氧化还原炉的制作方法

本实用新型属于冶金设备领域，涉及氧化还原炉。

背景技术：

钢铁企业的除尘废弃物具有品位低、氧化物高的特性，钢厂除尘灰不管是高炉铁口灰、转炉一次灰，其含铁品位在很高，有的甚至高达40％以上，烧结厂、高炉、铸造车间、炼钢厂和电弧炉的粉尘和污泥等，因为内涵很多微量金属，很多都可以进行回收再利用，如果不进行后续处理，直接废弃，这样既对环境造成长期、反复的污染又浪费资源和能源，可以利用氧化还原原理将钢铁企业的除尘废弃物的资源生产铁精粉、氧化锌、氧化铅、氧化银等有色金属氧化物和氯化钾、氯化镁、氯化钠。

氧化还原反应是在反应前后，某种元素的化合价有变化的化学反应，这种反应可以理解成由两个半反应构成，即氧化反应和还原反应，反应的本质是化合价有变化，即电子有转移和偏移。化和价升高，即失电子的半反应是氧化反应；氧化数降低，得电子的反应是还原反应。化合价升高的物质还原对方，自身被氧化，因此叫还原剂，其产物叫氧化产物；化合价降低的物质氧化对方，自身被还原，因此叫氧化剂，其产物叫还原产物，即：还原剂+氧化剂--->氧化产物+还原产物。

目前常用的氧化还原炉在实际工作的过程中，效率不够高，工艺过程复杂。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题是在于提供氧化还原炉，结构简单紧凑，氧化还原效率高，而且自动化程度高，降低了劳动强度，提升了工作效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：氧化还原炉包括圆柱形的炉体，所述炉体的中部设有吸尘管路，所述吸尘管路的上端面距离所述炉体的上端面设有连通孔，所述吸尘管路与所述炉体的内圈之间设有环形的反应管路，所述反应管路包括上下连通的还原段和氧化段，所述还原段的下端设有与其内部连通的还原气进口，所述氧化段的下端设有氧化气进口，所述还原段与所述氧化段之间设有传送物料的传送组件，所述氧化段的下端设有物料排出的传送组件，所述炉体的上端设有与其内部连通的上料机。

进一步的，所述吸尘管路与所述炉体同轴设置，所述吸尘管路由耐火砖堆砌而成，所述吸尘管路的下端设有出口，所述出口经过第一除尘器后与外部连通设置。

进一步的，所述上料机为真空上料机，所述上料机包括下料管，所述下料管的下端低于所述连通孔的上端设置，所述下料管设在所述吸尘管路与所述炉体内壁之间。

进一步的，所述下料管与所述还原气进口之间设有第一加热段，所述第一加热段为电加热板、煤炭或煤气加热装置，所述第一加热段设在所述氧化段的外圈。

进一步的，所述氧化段外圈的上部设有第二加热段，所述第二加热段的结构与所述第一加热段的结构相同

进一步的，所述氧化段相对所述炉体的中心线相对所述还原段相对炉体的中心线靠外圈设置，所述还原段的下端为封闭区，所述封闭区设在所述吸尘管路的外圈，所述氧化段设在所述还原段的外圈。

进一步的，所述传送组件为螺旋输送机结构，所述传送组件包括螺旋杆和旋转电机，所述螺旋杆水平设置，所述旋转电机固设在所述炉体的外圈且驱动所述螺旋杆转动，所述螺旋杆的转动方向与物料由内到外的传送方向一致。

进一步的，所述还原气进口通过第一进气管路与还原气供应罐连接。

进一步的，包括氧化段的上端盖设有防护罩，所述防护罩由耐热不锈钢一体成型，所述防护罩通过卡箍或肘式固定架结构与所述炉体快速连接，所述防护罩与所述炉体密封设置，所述防护罩设在传送组件的上端，所述防护罩的上端设有吸气口，所述吸气口与炉体外的吸风机连通设置，所述吸风机远离所述防护罩的一端设有第二除尘器。

进一步的，所述炉体由耐火砖堆砌而成，所述炉体的外圈包设有耐热钢板，所述氧化段的下端与传送组件对应的位置设有排料口，所述排料口的下端设有物料传送带。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果如下。

1、本实用新型炉体采用圆柱结构，中间设置吸尘管路，外圈设置还原段和氧化段，用来实现炉灰内金属元素的氧化和还原，并充分利用重力原理，实现反应后的自动下落，而炉灰中的尘土在还原气和氧气的作用下，通过吸尘管路排出，整个结构布局紧凑，实现了炉灰的分离，同时实现了反应，自动化程度高，降低了劳动强度，而且效率高；

2、吸尘管路与炉体同轴设置，采用圆柱结构且同轴设置，可保证整圈同时进行氧化还原反应，每次下料量可足够大，提升了工作效率，吸尘管路的下端设有出口，出口经过第一除尘器后与外部连通设置，设置除尘器进行过滤后再进入到下一个工序，环保性强。

3、设置第一加热段和第二加热段，可保证还原和氧化反应所需要的稳定，提升工作效率；

4、设置防护罩后，有利于炉体的整体加工和制作，降低加工成本，有利于上端传动组件的安装和固定，提升组装的效率，另外防护罩与炉体的配合采用快速连接的结构，拆卸更加方便可靠。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型氧化还原炉实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型氧化还原炉实施例1的结构示意图；

图3是本实用新型氧化还原炉实施例3的结构示意图；

图4是本实用新型氧化还原炉实施例4的结构示意图。

附图标记：

1、炉体；11、连通孔；2、上料机；21、下料管；3、吸尘管路；31、第一除尘器；4、还原段；41、第一加热段；42、还原气进口；422、还原气供应罐；5、氧化段；51、第二加热段；52、氧化气进口；6、封闭区；7、物料传送带；8、防护罩；81、吸气口；82、吸风机；83、第二除尘器；9、传送组件；91、螺旋杆；92、驱动电机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

如图1所示，本实用新型为氧化还原炉，包括圆柱形的炉体1，炉体1的中部设有吸尘管路3，吸尘管路3的上端面距离炉体1的上端面设有连通孔11，吸尘管路3与炉体1的内圈之间设有环形的反应管路，反应管路包括上下连通的还原段4和氧化段5，还原段4的下端设有与其内部连通的还原气进口42，氧化段5的下端设有氧化气进口52，还原段4与氧化段5之间设有传送物料的传送组件9，氧化段5的下端设有物料排出的传送组件9，炉体1的上端设有与其内部连通的上料机2,通入的还原气的温度在600度以上，氧化气的温度也在600以上。

优选地，吸尘管路3与炉体1同轴设置，采用圆柱结构且同轴设置，可保证整圈同时进行氧化还原反应，每次下料量可足够大，提升了工作效率，吸尘管路3由耐火砖堆砌而成，吸尘管路3的下端设有出口，出口经过第一除尘器31后与外部连通设置，设置第一除尘器31进行过滤后再进入到下一个工序，环保性强。

优选地，上料机2为真空上料机2，上料机2包括下料管21，下料管21的下端低于连通孔11的上端设置，下料管21设在吸尘管路3与炉体1内壁之间，保证炉灰直接进入到还原段4，避免被向上生产的气体直接顶入到吸尘管路3中，提升氧化还原的效率，避免有用的金属元素进入到吸尘管路3中，提升整个设备的利用率，上料机2除了使用真空上料机2外，也可以采用斗式上料机2或者皮带传送机构等，可完成炉灰的自动传送即可，实现自动化上料，降低劳动强度，提升工作效率。

优选地，下料管21与还原气进口42之间设有第一加热段41，第一加热段41为电加热板、煤炭或煤气加热装置，第一加热段41设在氧化段5的外圈，保证还原反应需要的热量，具体采用哪种方式加热，根据实际情况选择，也可以采用煤炭直接加热，只要保证还原反应的热度即可；更优选地，氧化段5外圈的上部设有第二加热段51，第二加热段51的结构与第一加热段41的结构相同，结构相同方便制作，成本更低，制作更加方便。

优选地，氧化段5相对炉体1的中心线相对还原段4相对炉体1的中心线靠外圈设置，还原段4的下端为封闭区6，封闭区6设在吸尘管路3的外圈，氧化段5设在还原段4的外圈，还原段4与氧化段5不设置为上下的直线型，使得还原段4与氧化段5之间有一定的缓冲反应时间，保证炉灰充分还原的时间，提升还原的效率，在还原段4和氧化段5之间设置传动组件，充分还原后再进入到氧化段5。

优选地，传送组件9为螺旋输送机结构，传送组件9包括螺旋杆91和旋转电机，螺旋杆91水平设置，旋转电机固设在炉体1的外圈且驱动螺旋杆91转动，螺旋杆91的转动方向与物料由内到外的传送方向一致，此为常见的结构，可直接从市场上购买，成本低，后续如有损坏，维护成本也较低。

优选地，还原气进口42通过第一进气管路与还原气供应罐422连接，还原气供应罐422内地的气体可为一氧化碳，氢气等还原性气体，保证炉灰中金属元素的充分还原，还原气在还原段4内从下到上上升，灰尘部分大部分在气压的作用下进入到吸尘管路3中，金属杂质在重力的作用下向下运动，在第一加热段41的作用下，发生还原反应，然后进入到氧化段5，氧化气进口52直接设置在外部，氧化气采用空气即可，内含足够的氧气，可保证炉灰中杂质的氧化。

优选地，包括氧化段5的上端盖设有防护罩8，防护罩8由耐热不锈钢一体成型，可耐高温500度以上，保证氧化反应的高温需求，提防护罩8通过卡箍或肘式固定架结构与炉体1快速连接，防护罩8与炉体1密封设置，防护罩8设在传送组件9的上端，防护罩8的上端设有吸气口81，吸气口81与炉体1外的吸风机82连通设置，吸风机82远离防护罩8的一端设有第二除尘器83，设置防护罩8后，有利于炉体1的整体加工和制作，降低加工成本，有利于上端传动组件的安装和固定，提升组装的效率，另外防护罩8与炉体1的配合采用快速连接的结构，拆卸更加方便可靠。

优选地，炉体1由耐火砖堆砌而成，炉体1的外圈包设有耐热钢板，结构简单，稳定可靠，氧化段5的下端与传送组件9对应的位置设有排料口，排料口的下端设有物料传送带7，排料口排出的物料为还原氧化后的物料，是需要回收的，通过物料传动带后可完成自动收集和回收，方便进入到下一个工序，进一步提升了整个结构的自动化程度。

在实际使用的过程中，此结构针对气基氧化还原的情况，气基的炉灰成分主要铁，不含碳，将钢铁加工过程中产生的炉灰等统一收集在加料机2内，加料机2优先采用真空加料机2，真空加料机2的规格没有特别的限定，直接采用市场上购买的产品即可，适用于粉末加料即可，采用真空加料机2的时候，真空加料机2的上料口直接与炉灰的收集装置连通，出料口直接与下料管21连通，炉灰直接进入到还原段4，在第一加热段41的作用下，炉灰中的金属与还原气体发生反应，并在重力的作用下向下掉落，经过传送组件9进入到氧化段5，炉灰中的灰尘在下方气体的作用下，向上运动，经过连通孔进入到吸尘管路3中，然后经过吸风机82快速排出，经过第一除尘器31过滤后进入到下一个工序中，进入到氧化段5内的炉灰，其中的金属在重力的作用下继续向下掉落，经过下端的传送组件9排出，由于氧化段5的上端设有防护罩8，防护罩8上设有与吸风机82连通的吸气口81，氧化用的气体通过此吸气口81排出，整个结构，可完成自动上料，而且可将炉灰的金属与尘回进行彻底分离并各自独立排出，金属依次经过还原和氧化后变成有用的金属被排出后回收再利用，环保性好，而且整个结构一体式设置为环形，单次处理的炉灰体积大，效率高。

实施例2：与实施例1不通过的，此结构针对的固基的氧化还原，固基的炉灰成分主要是氧化铁和碳，此实施例1结构不同的是，此结构不需要设置还原气进口，针对此结构第一加热室的温度需要设置在700度以上且1000度以下，保证足够的温度，使得炉灰中的氧化铁和碳进行充分的还原，从三氧化二铁还原为四氧化三铁，另外，针对固基的氧化反应，炉体的高度大于针对气基的氧化反应的炉体，保证充分的还原高温和还原事件。

实施例3：气基还原炉，与实施例1不同的是，此结构只包括还原部分的结构，不包括氧化部分的结构，此结构相对实施例1结构简单，针对不同的炉灰成分进行设定，结构更加简单，而且更加实用。

实施例4：固基还原炉，与实施例2不同的是，此结构只包括还原部分的结构，不包括氧化部分的结构，此结构相对实施例2结构简单，针对不同的炉灰成分进行设定，结构更加简单，而且更加实用。

无论使用以上哪种情况，根据炉灰的实际成分进行设定，均高效完成了炉灰的氧化还原或还原过程，大大降低了劳动强度，提升了工作效率。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。