CN102564130B - 连续控温的回转窑配加熔分炉的冶炼系统 - Google Patents

Abstract

连续控温的回转窑配加熔分炉的冶炼系统，包括回转窑、熔分炉，回转窑包括放料口、入气口，熔分炉包括入料口、排气口；回转窑的放料口、入气口与熔分炉入料口、排气口密闭相通；在回转窑筒体与耐火层间设置冷却水套，窑头和窑尾之间设置输气装置；熔分炉炉头、炉尾及两侧的炉壁与耐火材料间设置第一、第二、第三冷却水套。其优点是：冷却水套对耐火层回转窑筒体尤其是窑头降温，使其免受侵蚀，延长使用寿命；回收利用热能；输气装置将物料吹起、吹散，使反应、还原更充分；提高了还原效率；实现铝土矿低温、高效熔出，解决了针状铝铁矿无法熔出的难题；回转窑、熔分炉串联使用，实现连续还原、熔分及热能回收，为渣的高附加值利用提供良好条件。

Description

连续控温的回转窑配加熔分炉的冶炼系统

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种连续控温的回转窑配加熔分炉的冶炼系统。

背景技术

在冶金行业、化工无机盐行业、水泥建材行业的生产中，都会使用到回转窑。在冶炼过程中，由于回转窑筒体内的温度高达上千度甚至更高，而生产过程需要保持连续状态，所以尽管回转窑筒体内壁上设置有耐火层，但在回转窑筒体内的高温物料持续的热侵蚀及酸碱腐蚀等作用下，仍然会使得耐火层及回转窑筒体不断地受到侵害而导致其损坏，使用一定时间之后需要进行相应地更换。同时，造成大量的热能的损失。尤其是回转窑窑头的放料口处，因直接遭受高温物料的热侵蚀及酸碱腐蚀，故经常会遭到损坏而影响生产。这样，进行耐火层的更换，不但要耽误工期、影响生产效率，而且增加巨大的生产成本；进而言之，如果回转窑筒体遭受损害，那就将进一步加大生产成本、降低工作效率。而且，大量热能损失导致能源浪费。

铝土矿提取氧化铝的过程中，产生大量的赤泥；在红土镍矿湿法浸出过程中，产生了大量的酸渣，造成了环境的污染和资源的浪费。在铝土矿碱烧结法中，由于高温还原造成了碱蒸发，使得反应不能进行下去，从而导致了氧化铝浸出率降低；使用回转窑法进行氧化铁还原时，由于低温就造成氧化铁的还原率不足。现有的冶金技术中，需要使用回转窑、电炉或熔分炉。单独使用回转窑，虽然可以实现连续进、出料，但无法实现连续还原、熔分，热能综合利用；而电炉、熔分炉都是间歇进、出料，因而也不能连续实现还原、熔分，热能综合利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供连续控温的回转窑配加熔分炉的冶炼系统。它可以有效降低回转窑筒体及耐火层的温度，延长其使用寿命，从而降低了生产成本；实现低温还原、提高氧化铝收率及氧化铁还原率；回转窑、熔分炉串联使用，实现了连续进、出料，并实现连续还原、熔分及热能的综合利用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：连续控温的回转窑配加熔分炉的冶炼系统，包括回转窑、熔分炉，所述回转窑包括放料口、入气口，所述熔分炉包括入料口、排气口，其特征在于：所述回转窑的放料口、入气口与熔分炉的入料口、排气口密闭相通。

优选的，所述回转窑还包括回转窑筒体、窑头和窑尾，所述回转窑筒体内设有耐火层，其特征在于：在所述回转窑筒体与所述耐火层之间设置一冷却水套，所述冷却水套包括入水管、入水总管、出水管、出水总管和主腔体，所述入水管的进水端与入水总管的出水口于窑尾的中心部位连通，入水管的出水端与所述主腔体连通；所述入水总管的进水口连接一旋转接头；

所述出水管的进水端设置于所述主腔体内，其出水端与所述出水总管的一端于窑头的中心部位连通；所述出水总管的另一端穿出至窑头外，并连接一旋转接头；

优选的，所述回转窑还包括一输气装置，所述输气装置包括一输气总管、一输气分管、一出气喷头，所述输气总管一端于所述窑头的中心部位与所述输气分管连通，另一端连接一配气盘；所述输气分管穿设于所述耐火层内部，与所述出气喷头联通。

优选的，所述熔分炉还包括出料口、出渣口，所述熔分炉炉壁内设置有耐火材料，其特征在于：在所述熔分炉的炉头处的炉壁与所述耐火材料之间设置有第一冷却水套，所述第一冷却水套包括第一进水管和第一出水管。

优选的，在所述熔分炉的腔体内设置一离子炬。

优选的，所述离子炬由所述熔分炉的炉顶穿入腔体内，并设置于所述出渣口上方。

优选的，所述熔分炉的炉头处设置有燃气枪。

优选的，所述熔分炉的炉尾处设置有燃气枪。

优选的，在所述熔分炉的两侧壁与所述耐火材料之间设置有第二冷却水套，所述第二冷却水套包括第二进水管和第二出水管。

优选的，在所述熔分炉的炉尾处的炉壁与所述耐火材料之间设置有第三冷却水套，所述第三冷却水套包括第三进水管和第三出水管。

优选的，所述第一冷却水套为一个以上；所述第二冷却水套为两个以上；所述第三冷却水套为一个以上。

优选的，所述出渣口距离熔分炉底壁的高度大于所述出料口距离熔分炉底壁的高度。

优选的，所述离子炬距离所述出渣口0.1～1米。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于在回转窑筒体与耐火层之间增设了冷却水套，既对耐火层降温，减少其更换次数，降低了成本，又使得回转窑筒体尤其是窑头免受侵蚀，延长了其使用寿命；回转窑的放料口处增设了芒刺加覆耐火层，有效防止了高温物料对窑头的破坏；冷却水套吸收了大量的热能，有效提高了热能利用率；在物料处于回转窑筒体下部时，增设的输气装置将外加氢气经配气盘、输气总管、输气分管，从出气喷头中喷出，喷出的氢气可以将物料吹起、吹散，使得物料气固反应能够正常进行，还原更充分；且氢气提高了还原效率，缩短了反应时间；实现了铝土矿低温、高效率地熔出，有效地解决了对针状铝铁矿使用现有技术中拜耳法、烧结法等均无法熔出的难题；在钠存在的条件下，氢气还原氧化铁的速度加快，从而实现低温还原，还原率高于其它还原剂；同时有效地避免了碱蒸发，使得反应正常进行，提高了氧化铝的收率，同时提高了氧化铁的还原率，同时减少二氧化碳的排放。回转窑、熔分炉串联使用，实现了连续进、出料，并实现连续还原、熔分及热能的综合利用，为渣的高附加值利用提供了良好的条件，如浮法人造大理石、微晶石和发泡保温材料的生产。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例中的回转炉的剖视图；

图3是本发明实施例中的熔分炉的主视图；

图4是图3的俯视图；

图5是图3的左视图。

图中标记为：

1、回转窑；11、回转窑筒体；12、窑头；13、窑尾；14、耐火层；151、入水管；152、出水管；153、主腔体；154、入水总管；155、出水总管；16、旋转接头；171、输气总管；172、输气分管；173、出气喷头；18、配气盘；19、芒刺；130、放料口；131、入气口；2、熔分炉；21、出料口；22、出渣口；23、入料口；24、排气口；25、第一冷却水套；251、第一进水管；252、第一出水管；26、第二冷却水套；261、第二进水管262、第二出水管；27、第三冷却水套；271、第三进水管；272、第三出水管；28、离子炬；29、燃气枪；30、耐火材料。

具体实施方式

下面结合附图实施例，对本发明做进一步描述：

如图1至5所示，一种连续控温的回转窑配加熔分炉的冶炼系统，包括回转窑1、熔分炉2，所述回转窑1包括放料口130、入气口131，所述熔分炉2包括入料口23、排气口24，所述回转窑1的放料口130、入气口131与熔分炉2的入料口23、排气口24密闭相通；参看图1、2。

所述回转窑1还包括回转窑筒体11、窑头12和窑尾13，所述回转窑筒体11内设有耐火层14，在所述回转窑筒体11与所述耐火层14之间设置冷却水套，所述冷却水套包括入水管151、出水管152、主腔体153、入水总管154、出水总管155，入水管151的进水端与入水总管154的出水口相连通，其出水端与所述主腔体153连通；所述出水管152的进水端设置于所述主腔体153内，其出水端与出水总管154连通；参看图1、2。

出水总管155的一端于窑头12中心部位处与所述出水管152联通，另一端穿出至窑头12外，并连接旋转接头16；所述入水管151的进水口连接另一个旋转接头16，所述入水管151的出水口设置于窑尾13的中心部位；参看图1、2。

还包括输气装置，所述输气装置包括输气总管171、输气分管172、出气喷头173，所述输气总管171设置于所述窑头12，与所述输气分管172连通；所述输气分管172为一根以上，穿设于所述耐火层14内部，与所述出气喷头173联通；所述输气总管171一端于所述窑头12的中心部位与所述输气分管172连通，另一端连接配气盘18；参看图1、2。

参看图3、4、5，所述出气喷头173为鸭嘴型，由陶瓷材料制作，其出气口朝向窑头12，设置在与所述窑头12距离10～50米处；所述窑头12顶部固设芒刺19，在所述芒刺19上覆盖耐火层14；

参看图3、4、5，所述熔分炉2还包括出料口21、出渣口22，所述熔分炉2炉壁内设置有耐火材料30，在所述熔分炉2的炉头处的炉壁与所述耐火材料30之间设置有一个以上的第一冷却水套25，所述第一冷却水套25包括第一进水管251和第一出水管252；在所述熔分炉2的两侧壁与所述耐火材料30之间设置有两个以上的第二冷却水套26，所述第二冷却水套26包括第二进水管261和第二出水管262；在所述熔分炉2的炉尾处的炉壁与所述耐火材料30之间设置有一个以上的第三冷却水套27，所述第三冷却水套27包括第三进水管271和第三出水管272。

参看图3、4、5，在所述熔分炉2的腔体内设置一离子炬28；所述离子炬28由所述熔分炉2的炉顶穿入腔体内，并设置于所述出渣口22上方；所述熔分炉2的炉头、炉尾处均设置有燃气枪29；

所述出渣口22距离熔分炉2底壁的高度大于所述出料口21距离熔分炉2底壁的高度；所述离子炬28与所述出渣口22的距离为0.1～1米。

参看图1、2，配气盘18由控制器控制，使得处于物料的“填埋”中的出气喷头173(即处于回转窑筒体11下部时的那些出气喷头173)，才可以通气并喷出；外加氢气经配气盘18、输气总管171、输气分管172，从出气喷头173中喷出，喷出的氢气可以将物料吹起、吹散。

回转窑的放料口130与熔分炉2的入料口23密闭相通；回转窑的入气口131与熔分炉2的排气口24密闭相通；冷却水套的主腔体153，就是指位于窑头12、窑尾13之间的那部分冷却水套。

参看图1、2、3、4、5，回转窑1的放料口130与入气口131最好连通为同一个口；熔分炉2的入料口23与排气口24最好连通为同一个口。

离子炬28与所述出渣口22的距离是可调的；它可以随着熔分炉2内的渣面高度的变化而升降。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.连续控温的回转窑配加熔分炉的冶炼系统，包括回转窑、熔分炉，所述回转窑包括放料口、入气口，所述熔分炉包括入料口、排气口，其特征在于：所述回转窑的放料口、入气口与熔分炉的入料口、排气口密闭相通；

所述回转窑还包括回转窑筒体、窑头和窑尾，所述回转窑筒体内设有耐火层；在所述回转窑筒体与所述耐火层之间设置一冷却水套，所述冷却水套包括入水管、入水总管、出水管、出水总管和主腔体，所述入水管的进水端与入水总管的出水口于窑尾的中心部位连通，入水管的出水端与所述主腔体连通；所述入水总管的进水口连接一旋转接头；所述出水管的进水端设置于所述主腔体内，其出水端与所述出水总管的一端于窑头的中心部位连通；所述出水总管的另一端穿出至窑头外，并连接一旋转接头； 

所述熔分炉还包括出料口、出渣口，所述熔分炉炉壁内设置有耐火材料，在所述熔分炉的炉头处的炉壁与所述耐火材料之间设置有第一冷却水套，所述第一冷却水套包括第一进水管和第一出水管；在所述熔分炉的两侧壁与所述耐火材料之间设置有第二冷却水套，所述第二冷却水套包括第二进水管和第二出水管；在所述熔分炉的炉尾处的炉壁与所述耐火材料之间设置有第三冷却水套，所述第三冷却水套包括第三进水管和第三出水管；所述第一冷却水套为一个以上；所述第二冷却水套为两个以上；所述第三冷却水套为一个以上；

在所述熔分炉的腔体内设置一离子炬；

所述回转窑还包括一输气装置，所述输气装置包括一输气总管、一输气分管、一出气喷头，所述输气总管一端于所述窑头的中心部位与所述输气分管连通，另一端连接一配气盘；所述输气分管穿设于所述耐火层内部，与所述出气喷头联通。

2.根据权利要求1所述的连续控温的回转窑配加熔分炉的冶炼系统，其特征在于：所述离子炬由所述熔分炉的炉顶穿入腔体内，并设置于所述出渣口上方。

3.根据权利要求2所述的连续控温的回转窑配加熔分炉的冶炼系统，其特征在于：所述熔分炉的炉头处设置有燃气枪。

4.根据权利要求3所述的连续控温的回转窑配加熔分炉的冶炼系统，其特征在于：所述熔分炉的炉尾处设置有燃气枪。

5. 根据权利要求4所述的连续控温的回转窑配加熔分炉的冶炼系统，其特征在于：所述出渣口距离熔分炉底壁的高度大于所述出料口距离熔分炉底壁的高度。

6.根据权利要求5所述的连续控温的回转窑配加熔分炉的冶炼系统，其特征在于：所述离子炬距离所述出渣口0.1～1米。

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