[实用新型]回转式还原炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种还原炉，尤其是涉及用于铁基和铜基金属粉末及钒、铬等金属粉末还原工艺的回转式还原炉。

背景技术

目前，铁基、铜基金属粉末的还原通常采用推杆式还原炉，钒、铬等金属粉末的还原则采用真空还原炉。采用这两种炉型的还原工艺过程的共同特征及缺陷是：在一定的温度下，金属粉末保持堆积静置状态，还原气从金属的堆积表面经过，与金属粉末接触进行还原，由于不能充分而有效地接触，其还原效率低，能耗高。

一般来说，相关还原过程的主要化学反应包括：

FeO+H₂→Fe+H₂O

Fe₂O₃+3H₂→2Fe+3H₂O

CuO+H₂→Cu+H₂O

Cu₂O+H₂→2Cu+H₂O

NiO+H₂→Ni+H₂O

V₂O₅+H₂→2V+5H₂O

VCI₄+2H₂→V+4HCI

Cr₂O₃+3H₂→2Cr+3H₂O

铁基、铜基金属粉末还原的一般工艺流程为：手工送料——还原——冷却——手工出料——人工破碎——球磨——过筛——包装。

推杆式还原炉，其结构简单，是采用手工间歇式操作，在还原操作中是将需还原的金属粉末堆积在还原舟中约20-30mm厚度，然后在高温还原区中缓慢间歇式平移与通入的还原气接触进行还原，其传质效果差；另外，还原后金属粉末的冷却是通过在冷却区的炉管外围设置的冷却水套来完成，粉末热量的转移主要靠还原舟底面的传递作用，而其他几个方向均有气相隔离，其传热效果差，因此，金属粉末的还原速率以及还原后的金属粉末冷却的速率都很低，以致炉体总长一般需要十多米，还原周期需要三个小时才能达到还原工艺的质量要求。再则，还原冷却后的粉末凝结成块，需人工破碎，再球磨过筛，这样既会增加人工及电力成本，也会引起粉尘飞扬、产品流失，还会造成产品的二次氧化，使得产品质量无法提高。还有，气相冷凝物往往会在进料口上方形成垂吊式柱状坚硬的结晶，阻碍还原舟推入，需要停炉修复。

因此，目前的推杆式还原炉有很明显的缺点：工作效率低，能耗高，原料消耗高，工作环境差，粉料流失较多，产品质量不理想。

真空还原炉也是采用金属粉末堆积静置的方式进行还原，同样存在还原阻力大，效率低，能耗高，还原气消耗高的问题。

鉴于此，有必要开发出一种高效、低耗、节能、环保的新型金属粉末还原炉。

发明内容

针对上述的现有技术中的不足，本实用新型提供了一种用于金属粉末还原的新型回转式还原炉。根据应用化学动力学原理并根据金属材料的物理特性，所提供的回转式还原炉相对于现有技术而言在工艺效率、能源消耗、操作环境等方面有明显的优势。

所述回转式还原炉包括送料装置、加热装置、炉管、炉芯、制冷装置、换热器以及出料装置，其中所述炉芯能够转动从而使得置于所述炉芯内的固相物料在还原操作过程中能够处于翻滚状态。所述炉芯的主体设置于所述炉管内部。

根据优选的实施方式，所述的回转式还原炉，其中所述炉芯转动时，所述固相物料在所述炉芯内随所述炉芯的转动而周而复始地翻滚、跌落，从而与逆向通入所述炉芯的气相物料连续地充分混合接触。

根据优选的实施方式，所述炉芯可采用蜂窝体结构，例如圆柱状栏栅蜂窝体结构。另外，所述炉芯可采用耐高温材料制成。

根据优选的实施方式，所述送料装置内设有送料旋转构件以使所述送料装置中的固相物料发生连续翻动。更为优选地，所述送料装置可根据需要进行无级调整送料速度。

根据优选的实施方式，所述加热炉设置于所述炉芯和所述炉管之外，并且采用两个半圆筒叠合式结构，还能够分区控温。

根据优选的实施方式，所述出料装置可根据需要无级调整出料速度，以维持系统物料进出平衡。优选地，所述出料装置设有出料旋转构件从而使得来自所述炉芯经还原的固相物料能够在所述出料装置中处于翻滚移动状态并通过连接于所述出料装置的换热器进行快速冷却。