FI128258B - Furnace and method for the heat treatment of inorganic material - Google Patents

Furnace and method for the heat treatment of inorganic material Download PDF

Info

Publication number
FI128258B
FI128258B FI20175071A FI20175071A FI128258B FI 128258 B FI128258 B FI 128258B FI 20175071 A FI20175071 A FI 20175071A FI 20175071 A FI20175071 A FI 20175071A FI 128258 B FI128258 B FI 128258B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
furnace
gas
heat
flow channel
inlet
Prior art date
Application number
FI20175071A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20175071L (en
Inventor
Olle Sirén
Original Assignee
Keliber Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Keliber Oy filed Critical Keliber Oy
Priority to FI20175071A priority Critical patent/FI128258B/en
Publication of FI20175071L publication Critical patent/FI20175071L/en
Application granted granted Critical
Publication of FI128258B publication Critical patent/FI128258B/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/10Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined internally heated, e.g. by means of passages in the wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/30Arrangements of partitions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/34Arrangements of heating devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)

Abstract

Ugn och förfarande för värmebehandling av fast, oorganiskt material (16). Ugnen omfattar ett ugnsutrymme (1) som avgränsas av en roterbar mantel (2) med uppvärmningsorgan (3) som omger manteln för överförandet av värme till ugnen genom manteln (1), en inmatningöppning (6) i ugnens första gavel (4) för inmatning av material i ugnen och en utmatningsöppning (7) inrättad ugnens andra gavel (5) för utmatning av värmebehandlat material. Enligt uppfinningen är en uppvärmninganordning (8) inrättad i motsatt gavel (5) till inmatningsöppningen (6), vilken uppvärmningsanordning sträcker sig in i ugnsutrymmet (1) och omfattar en flödeskanal (8’) som kan tillföras värme för upphettning av gas som flödar genom flödeskanalen (8’) för effektivering av värmebehandlingen av det material (16) som inmatas i ugnen. Ugnen lämpar sig för värmebehandling bl.a. av mineraliska material som spodumen.Oven and process for heat treatment of solid, inorganic material (16). The furnace comprises an oven compartment (1) defined by a rotatable sheath (2) with heating means (3) surrounding the sheath for transferring heat to the furnace through the sheath (1), an inlet opening (6) in the furnace's first end (4) for feeding of material in the furnace and an outlet opening (7) provided the second end (5) of the oven for dispensing heat-treated material. According to the invention, a heating device (8) is arranged in opposite end (5) to the inlet opening (6), which heating device extends into the oven space (1) and comprises a flow channel (8 ') which can be supplied with heat for heating gas flowing through the flow channel (8 ') for effecting the heat treatment of the material (16) fed into the furnace. The oven is suitable for heat treatment including of mineral materials such as spodum.

Description

Uuni ja menetelmä epäorgaanisen materiaalin lämpökäsittelemiseksiOven and method for heat treatment of inorganic material

Tekniikan alaEngineering

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista uunia epäorgaanisen materiaalin lämpökäsittelemi seksi.The invention relates to an oven according to the preamble of claim 1 for the heat treatment of inorganic material.

Tällainen uuni käsittää pyöritettävissä olevan uunithan, jossa on kaksi vastakkaista päätyä, vaippaa ympäröivästi järjestetyt lämmityselimet lämmön tuomiseksi uuniin vaipan läpi, uunin ensimmäiseen päätyyn jäljestetyn syöttöaukon kiinteän epäorgaanisen materiaalin syöttämiseksi uuniin lämpökäsittelyä varten ja uunin toisen, vastakkaisen päädyn yhteyteen järjestetyn poistoaukon lämpökäsitellyn kiinteän materiaalin poistamiseksi uunista.Such an furnace comprises a rotatable furnace faucet having two opposite ends, heating means arranged around the jacket to introduce heat into the furnace through the jacket, a feed inlet to the first end of the furnace for supplying solid inorganic material for heat treatment, and a second furnace

Keksintö koskee myös patenttivaatimuksen 14 johdannon mukaista menetelmää ja patenttivaatimusten 18-21 mukaisia käyttöjä.The invention also relates to a method according to the preamble of claim 14 and to uses according to claims 18-21.

Tekniikan tasoState of the art

Pyöriviä uuneja käytetään yleisesti sellaisten materiaalien lämpökäsittelemiseksi, jotka ovat tahmeita, paakkuuntuvia tai muuten ominaisuuksiltaan sellaisia, että ne tarttuvat herkästi uunin pintaan lämpökäsittelyn aikana ja lämmönsiirron tehostamiseksi lämmitettävän materiaalin sekoittuessa pyörittämisen vaikutuksesta. Tyypillisesti näissä on lieriömäinen uunitila, jonka pituusakseli on asetettu vinoon vaakatasoon nähden ja jota pyöritetään lämpökäsittelyn aikana pituusakselin ympäri. Tällöin lieriön ylempään päähän syötetty materiaali hiljalleen valuu kohti alempaa päätä ja kuumenee samalla. Uunitilaan voidaan syöttää kuumaa kaasua joko vasta- tai myötävirtaan syötettävän materiaalin liikesuuntaan nähden materiaalin kuumentamiseksi. Joissain ratkaisuissa uuni käsittää kaasupolttimen, joka käsittää polttokaasun ja hapen syöttökanavat, joiden avulla uuniin tuodaan palava kaasuseos, joka poltetaan uunithan sisällä. Pyöriviä uuneja voidaan käyttää esimerkiksi kaivosteollisuuden mineraalisten raaka-aineiden käsittelemiseksi.Rotary ovens are commonly used to heat treat materials that are sticky, caking or otherwise such that they adhere easily to the surface of the furnace during heat treatment and to enhance heat transfer when the material to be heated is agitated by rotation. Typically, these have a cylindrical furnace space with its longitudinal axis inclined to the horizontal and rotated about the longitudinal axis during heat treatment. In this case, the material fed to the upper end of the cylinder slowly flows towards the lower end while heating. Hot gas may be introduced into the furnace space either upstream or downstream of the direction of movement of the material to be supplied to heat the material. In some embodiments, the furnace comprises a gas burner comprising combustion gas and oxygen supply ducts for introducing into the furnace a combustible gas mixture which is incinerated within the furnace furnace. Rotary kilns can be used, for example, to process mineral raw materials in the mining industry.

Julkaisuissa JPS51136716, KR101670180 ja WO 2005/121675 esitetään esimerkkejä yllä kuvatun kaltaisista vastavirtakuumennusperiaatteeha toimivasta pyörivästä uunista.JPS51136716, KR101670180 and WO 2005/121675 disclose examples of a countercurrent heating principle of the kind described above.

Julkaisussa WO 94/11536 kuvataan esimerkki teräksenvalmistuksessa käytettävästä pyörivästä kaksiosastoisesta uunista. Julkaisussa US 3814596 esitetään yhdenlainen myötävirtaperiaatteella toimiva pyörivä uuni.WO 94/11536 describes an example of a two-compartment rotary furnace for steel production. US 3814596 discloses one type of downstream rotary oven.

Jotkut materiaalit ovat erityisen hankalia lämpökäsitellä. Esimerkiksi jotkin litiumpitoiset malmit, kuten pegmatiitit ja niiden sisältämä alfa-spodumeeni, vaativat korkeaa käsittelylämpötilaa kun niitä muokataan teolliseen jatkokäsittelyn sopiviksi. Materiaalissa voi olla mukana ainesosia, jotka tarttuvat herkästi muihin partikkeleihin ja uunin pintoihin materiaalia kuumennettaessa ja erityisesti kun materiaali ylikuumenee. Nykyiset pyörivät uunit eivät sovellu hyvin tällaisten materiaalien lämpökäsittelyyn. Julkaisussa US 2013/0042438 esitetäänkin pyöriviin uuneihin nähden hyvin toisenlainen, leijupetireaktoriin perustuva ratkaisu spodumeenien käsittelemiseksi.Some materials are particularly difficult to heat-treat. For example, some lithium-containing ores, such as pegmatites and the alpha-spodumene they contain, require a high processing temperature when modified to be suitable for industrial further processing. The material may contain ingredients that will easily adhere to other particles and furnace surfaces as the material is heated, especially when the material overheats. Current rotary ovens are not well suited for heat treatment of such materials. Indeed, US 2013/0042438 discloses a very different fluid bed reactor based solution for spodumens with respect to rotary furnaces.

Kaasupolttimien käyttämiseen uunin kuumentamiseksi liittyy omat ongelmansa, mm. tarvittavaan kaasun- ja hapensyötön järjestämiseen liittyen. Joissain sovelluksissa kaasupolttimien käyttö ei ole prosessin kannalta kannattavaa tai edes mahdollista.The use of gas burners to heat the furnace has its own problems, e.g. with the necessary gas and oxygen supply. In some applications, the use of gas burners is not viable or even feasible for the process.

Keksinnön yhteenvetoSummary of the Invention

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen pyörivä uuni erityisesti vaikeasti käsiteltävien epäorgaanisten materiaalien lämpökäsittelemiseksi. Erityisenä tarkoituksena on saada aikaan ratkaisu, joka soveltuu mineraalisten kiinteiden, kuten spodumeenipitoisten kaivosteollisuuden raaka-aineiden lämpökäsittelemiseksi sekä karbonaattipitoisen materiaalin, kalsinoimiseksi korkeassa lämpötilassa.It is an object of the invention to provide a new type of rotary oven for heat treatment of inorganic materials which are particularly difficult to handle. A particular object is to provide a solution suitable for heat treatment of mineral solids, such as spodumene-containing mining raw materials, and carbonate-containing material.

Keksinnön yhtenä tarkoituksena on saada aikaan järjestely, joka mahdollistaa aiempaa paremmin sähköenergian käytön uunin lämmittämisessä.It is an object of the invention to provide an arrangement which allows better use of electric energy for heating the furnace.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että pyörivän uunin uunithan sisälle jäljestetään virtauskanava, johon voidaan syöttää kaasua, kuten uunin sisältä saatavaa kuumaa kaasua, jonka lämpötilaa nostetaan virtauskanavassa tämän seinämän kautta tuodun lämmön avulla, ja edelleen ohjata kaasu uunithan sisälle uunissa käsiteltävän materiaalin lämmityksen tehostamiseksi. Etenkin kaasua voidaan kierrättää uunithan yhdeltä vyöhykkeeltä uunithan toiselle vyöhykkeelle virtauskanavan kautta, samalla nostaen kaasun lämpötilaa. Erityisesti kaasua voidaan syöttää virtauskanavaan uunitilan vyöhykkeeltä, joka sijaitsee käsiteltävän materiaalin poistoaukon läheisyydessä ja kaasu voidaan lämmitettynä jälleen syöttää kohti uunitilan päätyä, josta uuniin tuodaan materiaalia, eli vastavirtaan unissa käsiteltävän materiaalin liikesuuntaan nähden. On kuitenkin myös mahdollista jäljestää kaasun virtaus kulkemaan uunissa myötävirtaan käsiteltävän materiaalin kanssa.The invention is based on the idea of following a flow passage inside a rotary kiln furnace to feed gas, such as hot gas from the furnace, the temperature of which is raised in the flow passage by the heat supplied through this wall and further directing the gas inside the furnace to enhance heating of the furnace. In particular, gas can be circulated from one zone of the furnace to another zone of the furnace via a flow duct while increasing the temperature of the gas. Specifically, gas may be introduced into the flow passage from the furnace zone adjacent the outlet of the material to be treated and, when heated, may be fed again toward the end of the furnace space from which the material is introduced, i.e. upstream to the direction of motion. However, it is also possible to track the flow of gas to flow downstream of the furnace with the material to be treated.

Keksinnön mukainen uuni kiinteän epäorgaanisen materiaalin lämpökäsittelemiseksi käsittää pyöritettävissä olevan, etenkin lieriömäisen vaipan määrittelemän uunitilan, jossa on kaksi vastakkaista päätyä sekä lämmityselimet lämmön tuomiseksi uuniin vaipan läpi. Lisäksi uuni käsittää uunin ensimmäiseen päätyyn järjestetyn syöttöaukon kiinteän epäorgaanisen materiaalin syöttämiseksi uunitilaan lämpökäsittelyä varten ja uunitilan toisen, vastakkaisen päädyn yhteyteen järjestetyn poistoaukon lämpökäsitellyn materiaalin poistamiseksi uunitilasta. Keksinnön mukaan uunitilan toiseen päätyyn on järjestetty kuumennin, joka ulottuu uunitilan sisälle ja käsittää virtauskanavan, joka käsittää seinämän ja johon on syötettävissä kaasua uunitilan sisältä, jolloin virtauskanava edelleen käsittää seinämän yhteyteen järjestetyt välineet virtauskanavan sisään syötetyn kaasun kuumentamiseksi sekä poistoaukon kuumennetun kaasun johtamiseksi kohti uunitilaan syötettävää epäorgaanista materiaalia tämän kuumentamisen tehostamiseksi.The furnace of the invention for heat treatment of a solid inorganic material comprises a rotatable furnace space, defined in particular by a cylindrical jacket, having two opposite ends and heating means for introducing heat into the furnace through the jacket. The furnace further comprises an inlet provided at the first end of the furnace for feeding solid inorganic material to the furnace space for heat treatment and an outlet provided at the opposite end of the furnace space for removing the heat-treated material from the furnace space. According to the invention, a heater is provided at one end of the furnace space which extends inside the furnace space and comprises a flow passage comprising a wall and gas injected from within the furnace space, the flow passage further comprising means for heating gas injected into the flow passage material to enhance this heating.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käsiteltävä kiinteä epäorgaaninen materiaali syötetään pyöritettävissä olevan, lieriömäisen vaipan määrittelemään uunitilaan, jossa se kuumennetaan ennalta määrättyyn lämpötilaan, minkä jälkeen lämpökäsitelty materiaali poistetaan uunitilasta. Uunitilassa uunitilaan syötettävään epäorgaaniseen materiaaliin kohdistetaan kuuma kaasuvirtaus, joka muodostetaan johtamalla kaasua sellaisen, uunitilan sisälle jäljestetyn virtauskanavan läpi, jota ympäröi seinämä, jonka kautta kaasuun tuodaan lämpöenergiaa ja jonka virtauskanavan poistoaukko on suunnattu ainakin oleellisesti uunitilaan syötettävää epäorgaanista materiaalia kohti.In the process of the invention, the solid inorganic material to be treated is fed to a furnace space defined by a rotatable cylindrical jacket, where it is heated to a predetermined temperature, after which the heat-treated material is removed from the furnace space. In the furnace space, the inorganic material fed to the furnace space is subjected to a hot gas stream formed by passing gas through a flow channel tracked inside the furnace space surrounded by a wall through which heat is introduced into the gas and at least substantially directed towards the furnace space.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle uunille on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the furnace according to the invention is characterized in what is stated in the characterizing part of claim 1.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 14 tunnusmerkkiosassa.The method according to the invention is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 14.

Keksinnön mukaisille käytöille on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaatimuksissa 18-21.The uses according to the invention are characterized by what is stated in claims 18-21.

Keksinnön avulla saavutetaan merkittäviä etuja. Syöttämällä uuniin lisälämpöä esillä olevan virtauskanavan kautta kohdistuu käsiteltävään materiaaliin tasainen halutun suuruinen lämpövirta, mikä edesauttaa materiaalissa tapahtuvia kemiallisia ja fysikaalisia reaktioita. Yhdessä pyörivän ulkovaipan kanssa, jonka ansiosta käsiteltävä materiaali on jatkuvassa liikkeessä, vastavirtaperiaatteella toimiva virtauskanava mahdollistaa materiaalin tasaisen lämpenemisen heti syötön jälkeen, jolloin uuni toimii tehokkaana reaktorina erityisesti mineraaliprosesseissa.The invention provides significant advantages. By supplying additional heat to the furnace through the present flow passage, the material to be treated is subjected to a uniform heat flow of the desired size, which facilitates chemical and physical reactions in the material. Together with the rotating outer jacket, which allows the material to be treated to be in constant motion, the countercurrent flow passage allows the material to be heated evenly immediately after feeding, thereby making the furnace an efficient reactor, particularly in mineral processes.

Kierrättämällä kaasuvirtaa uunin sisällä virtauskanavan kautta, sitä samalla kuumentaen, saadaan aikaan kokonaistaloudellisesti energiatehokas prosessi, jolloin samalla mahdollistetaan uunin tietylle vyöhykkeelle kohdistetun lämpövuon.By circulating the gas stream inside the furnace through a flow duct while heating it, a cost-effective energy-efficient process is achieved, while allowing heat flow to a specific zone of the furnace.

Keksinnön avulla voidaan myös kokonaan välttää kaasupolttimien käyttö uunithan lämmittämiseksi, mikä vähentää mm. huollon ja instrumentaalien tarvetta. Tarvittaessa koko lämmitysenergia, ja erityisesti esillä olevan virtauskuumentimen käyttämä energia, voidaan tuoda systeemiin sähköenergiana.The invention can also completely avoid the use of gas burners to heat the furnace, which reduces e.g. need for maintenance and instrumentals. If necessary, all heating energy, and in particular the energy used by the present flow heater, may be introduced into the system as electrical energy.

Piirustuksen lyhyt selostusBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

Kuviossa 1 esitetään poikkileikkauksena yhden sovellutusmuodon mukainen uuni.Figure 1 is a cross-sectional view of an oven according to one embodiment.

SovellutusesimerkitApplication examples

Kuten edellisestä käy ilmi, esillä oleva keksintö koskee uunia ja menetelmää kiinteän epäorgaanisen materiaalin lämpökäsittelemiseksi.As will be apparent from the foregoing, the present invention relates to a furnace and a method for heat treating a solid inorganic material.

Yhdessä sovelluksessa uuni käsittää pyöritettävissä olevan vaipan määrittelemän uunithan, vaippaa ympäröivästi järjestetyt lämmityselimet lämmön tuomiseksi uuniin vaipan läpi, uunin ensimmäiseen päätyyn jäljestetyn syöttöaukon kiinteän epäorgaanisen materiaalin syöttämiseksi uuniin ja uunin toiseen päädyn yhteyteen järjestetyn poistoaukon lämpökäsitellyn kiinteän materiaalin poistamiseksi uunista. Syöttöaukon suhteen vastakkaiseen päätyyn on järjestetty uunitilan sisälle ulottuva uunin sisätilan kaasun kuumennin, joka käsittää seinämän rajaaman virtauskanavan, joka edelleen käsittää kaasun tuloaukon ja kaasun poistoaukon, joka on jäljestetty uunitilaan, sekä välineet kaasun virtausnopeuden kasvattamiseksi kaasun tuloaukon ja kaasun poistoaukon välillä. Virtauskanavaan on tuotavissa lämpöä seinämän läpi virtauskanavassa viilaavan kaasun kuumentamiseksi ja uuniin syötettävän materiaalin lämpökäsittelyn tehostamiseksi..In one embodiment, the furnace comprises a rotatable diaphragm defined furnace faucet, heating means disposed about the diaper, for introducing heat into the furnace through the jacket, for supplying solid inorganic material to the furnace at the first end and for discharging the furnace at the second end. At the opposite end relative to the inlet port, a furnace interior gas heater extending within the furnace space is provided, comprising a wall-defined flow passage, further comprising a gas inlet and a gas outlet, mimic the furnace space; Heat can be introduced into the flow passage through the wall to heat the gas in the flow passage and to enhance the heat treatment of the material fed into the furnace.

Yhden sovelluksen mukaan kuumennin on sovitettu käsiteltävän materiaalin syöttöaukon suhteen vastakkaiseen päätyyn siten, että sen virtauskanava ainakin osin ulottuu uunitilan sisälle. Virtauskanavaa rajaa esimerkiksi lieriömäinen seinämä, jonka läpi virtauskanavaan voidaan tuoda lämpöä. Tällainen ratkaisu mahdollistaa tehokkaan lämmönsiirron ensin kaasuun virtauskanavassa ja toisaalta uunitilaan halutulle vyöhykkeelle.According to one embodiment, the heater is disposed at an end opposite to the inlet of the material to be treated so that its flow passage at least partially extends inside the furnace space. For example, the flow channel is defined by a cylindrical wall through which heat can be introduced into the flow channel. Such a solution enables efficient heat transfer first to the gas in the flow passage and secondly to the furnace space in the desired zone.

Yhden sovelluksen mukaan virtauskanava on varustettu elimillä kuumennettavan kaasun virtausnopeuden kasvattamiseksi. Erityisesti nämä elimet voivat käsittää virtaussuunnassa ainakin osittain virtauskanavan tulo- ja poistoaukon väliin järjestetyn puhaltimen.According to one embodiment, the flow passage is provided with means for increasing the flow rate of the gas to be heated. In particular, these means may comprise, at least partially, a fan arranged downstream of the inlet and outlet of the flow channel.

Yhden sovelluksen mukaan virtauskanavaan syötettävän kaasun tuloaukko on järjestetty lähelle päätyä, josta uunissa käsiteltävä materiaali poistetaan uunitilasta ja virtauskanavan poistoaukko kuumennetulle kaasulle on jäljestetty osoittamaan kohti epäorgaanisen materiaalin vastavirtaa. Tällöin saadaan aikaan energiataloudellisesti tehokas kaasukierto ja reaktorin toiminnan kannalta edullisesti kohdistettu lämpövirta.According to one embodiment, the gas inlet to the flow passage is arranged near the end from which the material to be treated in the furnace is removed from the furnace space and the outlet for the flow passage for the heated gas is pointed to counterflow the inorganic material. This provides an energy-efficient gas circulation and an advantageously directed heat flow for reactor operation.

Yhdessä sovelluksessa uunin sisätilan kaasun kuumennin on jäljestetty uunin toiseen, syöttöaukon suhteen vastakkaiseen päätyyn, jolloin kuumennuskaasun virtaus saadaan kulkemaan uunissa myötävirtaan käsiteltävän materiaalin kanssa.In one embodiment, the furnace gas heater is mated to the other end of the furnace, opposite to the inlet, thereby causing the flow of heating gas to flow downstream of the furnace material.

Yhden sovelluksen mukaan uuni on kiintoaineen käsittelyuuni, eli uuniin syötetään ja sieltä poistetaan ainakin pääasiassa kiinteässä olomuodossa olevaa materiaalia, erotuksena sulatusuuneihin, joihin syötetään kiinteää materiaalia ja poistetaan sulassa olomuodossa olevaa materiaalia.According to one embodiment, the furnace is a solid processing furnace, i.e. at least substantially solid state material is fed to and removed from the furnace, as opposed to melt furnaces where solid material is fed and molten state material is removed.

Yhdessä sovelluksessa uunitilan ulkovaippaa ympäröivästi on järjestetty lämmityselimet, jotka myös, siis esillä olevan kaasun virtauskanavaan perustuvan kuumentimen lisäksi, tuovat uunitilaan lämpöä.In one embodiment, heating means are provided around the outer jacket of the furnace space which, in addition to the heater based on the present gas flow passage, also provides heat to the furnace space.

Keksinnön mukaista uunia ja menetelmää voidaan käyttää erityisesti alfa-spodumeenimateriaalin lämpökäsittelemiseksi, etenkin raemuodossa, beta-spodumeenin muodostamiseksi. Tällaista prosessia tarvitaan etenkin litiumin talteen ottamisessa. Uuni toimii tehokkaasti myös muissa alkalimetallipitoisten mineraalien käsittelyprosesseissa. Toisaalta uunia voidaan käyttää myös karbonaattipitoisen tai muun epäorgaanisen materiaalin kalsinoimiseksi sekä laajalti mineraalimateriaalien lämpökäsittelemiseksi. Esimerkkeinä käsiteltävistä materiaaleista mainittakoon ilmeniitti ja kaoliinia sekä esim, akkukemikaaleina ja katalyytteina toimivat epäorgaaniset kemikaalit.The furnace and process of the invention can be used, in particular, to heat-treat the alpha-spodumene material, especially in granular form, to form the beta-spodumene. Such a process is particularly needed for lithium recovery. The furnace is also effective in other alkali metal-rich minerals processing processes. On the other hand, the furnace can also be used to calcine carbonate-containing or other inorganic materials and to extensively heat-treat mineral materials. Examples of materials to be treated include ilmenite and kaolin, and, for example, inorganic chemicals that act as battery chemicals and catalysts.

Seuraavaksi sovellutusmuotoja ja näiden etuja tarkastellaan lähemmin oheiseen piirustukseen viitaten.Embodiments and their advantages will now be discussed in more detail with reference to the accompanying drawings.

Kuvion 1 mukainen uuni käsittää ulkovaipan 2, joka on lieriömäinen, tyypillisesti lieriön muotoinen, kuten ympyrälieriön muotoinen. Vaippa on tuettu tukielimiin (ei näytetty) siten, että se on pyöritettävissä lieriön pituusakselin ympäri. Vaippa määrittää yhdessä uunin ensimmäisen päädyn 4 ja toisen päädyn 5 kanssa uunitilan, jossa lämpökäsittely tapahtuu. Uunitilaan on syötettävissä, tässä esimerkissä ensimmäiseen päätyyn 4 järjestetyn syöttöaukon 6 kautta käsiteltävää materiaalia 16, joka kulkee käsittelyn aikana kohti uunin toisen päädyn 5 läheisyyteen järjestettyä poistoaukkoa 7, jonka kautta lämpökäsitelty materiaali poistuu uunitilasta. Tässä esimerkissä poistoaukko on sovitettu uunitilan vaippaan 2 toisen päädyn 5 viereen.The furnace of Fig. 1 comprises an outer jacket 2 which is cylindrical, typically cylindrical, such as a circular cylinder. The sheath is supported on the support members (not shown) such that it is rotatable about the longitudinal axis of the cylinder. The jacket defines, together with the first end 4 and the second end 5 of the furnace, the furnace space in which the heat treatment takes place. In this example, material 16 to be processed through the inlet 6 provided at the first end 4 is introduced into the furnace space, which during processing passes towards the outlet 7 arranged near the second end 5 of the furnace through which the heat-treated material exits the furnace space. In this example, the outlet is disposed adjacent one end 5 of the furnace housing 2.

Yleisesti ottaen syöttöaukko 6 ja poistoaukko 7 voivat sijaita ensimmäisessä päädyssä 4 ja vastaavasti toisessa päädyssä 5 tai näiden läheisyydessä vaipassa 2 siten, että käsiteltävä materiaali 16 kulkee käsittelyn aikana vaipan 2 pyöriessä uunitilan 1 läpi uunitilan 1 pituusakselin suuntaisesti. Materiaalin 16 liike voidaan aikaansaada esimerkiksi sijoittamalla uunin pituusakseli kulma-asentoon vaakatason suhteen tai järjestämällä vaipan 2 sisäpinnalle soveltuvat kuljetinelimet.In general, the inlet 6 and the outlet 7 may be located at or near the first end 4 and the second end 5, respectively, in the diaper 2 so that the material 16 to be treated during the treatment passes through the furnace space 1 along the longitudinal axis of the furnace space. Movement of the material 16 can be achieved, for example, by positioning the longitudinal axis of the furnace at an angle relative to the horizontal or by arranging suitable conveyor means on the inner surface of the sheath 2.

Vaipan 2 ulkopinnalle tai sisään on jäljestetty lämmityselimet 3, jotka tuottavat lämpöä, joka siirtyy vaipan 2 läpi uunitilan sisälle 1 käsiteltävään materiaaliin 16.Heating elements 3 are provided on the outer surface or inside of the jacket 2, which produce heat which is transferred through the jacket 2 to the material 16 to be treated inside the furnace space 1.

Lämmityselimet 3 voivat käsittää esimerkiksi sähkövastuksia tai muita sähkökäyttöisiä lämmittimiä, kuten säteily- tai induktiolämmittimiä. Lämmityselimet voivat pyöriä vaipan mukana tai olla kiinteitä. Lämmityselinten 3 avulla uunitilan 1 lämpötila on nostettavissa ennalta määrättyyn lämpötilaan.The heating elements 3 may comprise, for example, electric resistors or other electrically driven heaters, such as radiant or induction heaters. The heating elements may rotate with the diaper or be stationary. By means of the heating means 3, the temperature of the furnace space 1 can be raised to a predetermined temperature.

Uunin toiseen päätyyn 5 on sovitettu kuumennin 8. Kuumennin 8 käsittää uunitilan 1 sisälle ulottuvan seinämän 9, joka voi olla uunitilan 1 vaipan 2 tavoin oleellisesti lieriömäinen, kuten lieriön muotoinen. Seinämä 9 määrittää virtauskanavan 8’, joka on tässä esimerkissä sovitettu oleellisesti uunitilan 1 pituusakselin suuntaisesti.A heater 8 is provided at one end of the furnace 8. The heater 8 comprises a wall 9 extending inside the furnace space 1, which, like the mantle 2 of the furnace space 1, may be substantially cylindrical, such as cylindrical. The wall 9 defines a flow channel 8 'which in this example is arranged substantially parallel to the longitudinal axis of the furnace space 1.

Virtauskanavan 8’ ensimmäiseen päähän, lähelle uunin toista päätyä 5, on sovitettu kaasun sisääntuloaukko 14 ja kanavan 8’ toiseen, vastakkaiseen päähän, on sovitettu kaasun ulostuloaukko 15. Kaasuvirtaus virtauskanavassa 8’ on sovitettu tapahtuvan siten, että kaasu purkautuu virtauskanavasta 8’ uunitilaan vastavirtaperiaatteella oleellisesti kohti uunin ensimmäistä päätyä 4 ja sisään syötettävää materiaalia 6.At the first end of the flow channel 8 ', near the second end 5 of the furnace, there is a gas inlet 14 and at the opposite end of the channel 8' there is a gas outlet 15. The gas flow in the flow towards the first end 4 of the furnace and the feed 6.

Termi ”lieriömäinen” kattaa tässä yhteydessä paitsi ympyrälieriömuodot ja muut puhtaat lieriömuodot, myös poikkileikkaukseltaan vaihtelevat muodot kuten kartiomuodot, sekä virtaussuunnassa kaareutuvat tai mutkittelevat muodot.The term "cylindrical" as used herein encompasses not only circular and other pure cylindrical shapes, but also variable shapes such as cones, as well as curved or curved shapes in the flow direction.

Kaasun sisääntuloaukko 14 on sovitettu edullisesti siten, että virtauskanavaan 8’ sisään otettava kaasu tulee uunitilan 1 sisältä, jolloin muodostuu kaasukierto.The gas inlet 14 is preferably arranged such that the gas to be introduced into the flow passage 8 'comes from inside the furnace space 1 to form a gas circulation.

Yhdessä sovelluksessa kuumennin käsittää puhallinvälineet, joiden avulla virtauskanavaan 8’, kaasun tuloaukon 14 ja poistoaukon 15 välille saadaan aikaan tarvittava kaasuvirtaus. Kanavassa kaasun virtausnopeus kasvaa ja se syöksyy uunitilaan kuumana kaasuvirtana, mikä tehostaa sen kuumennusvaikutusta. Puhallinvälineet voivat käsittää virtauskanavan sisään, kaasun tulo-ja poistoaukon välille jäljestetyn siipipyörän 11 tai muun vastaavan kaasun liikuttamiseen sopivan elimen. Siipipyörän 11 pyörittämiseksi puhallinvälineet voivat käsittää etenkin käytön 12, kuten sähkömoottorin, akselin 13, jolla siipipyörä 11 on kytketty käyttöön 12. Käyttö 12 voi sijaita uunitilan 1 ulkopuolella kuumuudelta suojassa.In one embodiment, the heater comprises blower means for providing the required gas flow to the flow passage 8 ', the gas inlet 14 and the outlet 15. In the duct, the gas flow rate increases and enters the furnace space as a hot gas stream, thereby enhancing its heating effect. The blower means may comprise an impeller 11 or other member suitable for moving gas within the flow passage, between the gas inlet and outlet, and the like. To rotate the impeller 11, the blower means may comprise in particular a drive 12, such as an electric motor, the shaft 13 on which the impeller 11 is engaged for use 12. The drive 12 may be located outside the furnace space 1 protected from heat.

Kuumentimeen 8 on toiminnallisesti liitetty kuumennusvälineet 10, joiden avulla virtauskanavaan 8’ sisään syötetyn kaasun lämpötilaa voidaan nostaa ennen kuin se purkautuu kaasun poistoaukosta 15 uunitilaan. Niinpä kuumennin 8 tehostaa käsiteltävän materiaalin 16 lämmitystä. Kuumennusvälineet 10 voi olla jäljestetty virtauskanavan seinämään 10, jolloin niiden tuottama lämpö johdetaan seinämän 9 läpi virtauskanavan sisällä kulkevaan kaasuun.The heater 8 is operatively connected to heating means 10 by means of which the temperature of the gas introduced into the flow channel 8 'can be increased before it is discharged from the gas outlet 15 into the furnace space. Thus, the heater 8 enhances the heating of the material 16 to be treated. The heating means 10 may be imitated in the wall 10 of the flow channel, whereby the heat produced by them is conducted to the gas passing through the wall 9 inside the flow channel.

Myös kuumennusvälineet 10 voivat käsittää sähkökäyttöisiä lämmittimiä, kuten sähkövastuksia, säteilylämmittimiä tai induktiolämmittimiä, mutta niiden ei tarvitse välttämättä perustua samaan tekniikkaan kuin lämmityselimien 3.The heating means 10 may also comprise electric heaters, such as electric resistors, radiant heaters or induction heaters, but need not necessarily be based on the same technique as the heating elements 3.

Tyypillisesti seinämällä 9 on kaksoisvaipparakenne.Typically, wall 9 has a double sheath structure.

Yhdessä sovelluksessa virtauskanavan seinämällä 9 on rengasmainen poikkileikkaus, etenkin se käsittää kaksi sisäkkäin jäljestettyä seinää 9’, 9”, joilla on erisuuruiset halkaisijat. Kuumennusvälineet 10 voidaan sijoittaa tällöin seinien 9’, 9” väliin, jolloin ne eivät ole suoraan yhteydessä uunitilaan 1 ja siten käsiteltävään materiaaliin 16 tai uunithan 1 kaasuihin. Kuumennusvälineiden 10 tuottama lämpö voidaan ohjata paitsi virtauskanavan sisälle sisemmän seinän 9’, myös suoraan uunitilaan ulomman seinän 9” läpi.In one embodiment, the wall 9 of the flow channel has an annular cross-section, particularly comprising two nested sequential walls 9 ', 9' having different diameters. The heating means 10 can then be positioned between the walls 9 ', 9 "so that they are not in direct contact with the furnace space 1 and thus the material to be treated 16 or the furnace 1 gases. The heat produced by the heating means 10 can be directed not only inside the flow duct but also directly through the outer wall 9 'into the furnace space.

Kuumennin 8, etenkin sen seinämä 8’, joka muodostaa virtauskanavan, voidaan sovittaa yhdessä uunin ulkovaipan 2 kanssa pyöritettäväksi, eli tuettu uunin ulkovaippaan 2, tai se voi olla kiinteästi asennettu, eli tuettu vaipan 2 ulkopuoliseen tukirakenteeseen.The heater 8, in particular the wall 8 'which forms the flow passage, can be adapted to be rotatable together with the furnace outer jacket 2, i.e. supported on the furnace outer jacket 2, or may be rigidly mounted, i.e. supported on the outside support structure.

Tyypillisesti kuumentimen 8 virtauskanava 8’ on jäljestetty keskiakseliltaan yhdensuuntaiseksi uunitilan keskiakselin kanssa, mutta se voi myös poiketa tästä, yleensä kuitenkin korkeintaan 45°. Kallistamalla virtauskanavaa voidaan kaasusuihku suunnata halutulle uunitilan vyöhykkeelle. Toisaalta virtauskanava voi myös käsittää kaasun ulostuloaukolle 15 järjestetyn suuttimen, jolla kaasuvirtausta voidaan ohjata.Typically, the flow passage 8 'of the heater 8 is tracked in a central axis parallel to the central axis of the furnace space, but may also deviate from this, generally up to 45 °. By tilting the flow passage, the gas jet can be directed to the desired furnace space zone. On the other hand, the flow passage may also comprise a nozzle provided for the gas outlet 15 for controlling the gas flow.

Yhdessä sovelluksessa uunitilan ulkovaipan 2 kautta lämmityselimien 3 avulla uunitilan 1 lämpötila on nostettavissa ensimmäiseen lämpötilaan, joka on kuitenkin pienempi kuin toinen lämpötila, joka on saavutettavissa lämmityselimien 3 ja kuumentimen 8 yhteisvaikutuksella. Erityisesti virtauskanavassa kulkevaan, tyypillisesti uunithan 1 sisältä otettuun, kaasuun on kuumentimessa 8 kohdistettavissa lämpöenergiaa kaasun lämpötilan nostamiseksi yli mineraalisen materiaalin lämpökäsittelyyn tarvittavan lämpötilan.In one embodiment, the temperature of the furnace space 1 can be raised through the outer jacket 2 of the furnace space 2 to the first temperature, which is, however, lower than the second temperature achievable by the combined effect of the heating means 3 and heater 8. Specifically, the gas passing through the flow passage, typically taken from the furnace 1, can be subjected to heat energy in the heater 8 to raise the temperature of the gas above the temperature required for heat treatment of the mineral material.

Yhdessä sovelluksessa lämmityselimien 3 ja kuumentimen 8 yhteisvaikutuksesta käsiteltävän materiaalin 16 lämpötila on nostettavissa yli lämpötilan, joka vaaditaan alfaspodumeenin muuttamiseksi beta-spodumeeniksi.In one embodiment, by the interaction of the heating elements 3 and the heater 8, the temperature of the material 16 to be treated can be raised above the temperature required to convert the alpha-pododumen to the beta-spodumene.

Virtauskanava 8’ on pituudeltaan uunithan pituutta pienempi. Tyypillisesti sen pituus on ainakin kahdeskymmenesosa, tyypillisesti ainakin kymmenesosa, etenkin ainakin neljäsosa tai ainakin kolmasosa, ja sopivimmin ainakin puolet uunithan pituudesta keskiakselin suunnassa. Tällä varmistetaan kaasun kuumentamiseksi riittävä viipymäaika virtauskanavassa 8’ myös suurilla virtausnopeuksilla. Tyypillisesti virtauskanavan (8’) pituus on ainakin noin 20 % ja korkeintaan noin kolme neljäsosaa, eli korkeintaan noin 75 %, uunithan koko pituudesta.The flow channel 8 'is smaller in length than the length of the furnace. Typically, it has a length of at least one-twentieth, typically at least one-tenth, especially at least one-fourth or at least one-third, and most preferably at least half the length of the furnace in the central axis direction. This ensures a sufficient residence time in the flow passage 8 'to heat the gas, even at high flow rates. Typically, the length of the flow passage (8 ') is at least about 20% and at most about three quarters, i.e. at most about 75%, of the entire length of the oven.

Joissain sovelluksissa kaasun virtausnopeus virtauskanavassa on säädettävissä, etenkin se on portaattomasti säädettävissä, esimerkiksi ohjaamalla siipipyörää pyörittävää moottoria invertterillä.In some applications, the gas flow rate in the flow passage is adjustable, in particular it is infinitely adjustable, for example by controlling an impeller driven motor with an inverter.

Kuten yhä on todettu, virtauskanavan (8’) poistoaukko (15) voidaan myös sovittaa uunitilaan lähelle vyöhykettä, jossa lämpökäsitelty materiaali poistetaan uunitilasta (1) ja tuloaukko (14) on sovitettu uunitilaan lähelle epäorgaanisen materiaalin (16) syöttöaukkoa (6). Näin toimimalla saadaan aikaan käsiteltävän materiaalin kanssa myötävirtaan kulkeva kuumennuskaasuvirtaus.As still stated, the outlet (15) of the flow passage (8 ') may also be arranged in the furnace space near the zone where the heat-treated material is removed from the furnace space (1) and the inlet (14) is disposed in the furnace space near the inlet (6). By doing so, a heating gas flow is provided downstream of the material to be treated.

Mineraalisen materiaalin käsittelyssä virtauskanavan läpi johdettavan kaasun lämpötila on saatettavissa ainakin 150 °C:n, etenkin ainakin 250 °C:n, sopivimmin ainakin 500 °C:n tai jopa 1200 °C:n lämpötilaan. Joissain sovelluksissa virtauskanavaan 8’ sisään tulevan kaasun lämpötila on nostettavissa kanavassa vähintään 50 °C:lla, etenkin vähintään 100 °C:lla ja jopa 200 °C:ha. Kuumentimen 8 avulla uunitilaan syötetyn lämpöenergian määrä voi olla esimerkiksi vähintään 10 % ja tyypillisesti ainakin 20 % koko uunin syöttämästä lämpöenergiasta.In the treatment of mineral material, the temperature of the gas passing through the flow passage can be brought to a temperature of at least 150 ° C, especially at least 250 ° C, preferably at least 500 ° C or even 1200 ° C. In some applications, the temperature of the gas entering the flow passage 8 'can be increased by at least 50 ° C, particularly at least 100 ° C and up to 200 ° C. The amount of heat energy supplied to the furnace space by the heater 8 may be, for example, at least 10% and typically at least 20% of the total heat energy supplied by the furnace.

Joissain sovelluksissa lämpökäsiteltävän epäorgaanisen materiaalin lämpötila nostetaan virtauskanavasta saatavalla kaasuvirtauksella ainakin 100 °C, sopivimmin ainakin 150 °C yli sen lämpötilan, jossa se syötetään uunitilaan, ts. kuumentimella 8 merkittävä vaikutus kokonaisprosessiin.In some applications, the temperature of the inorganic material to be heat treated is raised by a gas flow from the flow passage of at least 100 ° C, preferably at least 150 ° C above the temperature at which it is fed to the furnace space, i.e. heater 8.

Edellä on kuvattu virtauskanava, joka käsittää lieriömäisen seinämän, jonka läpi virtauskanavan sisälle tuodaan lämpöä. Virtauskanavaan voidaan myös järjestää ristikkomainen tai muun muotoinen suuren pinta-alan omaava suoraan lämmitysvastuksista koostuva lämmityselin tai metallinen tai keraaminen lämmityselin, kuten lämmönvaihdin, jota lämmitetään sen sisällä olevilla lämmitysvastuksilla. Näissä sovelluksissa virtauskanavan ulkokuori on esimerkiksi tulenkestävällä materiaalilla vuorattu sekä mahdollisesti eristetty.The flow passage described above comprises a cylindrical wall through which heat is introduced into the flow passage. The flow passage may also be provided with a grid or other shaped heating element having a large surface area directly from the heating resistors or with a metallic or ceramic heating element, such as a heat exchanger, which is heated by the heating resistors inside. In these applications, the outer casing of the flow channel is, for example, lined with refractory material and possibly insulated.

Teollinen käyttökelpoisuusIndustrial Applicability

Esillä olevaa ratkaisua voidaan käyttää esim, uunissa alfa-spodumeenirakeiden lämpökäsittelemiseksi beta-spodumeenin muodostamiseksi. Uunilla voidaan välttää partikkelien kittaamisesta aiheutuvat ongelmat aineen käsittelyssä. Uuni on myös varsin hyvin soveltuva karbonaattipitoisen materiaalin kalsinoimiseksi, sekä muunlaisen epäorgaanisen materiaalin muokkaamiseksi, kuten ilmeniitin, kaoliinin sekä muun epäorgaanisen materiaalin muuttamiseksi muodosta toiseen lämpökäsittelemällä. Uunilla voidaan myös muokata epäorgaanisten kemikaalien, kuten akkukemikaalien ja katalyyttien fysikaalisia, kemiallisia, sähköisiä sekä muita vastaavia ominaisuuksia lämpökäsittelyllä.The present solution can be used, for example, in an oven to heat treat alpha-spodumene granules to form a beta-spodumene. The furnace can avoid problems with particle filling by handling the material. The furnace is also quite well suited for calcining carbonate-containing material, as well as for modifying other inorganic materials such as ilmenite, kaolin and other inorganic materials from one form to another by heat treatment. The furnace can also modify the physical, chemical, electrical and other properties of inorganic chemicals such as battery chemicals and catalysts by heat treatment.

Viitenumeroluettelo uunitila uunin ulkovaippa lämmityselimet uunin ensimmäinen pääty uunin toinen pääty materiaalin syöttöaukko materiaalin poistoaukko kuumenninReference Number List Oven Space Oven Sheath Heating Elements Oven First End Oven End Material Inlet Material Outlet Heater

8’ virtauskanava8 'flow channel

9’ kuumentimen seinämä seinämä seinämä kuumennusvälineet siipipyörä siipipyörän käyttö akseli kaasun sisääntuloaukko kaasun poistoaukko käsiteltävä materiaali9 'heater wall wall wall heating means impeller impeller drive shaft gas inlet gas outlet material to be processed

Viitej ulkaisuluetteloReference list

Patenttikirjallisuuspatent Literature

JPS51136716JPS51136716

KR101670180KR101670180

WO 2005/121675WO 2005/121675

WO 94/11536WO 94/11536

US 3814596U.S. Pat. No. 3,814,596

20175071 PRH 05 -11- 201920175071 PRH 05 -11- 2019

US 2013/0042438US 2013/0042438

Claims (21)

Patenttivaatimukset:Claims: 1. Uuni kiinteän epäorgaanisen, etenkin mineraalisen materiaalin (16) lämpökäsittelemiseksi, joka uuni käsittääAn oven for the heat treatment of solid inorganic, in particular mineral material (16), comprising: - pyöritettävissä olevan, lieriömäisen vaipan (2) määrittelemän uunitilan (1), jossa on kaksi vastakkaista päätyä (4, 5),- a rotary furnace space (1) defined by a cylindrical jacket (2) having two opposite ends (4, 5), - vaippaa ympäröivästi järjestetyt lämmityselimet (3) lämmön tuomiseksi uuniin vaipan (1) läpi,- heating means (3) arranged around the jacket for introducing heat into the furnace through the jacket (1), - uunin ensimmäiseen päätyyn (4) järjestetyn syöttöaukon (6) kiinteän epäorgaanisen materiaalin (16) syöttämiseksi uuniin lämpökäsittelyä varten ja- an inlet (6) provided at the first end (4) of the furnace for supplying the solid inorganic material (16) to the furnace for heat treatment, and - uunin toisen, vastakkaisen päädyn (5) yhteyteen järjestetyn poistoaukon (7) lämpökäsitellyn kiinteän materiaalin poistamiseksi uunista, tunnettu siitä, että- a discharge outlet (7) arranged at the opposite opposite end (5) of the furnace for removing heat-treated solid material from the furnace, characterized in that: - uuniin on järjestetty uunitilan (1) sisälle ulottuva uunin sisätilan kaasun kuumennin (8), joka käsittää seinämän (9) rajaaman virtauskanavan (8’), jolloin- the furnace is provided with a gas heater (8) extending inside the furnace space (1), comprising a flow channel (8 ') defined by the wall (9), whereby - virtauskanava (8’) käsittää kaasun tuloaukon (14) ja kaasun poistoaukon (15), joka on järjestetty uunitilaan (1), sekä välineet kaasun virtausnopeuden kasvattamiseksi kaasun tuloaukon (14) ja kaasun poistoaukon (15) välillä,- the flow passage (8 ') comprises a gas inlet (14) and a gas outlet (15) arranged in the furnace space (1) and means for increasing the gas flow rate between the gas inlet (14) and the gas outlet (15), - virtauskanavaan (8’) on tuotavissa lämpöä seinämän (9) läpi virtauskanavassa (8’) virtaavan kaasun kuumentamiseksi ja uuniin syötettävän materiaalin (16) lämpökäsittelyn tehostamiseksi, ja- heat can be introduced into the flow passage (8 ') to heat the gas flowing through the wall (9) in the flow passage (8') and to enhance the heat treatment of the material (16) fed to the furnace, and - virtauskanavan (8’) kaasun tuloaukko (14) on sovitettu siten, että virtauskanavaan (8’) tuleva kaasu otetaan uunitilasta (1).- the gas inlet (14) of the flow passage (8 ') is arranged so that the gas entering the flow passage (8') is taken from the furnace space (1). 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen uuni, tunnettu siitä, että uunin sisätilan kaasun kuumennin (8) on järjestetty uunin toiseen, syöttöaukon (6) suhteen vastakkaiseen päätyyn (5).Oven according to Claim 1, characterized in that the gas heater (8) of the furnace interior is arranged at the other end (5) of the furnace which is opposite to the inlet (6). 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen uuni, tunnettu siitä, että virtauskanavan (8’) kaasun tuloaukko (14) on järjestetty lähelle uunin syöttöaukon (6) suhteen vastakkaista päätyä (5) ja kaasun poistoaukko (15) on järjestetty osoittamaan kohti uuniin syötettävän materiaalin (16) vastavirtaa.Oven according to claim 1 or 2, characterized in that the gas inlet (14) of the flow channel (8 ') is arranged near the opposite end (5) of the furnace inlet (6) and the gas outlet (15) is arranged towards the material to be fed into the furnace. (16) countercurrent. 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen uuni, tunnettu siitä, että kuumentimen (8) virtauskanavan (8’) seinämällä (9) on rengasmainen poikkileikkaus, etenkin se käsittää kaksi sisäkkäin järjestettyä lieriötä, joilla on erisuuruiset halkaisijat.Furnace according to one of the preceding claims, characterized in that the wall (9) of the flow channel (8 ') of the heater (8) has an annular cross-section, in particular comprising two nested cylinders having different diameters. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen uuni, tunnettu siitä, että välineet kaasun virtausnopeuden kasvattamiseksi käsittävät moottorikäyttöisen siipipyörän (11), joka on järjestetty virtauskanavan (8’) sisälle.Oven according to one of the preceding claims, characterized in that the means for increasing the gas flow rate comprise a motor-driven impeller (11) arranged inside the flow channel (8 '). 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen uuni, tunnettu siitä, että vaippaa (2) ympäröivästi järjestetyt lämmityselimet (3) käsittävät sähkökäyttöiset lämpövastukset, joiden avulla uunithan (1) lämpötila on säädettävästi aseteltavissa ennalta valittuun lämpötilaan.Oven according to one of the preceding claims, characterized in that the heating elements (3) arranged around the jacket (2) comprise electrically operated heating elements, by means of which the temperature of the oven cock (1) can be adjusted to a preselected temperature. 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen uuni, tunnettu siitä, että virtauskanavassa (8’) kulkevaan kaasuun on kohdistettavissa lämpöenergiaa kaasun lämpötilan nostamiseksi yli mineraalisen materiaalin lämpökäsittelyyn tarvittavan lämpötilan.Furnace according to one of the preceding claims, characterized in that heat can be applied to the gas passing through the flow passage (8 ') to raise the temperature of the gas above the temperature required for the heat treatment of the mineral material. 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen uuni, tunnettu siitä, että virtauskanavan (8’) seinämä (9) on varustettu sähkökäyttöisillä lämpövastuksilla virtauskanavassa (8’) kulkevan kaasun kuumentamiseksi.Furnace according to one of the preceding claims, characterized in that the wall (9) of the flow channel (8 ') is provided with electrically operated heat resistors for heating the gas passing through the flow channel (8'). 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen uuni, tunnettu siitä, että virtauskanavan (8’) pituus on ainakin kahdeskymmenesosa, sopivimmin ainakin puolet uunithan pituudesta keskiakselin suunnassa.Oven according to one of the preceding claims, characterized in that the length of the flow passage (8 ') is at least one-twentieth, preferably at least half the length of the furnace tap in the central axis. 10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen uuni, tunnettu siitä, että kaasun lämmittimen virtauskanava on jäljestetty keskiakseliltaan yhdensuuntaiseksi uunithan keskiakselin kanssa tai se poikkeaa siitä korkeintaan 45°.Oven according to one of the preceding claims, characterized in that the gas heater flow passage is disposed at a central axis parallel to or deviating from the central axis of the furnace by up to 45 °. 11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen uuni, tunnettu siitä, että virtauskanavan (8’) läpi johdettavan kaasun lämpötila on saatettavissa ainakin 150 °C:n, etenkin ainakin 250 °C:n, sopivimmin ainakin 500 °C:n tai jopa 1400 °C:n lämpötilaan.Oven according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature of the gas conveyed through the flow passage (8 ') can be brought to at least 150 ° C, in particular at least 250 ° C, preferably at least 500 ° C or even 1400 ° C. temperature. 12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen uuni, tunnettu siitä, että kaasun virtausnopeus virtauskanavassa (8’) on säädettävissä, etenkin se on portaattomasti säädettävissä, esim, invertterillä.Oven according to one of the preceding claims, characterized in that the gas flow rate in the flow duct (8 ') is adjustable, in particular it is infinitely variable, e.g. by means of an inverter. 13. Jonkin patenttivaatimuksen 1 tai 3-12 mukainen uuni, tunnettu siitä, että uunin sisätilan kaasun kuumennin (8) on järjestetty syöttöaukon puoleiseen päätyyn.Oven according to one of Claims 1 or 3 to 12, characterized in that the gas heater (8) of the interior of the furnace is arranged at the end of the inlet side. 14. Menetelmä kiinteän epäorgaanisen, etenkin mineraalisen materiaalin (16) lämpökäsittelemiseksi, jonka menetelmän mukaan14. A process for the thermal treatment of a solid inorganic material, in particular a mineral material (16), - käsiteltävä kiinteä epäorgaaninen materiaali (16) syötetään pyöritettävissä olevan, lieriömäisen vaipan (2) määrittelemään uunitilaan (1), jossa se kuumennetaan ennalta määrättyyn lämpötilaan, minkä jälkeen- the solid inorganic material to be treated (16) is fed to a furnace space (1) defined by a rotatable cylindrical jacket (2), whereupon it is heated to a predetermined temperature, - lämpökäsitelty materiaali poistetaan uunitilasta (1), tunnettu siitä, että- removing the heat-treated material from the furnace space (1), characterized in that: - uunitilaan (1) syötettävään epäorgaaniseen materiaaliin kohdistetaan kuuma kaasuvirtaus, joka muodostetaan johtamalla kaasua sellaisen, uunitilan sisälle jäljestetyn virtauskanavan (8’) läpi, jota ympäröi seinämä (9), jonka kautta kaasuun tuodaan lämpöenergiaa, jolloin virtauskanavan (8’) kautta muodostuu kaasukierto uunitilan (1) sisällä siten, että virtauskanavan (8’) tuloaukko (14) on sovitettu uunitilaan lähelle vyöhykettä, jossa lämpökäsitelty materiaali poistetaan uunitilasta (1) ja virtauskanavan (8’) poistoaukko (15) on sovitettu oleellisesti uunitilaan (1) syötettävää epäorgaanista materiaalia (16) kohti tai tuloaukko (14) on sovitettu uunitilaan lähelle epäorgaanisen materiaalin (16) syöttöaukkoa (6).- the inorganic material fed to the furnace space (1) is subjected to a hot gas flow formed by passing gas through a flow channel (8 '), which is tracked inside the furnace space, through which a heat energy is introduced into the gas; inside the furnace space (1) such that the inlet (14) of the flow channel (8 ') is arranged in the furnace space near the zone where the heat-treated material is discharged from the furnace space (1) and the outlet (15) of the flow channel (8') towards the material (16) or the inlet (14) is arranged in the furnace space close to the inlet (6) of the inorganic material (16). 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasun virtausnopeutta kasvatetaan virtauskanavassa (8’), esimerkiksi moottorikäyttöisellä siipipyörällä (11), joka etenkin on järjestetty virtauskanavaan (8’).Method according to Claim 14, characterized in that the gas flow rate is increased in the flow channel (8 '), for example by means of a motor-driven impeller (11), which is arranged in particular in the flow channel (8'). 16. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uunitilaan syötettävän epäorgaanisen materiaalin (16) lämpötila nostetaan virtauskanavasta (8’) saatavalla kaasulla ainakin 100 °C, sopivimmin ainakin 150 °C yli sen lämpötilan, jossa se syötetään uunitilaan (1).Method according to Claim 14 or 15, characterized in that the temperature of the inorganic material (16) supplied to the furnace space is raised by the gas from the flow channel (8 ') at least 100 ° C, preferably at least 150 ° C above the temperature at which it is fed to the furnace space (1). . 17. Jonkin patenttivaatimuksen 14-16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukaista uunia.Method according to one of Claims 14 to 16, characterized in that an oven according to one of Claims 1 to 13 is used. 18. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukaisen uunin käyttö alfa-spodumeenirakeidenUse of an oven according to any one of claims 1 to 13 for use in alpha-spodumen granules 5 lämpökäsittelemiseksi beta-spodumeenin muodostamiseksi.5 for heat treatment to form the beta-spodumene. 19. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukaisen uunin käyttö karbonaattipitoisen tai muun epäorgaanisen materiaalin kaisinoimiseksi.Use of an oven according to any one of claims 1 to 13 for the removal of carbonate or other inorganic material. 1010 20. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukaisen uunin käyttö ilmeniitin, kaoliinin tai muun epäorgaanisen materiaalin muuttamiseksi muodosta toiseen lämpökäsittelemällä.Use of an oven according to any one of claims 1 to 13 for the conversion of ilmenite, kaolin or other inorganic material from one form to another by heat treatment. 21. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukaisen uunin käyttö epäorgaanisten kemikaalien, kuten akkukemikaalien ja katalyyttien fysikaalisten, kemiallisten, sähköisten tai muiden 15 ominaisuuksien muokkaamiseksi lämpökäsittelyllä.Use of an oven according to any one of claims 1 to 13 for the modification of the physical, chemical, electrical or other properties of inorganic chemicals such as battery chemicals and catalysts by heat treatment.
FI20175071A 2017-01-26 2017-01-26 Furnace and method for the heat treatment of inorganic material FI128258B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20175071A FI128258B (en) 2017-01-26 2017-01-26 Furnace and method for the heat treatment of inorganic material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20175071A FI128258B (en) 2017-01-26 2017-01-26 Furnace and method for the heat treatment of inorganic material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20175071L FI20175071L (en) 2018-07-27
FI128258B true FI128258B (en) 2020-01-31

Family

ID=63112820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20175071A FI128258B (en) 2017-01-26 2017-01-26 Furnace and method for the heat treatment of inorganic material

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI128258B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20175071L (en) 2018-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2784199C (en) Tubular reactor for thermal treatment of biomass
RU2652594C2 (en) Process for burning and cooling carbonate rock in parallel-flow regenerative lime kiln and parallel-flow regenerative lime kiln
CN106170568B (en) For the metalliferous material in the open hearth of ring bottom to elongated flat, especially roll aluminium ingot progress heat-treating methods and equipment
US4266931A (en) Apparatus and method of heating particulate material
US20210364237A1 (en) Methods for Preheating Metal-Containing Pellets
KR20080014746A (en) Apparatus and method for thermally removing coatings and/or impurities
US5927216A (en) Burner apparatus
FI128258B (en) Furnace and method for the heat treatment of inorganic material
JP3086450B1 (en) Externally heated rotary kiln
CN105039687B (en) Segmented rotary kiln group
US5908291A (en) Continuous cross-flow rotary kiln
CN105953575A (en) Self-detection indirect heating type rotary furnace
CN117366615A (en) Oxy-fuel combustion system and method for melting pellet charge
KR101797147B1 (en) Rotary kiln
JP2020508429A (en) Heat treatment method
JP6038548B2 (en) Firing equipment
JP2000314593A (en) External-heating type rotary kiln
US3743475A (en) Central shaft feeding for rotary hearth furnace
KR100758993B1 (en) A rotary kiln furnace
US4340359A (en) Apparatus and method of heating particulate material
KR102112017B1 (en) Hot air type high speed drying device for high efficiency drying of direct reduced iron
US5906483A (en) Rotary film calciner
US596533A (en) Rotary furnace
KR101867720B1 (en) Roasting furnace
RU2350864C1 (en) Disk-type device for thermal treatment of bulk materials

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 128258

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed