專利名稱：短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬冶煉設(shè)備，具體地說，本發(fā)明是一種短流程還原 鋅粉制造用多通道爐氣分配器。
背景技術(shù)：
目前，短流程還原鋅粉主要用于有色金屬冶煉過程中作為置換劑，因 其粒度細、活性好、成本低等諸多優(yōu)勢，已基本取代吹制鋅粉和蒸餾鋅粉 在該行業(yè)的應(yīng)用。該工藝主體設(shè)備包括密閉式礦熱電爐l、爐喉2、冷凝 器3。其工藝過程包括如下三個步驟(設(shè)備配置見圖l):
a、 把含鋅物料、還原劑和熔劑加入密閉式礦熱電爐1，在爐內(nèi)合適的
溫度和氣氛下，爐料中的氧化態(tài)鋅被還原成金屬態(tài)的鋅蒸汽，鋅蒸汽與電 爐產(chǎn)生的其它氣體混合在一起形成爐氣。
b、 爐氣通過直筒爐喉2直接進入冷凝器3。爐氣所含部分灰塵和熔融 物在爐喉內(nèi)沉積、結(jié)塊，導(dǎo)致爐氣流通截面越來越小，因而爐喉2需經(jīng)常 清理，以保證爐氣流動暢通。
c、 爐氣在冷凝器3內(nèi)急劇降溫，鋅蒸汽快速冷凝成為還原鋅粉(最終 產(chǎn)品)，冷卻后的剩余爐氣離開冷凝器3進入收塵及綜合回收系統(tǒng)。
隨著冶煉技術(shù)的進步，用于鋅冶煉的密閉式礦熱電爐正朝大型化發(fā)展， 現(xiàn)有最大容量已達5000kVA，鋅金屬還原蒸發(fā)能力可達1500kg/h。而鋅蒸
汽的冷凝是一個金屬從氣態(tài)到固態(tài)且釋放出大量熱量的過程，在這一過程 中鋅金屬容易在冷凝管及水冷壁上結(jié)塊，并且也由于結(jié)構(gòu)設(shè)計等諸多方面 的原因，導(dǎo)致單個冷凝器冷凝能力受到限制，目前單個冷凝器最大還原鋅粉冷凝能力為600kg/h。為解決兩主體設(shè)備產(chǎn)能不匹配矛盾，現(xiàn)有方法是一
臺密閉式礦熱電爐配置兩套或多套爐喉及冷凝器(設(shè)備配置見圖2和圖3)，
雖然解決了兩個主體設(shè)備產(chǎn)能匹配問題，但產(chǎn)生了以下難以克服的缺陷 密閉式礦熱電爐所產(chǎn)生的爐氣在各冷凝器上分配不均勻，導(dǎo)致冷凝器產(chǎn)能 不能充分發(fā)揮和生產(chǎn)過程不穩(wěn)定。因為
① 、兩個爐喉的爐氣通道結(jié)塊速度及結(jié)塊大小不可能一至，因而在同 一時刻流向兩個冷凝器的氣流大小不相同，其中一個低負荷，而另一個超 負荷，這一不平衡達到一定程度就會使產(chǎn)量急劇降低、甚至導(dǎo)致安全事故 的發(fā)生。
② 、在清理爐喉過程中，不可能保證同時清理，也不可能保證清理完 的爐喉其爐氣通道大小一致，因而同樣不能保證爐氣均勻流向兩個冷凝器。
2.2現(xiàn)有爐喉為圓形或方形的帶捅桿的直筒結(jié)構(gòu)(見圖4)，不帶灰斗
及排灰裝置，其一頭連接密閉式礦熱電爐、另一頭連接冷凝器。該種結(jié)構(gòu) 不便于清理積灰和結(jié)塊，且在清理時容易導(dǎo)致爐壓急劇波動，不利于穩(wěn)定
生產(chǎn)。因為
① 、爐喉沒有積灰斗及排灰裝置，當(dāng)清理里面產(chǎn)生積灰和結(jié)塊時，只 能把積灰和結(jié)塊推向密閉式礦熱電爐內(nèi)，操作極為不便。
② 、正常生產(chǎn)時密閉式礦熱電爐爐況穩(wěn)定，壓力波動小。但在清理爐 喉時，含有部分金屬鋅的積灰和結(jié)塊突然進入熔池內(nèi)，導(dǎo)致鋅蒸汽大量產(chǎn) 生、爐壓劇烈升高，嚴重時甚至發(fā)生密閉式礦熱電爐沖頂現(xiàn)象，導(dǎo)致人身 及設(shè)備安全事故的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，現(xiàn)在的密閉式礦熱電爐越大，還原鋅粉單位能耗越低，因 此短流程還原鋅粉設(shè)備大型化既是國家環(huán)保節(jié)能產(chǎn)業(yè)政策的要求，同時又能給企業(yè)降低成本，是該行業(yè)今后發(fā)展的必然趨勢。而在設(shè)備大型化過程 中，現(xiàn)有爐喉成為主要制約因素。
本發(fā)明的目的就是發(fā)明一種能保證一臺大型密閉式礦熱電爐與多臺冷 凝器能良好匹配、且能均衡穩(wěn)定生產(chǎn)的新型爐喉——即爐氣分配器，以解 決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，滿足短流程還原鋅粉行業(yè)發(fā)展的需要。
為了實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配器，包括三個主要部分 上部是多通道爐氣分配室，中間部分是積灰斗，下部是排灰裝置，三部分 連接組合成為一個整體。
各部分的結(jié)構(gòu)和功能詳述如下
① 、多通道爐氣分配室它是一個用金屬材料制作成的多面開孔且內(nèi) 襯耐火材料的多面體型腔，亦可是全部采用金屬材料制作成的帶夾層水套 的多面開孔的多面體型腔。每個開孔均有唯一的連接設(shè)備，其中側(cè)面的 一個開孔與密閉式礦熱電爐爐氣出口連接；側(cè)面其余開孔與冷凝器連接， 其幵孔數(shù)量與冷凝器個數(shù)相等；朝下一面開孔與積灰斗連接。
可根據(jù)密閉式礦熱電爐爐氣出口形狀尺寸以及爐氣量大小，來決定型 腔體積大小、形狀尺寸以及各個面上的開孔形狀尺寸與大小。
② 、積灰斗它是一個用金屬材料制作成的上下兩面開孔且內(nèi)襯耐火 材料的多面體型腔，亦可是一個采用金屬材料制作成的帶夾層水套的上下 兩面開孔的多面體型腔，可以是圓錐形、方錐形或多面錐形。上面開孔與 多通道爐氣分配室的下面開孔連接；下面開孔與排灰裝置上面開孔連接。
③ 、排灰裝置它是一個采用金屬材料制作成的帶夾層水套的上下兩 面開孔的多面型腔，可以是圓柱形、方柱形或多面柱形，其上下兩面開孔 均裝有耐高溫的金屬密封閥門。上面閥門與積灰斗的下面開孔連接；下面閥門用于排灰。
本發(fā)明具有以下的優(yōu)點
① 、該發(fā)明保證一個大型密閉式礦熱電爐可同時有效配置多個冷凝器， 滿足了短流程還原鋅粉生產(chǎn)線大型化的需要，消除了單通道爐喉對設(shè)備大 型化的制約。
② 、多通道爐氣分配室經(jīng)優(yōu)化設(shè)計，其相當(dāng)于一個等靜壓室，保證爐 氣均勻流向多個冷凝器。消除了單通道爐喉流通斷面變化對進入各冷凝器 爐氣流量的影響，實現(xiàn)各冷凝器在均勻負荷生產(chǎn)，保證冷凝器能力的發(fā)揮。
③ 、爐氣所帶灰塵和熔融物沉降在積灰斗內(nèi)，不會在通道四周堆積， 可定期清除而不影響爐氣從密閉式礦熱電爐到冷凝器的順利流動。有效消 除爐喉堵塞，消除清理爐喉時產(chǎn)生的含有部分金屬鋅的積灰和結(jié)塊突然進 入熔池內(nèi)而導(dǎo)致鋅蒸汽大量產(chǎn)生、爐壓劇烈升高、甚至導(dǎo)致電爐沖頂現(xiàn)象 的發(fā)生。
④ 、排灰裝置可保證密封出粉，防止?fàn)t氣外泄。上閥門打開把粉塵放 入排灰裝置時，下閥門是關(guān)閉的；下閥門打開把粉塵從排灰裝置放出時， 上閥門是關(guān)閉的，因而爐氣不會泄漏。另外，水冷夾套外殼可有效冷卻粉 塵，防止高溫粉塵放出時傷人。
、冷凝器集中布置，減少設(shè)備占地，節(jié)省投資。


圖1是現(xiàn)有的單冷凝器短流程還原鋅粉制造設(shè)備的配置示意圖。
圖2是現(xiàn)有的多冷凝器短流程還原鋅粉制造設(shè)備的配置示意圖。
圖3是現(xiàn)有的另外一種多冷凝器短流程還原鋅粉制造設(shè)備的配置示意圖。
圖4是現(xiàn)有帶捅桿的直筒結(jié)構(gòu)爐喉的示意圖。圖5是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是圖5的A-A剖視圖。
圖7是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是圖7的B-B剖視圖。
圖9是采用實施例1的短流程還原鋅粉制造設(shè)備的配置示意圖。 圖10是采用實施例2的短流程還原鋅粉制造設(shè)備的配置示意圖。 附圖標(biāo)記說明1.密閉式礦熱電爐；2.爐喉；3.冷凝器；4.爐氣入
口； 5.爐氣出口； 6.捅桿；7.多通道爐氣分配室；8.積灰斗；9.排灰裝
置；10.金屬密封閥；11.多通道爐氣分配器。
具體實施方式
實施例1
如圖5和圖6所示， 一種短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配器， 上部是多通道爐氣分配室7，中間部分是積灰斗8，下部是排灰裝置9，多 通道爐氣分配室7、積灰斗8和排灰裝置9三部分連接組合成為一個整體。
多通道爐氣分配室7是一個用金屬材料制作成的多面開孔且內(nèi)襯耐火 材料的多面體型腔。
所述的開孔中，側(cè)面的一個開孔與密閉式礦熱電爐1爐氣出口連接； 側(cè)面其余開孔的數(shù)量與冷凝器3數(shù)量相等，每一開孔與一臺冷凝器3連接。
積灰斗8是采用金屬材料制作成的帶夾層水套的上下兩面開孔的多面 體型腔。
所述的排灰裝置9是采用金屬材料制作成的帶夾層水套的上下兩面開 孔的多面型腔，其上下兩面開孔均裝有耐高溫的金屬密封閥10。
采用該設(shè)備的短流程還原鋅粉制造設(shè)備主要包括密閉式礦熱電爐1、 多通道爐氣分配器ll、冷凝器3，如圖9所示。其工藝過程包括如下幾個步驟
a、把含鋅物料、還原劑和熔劑加入密閉式礦熱電爐1，在爐內(nèi)合適的 溫度和氣氛下，爐料中的氧化態(tài)鋅被還原成金屬態(tài)的鋅蒸汽，鋅蒸汽與電 爐產(chǎn)生的其它氣體混合在一起形成爐氣。
bl、爐氣通過密閉式礦熱電爐1排氣孔進入多通道爐氣分配室7，其速 度大大減慢，基本上可把其看成等靜壓氣體，其所含的粉塵及熔融物沉降
在積灰斗8內(nèi)，剩下的較為干凈的氣體則均勻流向各冷凝器3。
b2、當(dāng)積灰斗內(nèi)粉塵達到一定量是需及時進行清理。第一步，首先打
開排灰裝置9上部與積灰斗8連接的閥門，把積灰斗內(nèi)粉塵放入排灰裝置9
內(nèi)，然后關(guān)閉該閥門；第二步，待粉塵冷卻一定時間后，打開排灰裝置9
下部閥門，放出粉塵，然后關(guān)閉下部閥門。
c、爐氣在冷凝器內(nèi)急劇降溫，鋅蒸汽快速冷凝成為還原鋅粉(產(chǎn)品)，
冷卻后的剩余爐氣離開冷凝器3進入收塵及綜合回收系統(tǒng)。 實施例2
如圖7和圖8所示， 一種短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配器， 上部是多通道爐氣分配室7，中間部分是積灰斗8，下部是排灰裝置9，多 通道爐氣分配室7、積灰斗8和排灰裝置9三部分連接組合成為一個整體。
上述的多通道爐氣分配室7是金屬材料制作成的帶夾層水套的多面開 孔的多面體型腔。
所述的開孔中，側(cè)面的一個開孔與密閉式礦熱電爐1爐氣出口連接； 側(cè)面其余開孔的數(shù)量與冷凝器3數(shù)量相等，每一開孔與一臺冷凝器3連接。
積灰斗8是采用金屬材料制作成的帶夾層水套的上下兩面開孔的多面 體型腔。
所述的排灰裝置9是采用金屬材料制作成的帶夾層水套的上下兩面開孔的多面型腔，其上下兩面開孔均裝有耐高溫的金屬密封閥10。
釆用該設(shè)備的短流程還原鋅粉制造設(shè)備主要包括密閉式礦熱電爐1、
多通道爐氣分配器ll、冷凝器3，如圖10所示。 其工藝過程與實施例l相同。
以上對本發(fā)明所提供的短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配器進行 了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡 述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同 時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及 應(yīng)用范圍上均可能會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對 本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1. 一種短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配器，其特征在于上部是多通道爐氣分配室，中間部分是積灰斗，下部是排灰裝置，三部分連接組合成為一個整體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配器， 其特征在于所述的多通道爐氣分配室是用金屬材料制作成的多面開孔且 內(nèi)襯耐火材料的多面體型腔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配器， 其特征在于所述的多通道爐氣分配室是金屬材料制作成的帶夾層水套的 多面開孔的多面體型腔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配 器，其特征在于所述的開孔中，側(cè)面的一個開孔與密閉式礦熱電爐爐氣 出口連接；側(cè)面其余開孔的數(shù)量與冷凝器數(shù)量相等，每一開孔與一臺冷凝 器連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配器，其特征在于所述的積灰斗是用金屬材料制作成的上下兩面開孔且內(nèi)襯耐 火材料的多面體型腔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配器，其特征在于所述的積灰斗是采用金屬材料制作成的帶夾層水套的上下兩 面開孔的多面體型腔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配器，其特征在于所述的多面體型腔是圓錐形、方錐形或多面錐形。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配器，其特征在于所述的排灰裝置是采用金屬材料制作成的帶夾層水套的上下 兩面開孔的多面型腔，其上下兩面開孔均裝有耐高溫的金屬密封閥。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配器， 其特征在于所述的多面型腔是圓柱形、方柱形或多面柱形。
10. —種短流程還原鋅粉制造設(shè)備，其特征在于采用權(quán)利要求卜9 中任意一項所述的多通道爐氣分配器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種短流程還原鋅粉制造用多通道爐氣分配器。該爐氣分配器主要由三部分組成，上部是多通道爐氣分配室，中間部分是積灰斗，下部是排灰裝置，三部分連接組合成為一個整體。本發(fā)明保證一個大型密閉式礦熱電爐可同時有效配置多個冷凝器，滿足了短流程還原鋅粉生產(chǎn)線大型化的需要，消除了單通道爐喉對設(shè)備大型化的制約。多通道爐氣分配室經(jīng)優(yōu)化設(shè)計，保證爐氣均勻流向多個冷凝器。本發(fā)明消除了單通道爐喉流通斷面變化對進入各冷凝器爐氣流量的影響，實現(xiàn)各冷凝器在均勻負荷生產(chǎn)，保證冷凝器能力的發(fā)揮。本發(fā)明還能起到消除爐喉堵塞、保證密封出粉，防止?fàn)t氣外泄的作用，因而能夠滿足短流程還原鋅粉行業(yè)發(fā)展的需要。
文檔編號F27B3/22GK101430163SQ20081018354
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者熊家政, 魯志昂, 龍會國 申請人:株洲火炬工業(yè)爐有限責(zé)任公司