专利名称：短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配器的制作方法
技术领域：
本发明涉及有色金属冶炼设备，具体地说，本发明是一种短流程还原 锌粉制造用多通道炉气分配器。
背景技术：
目前，短流程还原锌粉主要用于有色金属冶炼过程中作为置换剂，因 其粒度细、活性好、成本低等诸多优势，已基本取代吹制锌粉和蒸馏锌粉 在该行业的应用。该工艺主体设备包括密闭式矿热电炉l、炉喉2、冷凝 器3。其工艺过程包括如下三个步骤(设备配置见图l):
a、 把含锌物料、还原剂和熔剂加入密闭式矿热电炉1，在炉内合适的
温度和气氛下，炉料中的氧化态锌被还原成金属态的锌蒸汽，锌蒸汽与电 炉产生的其它气体混合在一起形成炉气。
b、 炉气通过直筒炉喉2直接进入冷凝器3。炉气所含部分灰尘和熔融 物在炉喉内沉积、结块，导致炉气流通截面越来越小，因而炉喉2需经常 清理，以保证炉气流动畅通。
c、 炉气在冷凝器3内急剧降温，锌蒸汽快速冷凝成为还原锌粉(最终 产品)，冷却后的剩余炉气离开冷凝器3进入收尘及综合回收系统。
随着冶炼技术的进步，用于锌冶炼的密闭式矿热电炉正朝大型化发展， 现有最大容量已达5000kVA，锌金属还原蒸发能力可达1500kg/h。而锌蒸
汽的冷凝是一个金属从气态到固态且释放出大量热量的过程，在这一过程 中锌金属容易在冷凝管及水冷壁上结块，并且也由于结构设计等诸多方面 的原因，导致单个冷凝器冷凝能力受到限制，目前单个冷凝器最大还原锌粉冷凝能力为600kg/h。为解决两主体设备产能不匹配矛盾，现有方法是一
台密闭式矿热电炉配置两套或多套炉喉及冷凝器(设备配置见图2和图3)，
虽然解决了两个主体设备产能匹配问题，但产生了以下难以克服的缺陷 密闭式矿热电炉所产生的炉气在各冷凝器上分配不均匀，导致冷凝器产能 不能充分发挥和生产过程不稳定。因为
① 、两个炉喉的炉气通道结块速度及结块大小不可能一至，因而在同 一时刻流向两个冷凝器的气流大小不相同，其中一个低负荷，而另一个超 负荷，这一不平衡达到一定程度就会使产量急剧降低、甚至导致安全事故 的发生。
② 、在清理炉喉过程中，不可能保证同时清理，也不可能保证清理完 的炉喉其炉气通道大小一致，因而同样不能保证炉气均匀流向两个冷凝器。
2.2现有炉喉为圆形或方形的带捅杆的直筒结构(见图4)，不带灰斗
及排灰装置，其一头连接密闭式矿热电炉、另一头连接冷凝器。该种结构 不便于清理积灰和结块，且在清理时容易导致炉压急剧波动，不利于稳定
生产。因为
① 、炉喉没有积灰斗及排灰装置，当清理里面产生积灰和结块时，只 能把积灰和结块推向密闭式矿热电炉内，操作极为不便。
② 、正常生产时密闭式矿热电炉炉况稳定，压力波动小。但在清理炉 喉时，含有部分金属锌的积灰和结块突然进入熔池内，导致锌蒸汽大量产 生、炉压剧烈升高，严重时甚至发生密闭式矿热电炉冲顶现象，导致人身 及设备安全事故的发生。
发明内容
如上所述，现在的密闭式矿热电炉越大，还原锌粉单位能耗越低，因 此短流程还原锌粉设备大型化既是国家环保节能产业政策的要求，同时又能给企业降低成本，是该行业今后发展的必然趋势。而在设备大型化过程 中，现有炉喉成为主要制约因素。
本发明的目的就是发明一种能保证一台大型密闭式矿热电炉与多台冷 凝器能良好匹配、且能均衡稳定生产的新型炉喉——即炉气分配器，以解 决现有技术存在的问题，满足短流程还原锌粉行业发展的需要。
为了实现上述的发明目的，本发明采用以下技术方案
一种短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配器，包括三个主要部分 上部是多通道炉气分配室，中间部分是积灰斗，下部是排灰装置，三部分 连接组合成为一个整体。
各部分的结构和功能详述如下
① 、多通道炉气分配室它是一个用金属材料制作成的多面开孔且内 衬耐火材料的多面体型腔，亦可是全部采用金属材料制作成的带夹层水套 的多面开孔的多面体型腔。每个开孔均有唯一的连接设备，其中侧面的 一个开孔与密闭式矿热电炉炉气出口连接；侧面其余开孔与冷凝器连接， 其幵孔数量与冷凝器个数相等；朝下一面开孔与积灰斗连接。
可根据密闭式矿热电炉炉气出口形状尺寸以及炉气量大小，来决定型 腔体积大小、形状尺寸以及各个面上的开孔形状尺寸与大小。
② 、积灰斗它是一个用金属材料制作成的上下两面开孔且内衬耐火 材料的多面体型腔，亦可是一个采用金属材料制作成的带夹层水套的上下 两面开孔的多面体型腔，可以是圆锥形、方锥形或多面锥形。上面开孔与 多通道炉气分配室的下面开孔连接；下面开孔与排灰装置上面开孔连接。
③ 、排灰装置它是一个采用金属材料制作成的带夹层水套的上下两 面开孔的多面型腔，可以是圆柱形、方柱形或多面柱形，其上下两面开孔 均装有耐高温的金属密封阀门。上面阀门与积灰斗的下面开孔连接；下面阀门用于排灰。
本发明具有以下的优点
① 、该发明保证一个大型密闭式矿热电炉可同时有效配置多个冷凝器， 满足了短流程还原锌粉生产线大型化的需要，消除了单通道炉喉对设备大 型化的制约。
② 、多通道炉气分配室经优化设计，其相当于一个等静压室，保证炉 气均匀流向多个冷凝器。消除了单通道炉喉流通断面变化对进入各冷凝器 炉气流量的影响，实现各冷凝器在均匀负荷生产，保证冷凝器能力的发挥。
③ 、炉气所带灰尘和熔融物沉降在积灰斗内，不会在通道四周堆积， 可定期清除而不影响炉气从密闭式矿热电炉到冷凝器的顺利流动。有效消 除炉喉堵塞，消除清理炉喉时产生的含有部分金属锌的积灰和结块突然进 入熔池内而导致锌蒸汽大量产生、炉压剧烈升高、甚至导致电炉冲顶现象 的发生。
④ 、排灰装置可保证密封出粉，防止炉气外泄。上阀门打开把粉尘放 入排灰装置时，下阀门是关闭的；下阀门打开把粉尘从排灰装置放出时， 上阀门是关闭的，因而炉气不会泄漏。另外，水冷夹套外壳可有效冷却粉 尘，防止高温粉尘放出时伤人。
、冷凝器集中布置，减少设备占地，节省投资。
图1是现有的单冷凝器短流程还原锌粉制造设备的配置示意图。
图2是现有的多冷凝器短流程还原锌粉制造设备的配置示意图。
图3是现有的另外一种多冷凝器短流程还原锌粉制造设备的配置示意图。
图4是现有带捅杆的直筒结构炉喉的示意图。图5是本发明实施例1的结构示意图。
图6是图5的A-A剖视图。
图7是本发明实施例2的结构示意图。
图8是图7的B-B剖视图。
图9是采用实施例1的短流程还原锌粉制造设备的配置示意图。 图10是采用实施例2的短流程还原锌粉制造设备的配置示意图。 附图标记说明1.密闭式矿热电炉；2.炉喉；3.冷凝器；4.炉气入
口； 5.炉气出口； 6.捅杆；7.多通道炉气分配室；8.积灰斗；9.排灰装
置；10.金属密封阀；11.多通道炉气分配器。
具体实施方式
实施例1
如图5和图6所示， 一种短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配器， 上部是多通道炉气分配室7，中间部分是积灰斗8，下部是排灰装置9，多 通道炉气分配室7、积灰斗8和排灰装置9三部分连接组合成为一个整体。
多通道炉气分配室7是一个用金属材料制作成的多面开孔且内衬耐火 材料的多面体型腔。
所述的开孔中，侧面的一个开孔与密闭式矿热电炉1炉气出口连接； 侧面其余开孔的数量与冷凝器3数量相等，每一开孔与一台冷凝器3连接。
积灰斗8是采用金属材料制作成的带夹层水套的上下两面开孔的多面 体型腔。
所述的排灰装置9是采用金属材料制作成的带夹层水套的上下两面开 孔的多面型腔，其上下两面开孔均装有耐高温的金属密封阀10。
采用该设备的短流程还原锌粉制造设备主要包括密闭式矿热电炉1、 多通道炉气分配器ll、冷凝器3，如图9所示。其工艺过程包括如下几个步骤
a、把含锌物料、还原剂和熔剂加入密闭式矿热电炉1，在炉内合适的 温度和气氛下，炉料中的氧化态锌被还原成金属态的锌蒸汽，锌蒸汽与电 炉产生的其它气体混合在一起形成炉气。
bl、炉气通过密闭式矿热电炉1排气孔进入多通道炉气分配室7，其速 度大大减慢，基本上可把其看成等静压气体，其所含的粉尘及熔融物沉降
在积灰斗8内，剩下的较为干净的气体则均匀流向各冷凝器3。
b2、当积灰斗内粉尘达到一定量是需及时进行清理。第一步，首先打
开排灰装置9上部与积灰斗8连接的阀门，把积灰斗内粉尘放入排灰装置9
内，然后关闭该阀门；第二步，待粉尘冷却一定时间后，打开排灰装置9
下部阀门，放出粉尘，然后关闭下部阀门。
c、炉气在冷凝器内急剧降温，锌蒸汽快速冷凝成为还原锌粉(产品)，
冷却后的剩余炉气离开冷凝器3进入收尘及综合回收系统。 实施例2
如图7和图8所示， 一种短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配器， 上部是多通道炉气分配室7，中间部分是积灰斗8，下部是排灰装置9，多 通道炉气分配室7、积灰斗8和排灰装置9三部分连接组合成为一个整体。
上述的多通道炉气分配室7是金属材料制作成的带夹层水套的多面开 孔的多面体型腔。
所述的开孔中，侧面的一个开孔与密闭式矿热电炉1炉气出口连接； 侧面其余开孔的数量与冷凝器3数量相等，每一开孔与一台冷凝器3连接。
积灰斗8是采用金属材料制作成的带夹层水套的上下两面开孔的多面 体型腔。
所述的排灰装置9是采用金属材料制作成的带夹层水套的上下两面开孔的多面型腔，其上下两面开孔均装有耐高温的金属密封阀10。
釆用该设备的短流程还原锌粉制造设备主要包括密闭式矿热电炉1、
多通道炉气分配器ll、冷凝器3，如图10所示。 其工艺过程与实施例l相同。
以上对本发明所提供的短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配器进行 了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐 述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同 时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及 应用范围上均可能会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对 本发明的限制。
权利要求
1. 一种短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配器，其特征在于上部是多通道炉气分配室，中间部分是积灰斗，下部是排灰装置，三部分连接组合成为一个整体。
2. 根据权利要求1所述的短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配器， 其特征在于所述的多通道炉气分配室是用金属材料制作成的多面开孔且 内衬耐火材料的多面体型腔。
3. 根据权利要求1所述的短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配器， 其特征在于所述的多通道炉气分配室是金属材料制作成的带夹层水套的 多面开孔的多面体型腔。
4. 根据权利要求2或3所述的短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配 器，其特征在于所述的开孔中，侧面的一个开孔与密闭式矿热电炉炉气 出口连接；侧面其余开孔的数量与冷凝器数量相等，每一开孔与一台冷凝 器连接。
5. 根据权利要求1所述的短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配器，其特征在于所述的积灰斗是用金属材料制作成的上下两面开孔且内衬耐 火材料的多面体型腔。
6. 根据权利要求1所述的短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配器，其特征在于所述的积灰斗是采用金属材料制作成的带夹层水套的上下两 面开孔的多面体型腔。
7. 根据权利要求5或6所述的短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配器，其特征在于所述的多面体型腔是圆锥形、方锥形或多面锥形。
8. 根据权利要求1所述的短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配器，其特征在于所述的排灰装置是采用金属材料制作成的带夹层水套的上下 两面开孔的多面型腔，其上下两面开孔均装有耐高温的金属密封阀。
9. 根据权利要求8所述的短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配器， 其特征在于所述的多面型腔是圆柱形、方柱形或多面柱形。
10. —种短流程还原锌粉制造设备，其特征在于采用权利要求卜9 中任意一项所述的多通道炉气分配器。
全文摘要
本发明公开了一种短流程还原锌粉制造用多通道炉气分配器。该炉气分配器主要由三部分组成，上部是多通道炉气分配室，中间部分是积灰斗，下部是排灰装置，三部分连接组合成为一个整体。本发明保证一个大型密闭式矿热电炉可同时有效配置多个冷凝器，满足了短流程还原锌粉生产线大型化的需要，消除了单通道炉喉对设备大型化的制约。多通道炉气分配室经优化设计，保证炉气均匀流向多个冷凝器。本发明消除了单通道炉喉流通断面变化对进入各冷凝器炉气流量的影响，实现各冷凝器在均匀负荷生产，保证冷凝器能力的发挥。本发明还能起到消除炉喉堵塞、保证密封出粉，防止炉气外泄的作用，因而能够满足短流程还原锌粉行业发展的需要。
文档编号F27B3/22GK101430163SQ20081018354
公开日2009年5月13日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月18日
发明者熊家政, 鲁志昂, 龙会国 申请人:株洲火炬工业炉有限责任公司