预留的距离处。

5.根据权利要求1所述的一种还原炉，其特征在于：所述转动轴(422)上环套有滚轮(7)，滚轮(7)自身周向外壁上开设有凹槽，绕过转动轴(422)的部分拉绳(413)位于滚轮(7)自身的凹槽内。

6.根据权利要求1所述的一种还原炉，其特征在于：所述炉体(1)内壁上铺设有保温砖(12)，保温砖(12)位于炉体(1)底部内壁以及被炉管(2)贯穿的两端面内壁上。

7.根据权利要求6所述的一种还原炉，其特征在于：所述加热板(11)设置有两组，相邻两组加热板(11)分别位于炉管(2)上方和下方，同组内相邻加热板(11)沿炉管(2)长度方向等距分布，位于炉管(2)下方的加热板(11)同时位于炉体(1)底壁保温砖(12)的上方，接线柱孔(14)在炉体(1)上对应加热板(11)的排布方式开设。

8.根据权利要求7所述的一种还原炉，其特征在于：所述炉体(1)内固定设置有保温层(13)，保温层(13)位于炉体(1)顶部内壁与炉管(2)上方加热板(11)之间，保温层(13)采用保温棉制成的保温层(13)。

9.根据权利要求7所述的一种还原炉，其特征在于：所述炉体(1)外部固定设置有用于保护接线柱孔(14)的防护罩，防护罩对应接线柱孔(14)排布方式设置为长条状且两端开口。

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