[实用新型]沸腾式保护渣去碳装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及去碳装置，具体涉及一种沸腾式保护渣去碳装置，该装置用于连铸保护渣粘度、表面张力、渣膜传热等性能检验前的去碳工作。

背景技术

成品保护渣在检验粘度、表面张力等性能时要求去掉其中的碳质材料(简称“去碳”)，否则将影响所测保护渣性能的准确性。去碳的原理是在高温下将保护渣中的碳质材料氧化成CO或CO₂。因此，去碳的条件之一是高温，温度在600～800℃，温度太低反应速度慢；温度太高，保护渣可能会烧结甚至半熔化。保护渣在低温下烧结或半熔化，会将碳质材料包裹其中，与空气或氧气隔离，就不能被去除；去碳的条件之二是有充足的氧气或空气。目前保护渣检测前去碳普遍借用单向炉或者马福炉，操作时间需要3～4小时。

单向炉为炉膛底部加热，保护渣上部与空气接触，使其中炭质材料氧化。单向炉存在以下缺陷：

1)由于为单向加热，保护渣在炉膛内温度梯度很大。为避免保护渣熔化，底部温度一般在800℃左右，此时保护渣表面温度约600℃，炭质材料与空气反应速度慢。空气也不容易渗透进入保护渣内部氧化炭质材料。一般一个保护渣试样去碳时间约3～6小时；

2)为了加快去碳速度，必须人工翻动保护渣。因此劳动强度大，效率低；

3)有的保护渣(如方坯保护渣)中所用的炭质材料为石墨，石墨燃点在600℃以上，不易氧化。因此常发生保护渣去碳不完全的问题，需要在测试时在保护渣熔化后再将浮在熔渣表面渣-碳混合物挑出；

4)单向炉一面加热，一面散热，热损失大，能耗高。

马弗炉的温度可以很均匀，用于保护渣去碳，其主要问题是空气不易进入保护渣。为了避免此不足之处，操作时常将炉门打开，将保护渣放置在炉门附近。也需要时常翻动，也浪费能量。

申请号为200920308705.4的中国实用新型专利公开了一种保护渣去碳装置；该装置去碳需要30～60min。采用该装置将保护渣置于稳定高温、氧气充足的气氛中，通过机械转动扩大保护渣与空气的接触。具体方法如下：

1)将保护渣放置在封闭炉膛内，温度控制在保护渣软化点温度以下50～100℃；

2)在炉膛上设置进气孔和出气孔，通过自然引风或鼓风机吹入空气；

3)为了保证空气与保护渣充分接触，可将保护渣容器设计成圆筒状，空气引入筒内，圆筒由电机带动旋转；

4)可设计自动进料、出料装置，提高效率，降低能量损耗。该装置进行去碳处理存在以下缺陷：

1)去碳时间还是较长；

2)制作成本较高；

3)保护渣烧结在炉膛后清理困难。

综上所示，目前去碳操作时间较长，主要是空气或氧气与保护渣接触面积小，碳质材料被氧化的速度慢。马弗炉与单向炉是通过人工翻动扩大保护渣与空气的接触，成本较高。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供了一种沸腾式保护渣去碳装置，该装置使保护渣中碳质材料与空气或氧气充分接触，在高温下迅速反应，达到快速去碳的目的。

为实现上述目的，本实用新型所设计一种沸腾式保护渣去碳装置，所述装置包括炉体，所述炉体内壁上布置有发热体，所述发热体内设置有圆柱形的工作容器，所述工作容器顶部设置有除尘器，所述工作容器底部设置有进气孔，所述工作容器与进气孔连接处的通道口设置有格栅。发热体给工作容器提供热源，可以是金属电阻丝、硅碳棒；除尘器防止保护渣粉尘逸出，同时保证保护渣成分的稳定性。工作容器由不锈钢质或碳化硅质材料制作，在工作温度下能防止空气氧化，不与保护渣成分发生化学反应。

进一步地，所述装置炉体由外层的炉壳和内层的保温层组成，所述保温层的厚度为50～80mm。炉体外壁设置有支撑旋转的支架，使炉体可以垂直方向翻转，便于去碳后的保护渣倒出。

再进一步地，所述格栅的孔径大小为0.1～0.5mm。格栅的材质为不锈钢质或碳化硅质。格栅作为热空气进入工作容器的通道，同时防止保护渣颗粒漏下。

本实用新型的工作原理

工作容器中装有保护渣，该装置工作时，用热空气吹入保护渣颗粒中，使保护渣处于“沸腾”状态，大大增加氧气与碳质材料的接触面积，使碳质材料快速氧化。在工作容器内，温度保持在650-800℃范围，碳能与氧气发生反应，而保护渣颗粒不会烧结，影响去碳反应。

本实用新型的有益效果：

1)本实用新型可以去掉难氧化的石墨；

2)本实用新型去碳速度大幅度提高，时间可控制在10min以内；