马弗炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种马弗炉，包括：炉体、耐火材料层、加热元件以及冷却水箱，炉体内限定有炉腔，炉腔的顶面敞开，炉腔设有进气口、取气口和排烟口，炉体上设有炉门；耐火材料层设在炉腔内且位于炉腔的顶部；加热元件穿过耐火材料层向下伸入到炉腔内；冷却水箱设在加热元件上方且邻近加热元件，冷却水箱与炉体的顶端之间具有预定缝隙，缝隙内填充有细沙层。根据本实用新型的实施例的马弗炉可以有效模拟转底炉还原状态，确保在转底炉中试和生产时能一举成功，或者减少在转底炉上调整工艺参数的次数。
【专利说明】马弗炉
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冶金设备领域，具体而言，本实用新型涉及马弗炉。
【背景技术】
[0002]近年来，转底炉直接还原一直是国家积极倡导鼓励的新型冶金设备。转底炉工作时炉顶、炉墙不动，靠炉底机械带动物料旋转，并通过炉墙上布置内环和外环的烧嘴从顶部辐射对炉底物料进行加热还原。转底炉占地面积比较大，一般中试用转底炉外径在10米左右，只能用于几吨、几十吨甚至上百吨物料的还原试验，且每次开炉和停炉投入的运行成本较高，非常不便于对还原工艺参数的初步摸索和研究。因此如何模拟转底炉进行基础试验研究成为亟待解决的问题一直困扰着业内人士。
[0003]现今多采用马弗炉模拟转底炉进行基础试验研究，然而相关技术中的马弗炉均不能满足模拟转底炉对矿物进行加热还原的工艺要求，存在改进的需要。
实用新型内容
[0004]为了有效模拟转底炉还原状态，确保在转底炉中试和生产时减少调整转底炉工艺参数的次数。本实用新型的发明人提供一种能有效模拟转底炉直接还原的马弗炉，该马弗炉的升温方式、加热方式、还原用容器、还原时间、还原气氛等技术特征均能够很好的模拟转底炉还原工艺。
[0005]为此，本实用新型提出了一种马弗炉，根据本实用新型实施例的马弗炉包括:炉体，所述炉体内限定有炉腔，所述炉腔的顶面敞开，所述炉腔设有进气口、取气口和排烟口，所述炉体上设有炉门；耐火材料层，所述耐火材料层设在所述炉腔内且位于炉腔的顶部；加热元件，所述加热元件穿过所述耐火材料层向下伸入到所述炉腔内；冷却水箱，所述冷却水箱设在所述加热元件上方且邻近所述加热元件，所述冷却水箱与所述炉体的顶端之间具有预定缝隙，所述缝隙内填充有细沙层。由此可以有效模拟转底炉还原状态，以便确保在转底炉中试和生产时能一举成功，或者减少在转底炉上调整工艺参数的次数。
[0006]另外，根据本实用新型上述实施例的马弗炉还可以具有如下附加的技术特征:
[0007]优选地，所述耐火材料层与所述冷却水箱的底面之间设有支架，所述加热元件吊挂在所述支架上。
[0008]优选地，所述加热元件为U形，且通过卡箍固定在所述支架上。
[0009]优选地，所述炉腔的内侧壁上设有支座，所述耐火材料层、所述支架和所述冷却水箱分别支撑在所述支座上。
[0010]优选地，所述加热元件为硅钥棒或碳棒。
[0011]优选地，所述加热元件的下端与所述炉腔的底面之间的距离为180?220mm。
[0012]优选地，所述马弗炉还包括与所述排烟口相连的排烟除尘器。
[0013]优选地，所述排烟除尘器内设有过滤膜。
[0014]优选地,所述进气口包括氮气入口、氢气入口和一氧化碳入口。[0015]优选地，所述缝隙为20mm。
[0016]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0018]图1是根据本实用新型的一个实施例的马弗炉的结构示意图。
[0019]图2是根据本实用新型的另一个实施例的马弗炉的内部结构示意图。
[0020]图3是根据本实用新型的再一个实施例的马弗炉的进气口结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0022]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺
时针”、“逆时针”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。
[0023]此外，术语“第一”、“第二”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”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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0024]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0025]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0026]在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种马弗炉，下面参考图1-3对本实用新型的马弗炉进行详细描述。
[0027]根据本实用新型的一个实施例，该马弗炉可以包括:炉体10、耐火材料层20、加热元件30和冷却水箱40。根据本实用新型的具体实施例，炉体10内限定有炉腔50，炉腔50的顶面敞开，炉腔50设有进气口 51、取气口(未示出)和排烟口 52，炉体10上设有炉门11 ；耐火材料层20设在炉腔50内且位于炉腔50的顶部；加热元件30穿过耐火材料层20向下伸入到炉腔50内；冷却水箱40设在加热元件30上方且邻近加热元件30，冷却水箱40与炉体10的顶端之间具有预定缝隙，缝隙内填充有细沙层。根据本实用新型的具体实施例，马弗炉炉体IO下方设有底座60，底座60限定出一定空间，该空间内可以设有电控装置61。该马弗炉的顶部放置的冷却水箱，一方面可以带走吊挂在炉顶的加热元件放出的热量，另一方面可以盖住炉顶上部使得外界与炉膛隔绝。冷却水箱一侧设置有进水口，另一侧设置有出水口，连接在出水口的管路上可以安装温度表，用来检测出水温度，出水温度要求不超过50摄氏度，由此对炉腔50内的温度进行调控。该马弗炉可以有效模拟转底炉，包括升温方式、顶部加热方式、还原用容器为抗渣抗侵蚀的耐火材料盘、顶部设置间接水冷箱、可以通入气体营造炉内气氛等。同时还间接提供了一种利用该马弗炉在转底炉中试或大生产前模拟转底炉的试验方法，包括配料、还原温度曲线、还原时间、布料厚度模拟、还原气氛模拟等。由此通过模拟转底炉还原的基础试验，以便进一步指导转底炉中试和生产，避免在转底炉中试或工业化生产时走弯路，并且可以根据基础试验的参数直接进行转底炉大规模清洁冶炼。
[0028]根据本实用新型的一个实施例，该耐火材料层20与冷却水箱40的底面之间可以设有支架70，加热元件30可以吊挂在支架70上。通过支架可以固定加热元件，由此采用顶部辐射加热方式，可以有效模拟转底炉烧嘴喷出火焰的辐射加热方式，为转底炉中试和生产时提供有价值的参考，减少在转底炉上调整工艺参数的次数。
[0029]根据本实用新型的一个实施例，该加热元件30的形状并不受特别限制，根据本实用新型的具体实施例，该加热元件30可以为U型，且通过卡箍固定在支架70上。由此采用该U型加热元件，可以显著增加模拟实验的辐射面积，以便能够更好的模拟转底炉还原状态。
[0030]根据本实用新型的一个实施例，炉腔20的内侧壁上可以设有支座(未示出)，耐火材料层20、支架70和冷却水箱40分别支撑在支座(未示出)上。
[0031]根据本实用新型的一个实施例，加热元件30的具体类型并不受特别限制，根据本实用新型的具体实施例，该加热元件30可以为硅钥棒或碳棒。该马弗炉的加热方式完全不同于常规马弗炉的炉膛内部两侧加热元件的加热方式，而是依靠顶部的加热元件进行加热的，炉膛中炉气的温度最高可以加热到1800°C。由此可以有效模拟转底炉还原状态，以便确保在转底炉中试和生产时能一举成功，或者减少在转底炉上调整工艺参数的次数。
[0032]根据本实用新型的一个实施例，加热元件30的下端与炉腔50的底面之间的距离并不受特别限制，根据本实用新型的具体实施例，加热元件30的下端与炉腔50的底面之间的距离可以为180?220mm。
[0033]根据本实用新型的一个实施例，该马弗炉还可以包括与排烟口 53相连的排烟除尘器80。根据本实用新型的具体实施例，该排烟除尘器80内设有过滤膜81。当还原含有钾、钠、铅、锌等球团时，炉子排出的烟气中含有这些金属元素，烟气通过过滤膜时，这些元素被过滤截留，随后进入通有冷风的沉降室，在沉降室中这些元素被氧化成氧化物，试验结束时可取出过滤膜81进行化验，分析烟尘成分。[0034]根据本实用新型的一个实施例，该炉腔50的进气口 51包括氮气入口 511、氢气入口 512和一氧化碳入口 513。在进行转底炉模拟试验时，首先检查设备电气连接，冷却水箱连接是否漏水，保护气体连接是否漏气，吹扫进气管连接是否完好，顶部沙封槽的沙量是否足够，密封是否合适。接通设备电源；按下电源按钮，此时仪表上电，检查温度表和压力表读数是否正常，压力控制仪表上压力参数设置完毕，检查确认无误后，启动仪表运行按钮，弓丨风机自动启动进入工作状态，炉内维持负压状态。打开N2吹扫阀门进行N2吹扫，从设置在炉子后部的取气口通过气袋抽取气体随机进行在线检测，至O2含量为零。设置升温程序模拟转底炉对物料进行分区域加热，当温度达到预定值的时候，将预热到800°C?900°C的耐火材料盘从另外的加热炉中取出，将含碳球团平铺在耐火材料盘上，并迅速将耐火材料盘放置到炉内进行还原，同时打开炉子一侧的H2进气阀门或CO进气阀门，以此保证炉内是强还原性气氛，此时含碳球团开始按照设定的升温曲线进行加热还原。当设定还原时间结束时，取出还原后的球团，然后将球团进行热装熔分、冷却直接制样或者冷却后进行磨矿磁选分离后进行下道试验。由此可以有效模拟转底炉还原状态，以便确保在转底炉中试和生产时能一举成功，或者减少在转底炉上调整工艺参数的次数。
[0035]根据本实用新型的一个实施例，冷却水箱40与炉体10的顶端之间的缝隙大小并不受特别限制，根据本实用新型的具体实施例，该冷却水箱40与炉体10的顶端之间的缝隙可以为20_。该缝隙中灌满细沙，可以有效隔绝空气，同时又可以起到隔热的效果。由此炉体可以达到更好的保温效果，以便可以有效地模拟转底炉还原状态。
[0036]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0037]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种马弗炉，其特征在于，包括: 炉体，所述炉体内限定有炉腔，所述炉腔的顶面敞开，所述炉腔设有进气口、取气口和排烟口，所述炉体上设有炉门； 耐火材料层，所述耐火材料层设在所述炉腔内且位于炉腔的顶部； 加热元件，所述加热元件穿过所述耐火材料层向下伸入到所述炉腔内； 冷却水箱，所述冷却水箱设在所述加热元件上方且邻近所述加热元件，所述冷却水箱与所述炉体的顶端之间具有预定缝隙，所述缝隙内填充有细沙层。
2.根据权利要求1所述的马弗炉，其特征在于，所述耐火材料层与所述冷却水箱的底面之间设有支架，所述加热元件吊挂在所述支架上。
3.根据权利要求2所述的马弗炉，其特征在于，所述加热元件为U形，且通过卡箍固定在所述支架上。
4.根据权利要求2所述的马弗炉，其特征在于，所述炉腔的内侧壁上设有支座，所述耐火材料层、所述支架和所述冷却水箱分别支撑在所述支座上。
5.根据权利要求1所述的马弗炉，其特征在于，所述加热元件为硅钥棒或碳棒。
6.根据权利要求1所述的马弗炉，其特征在于，所述加热元件的下端与所述炉腔的底面之间的距离为180?220mm。
7.根据权利要求1所述的马弗炉，其特征在于，还包括与所述排烟口相连的排烟除尘器。
8.根据权利要求7所述的马弗炉，其特征在于，所述排烟除尘器内设有过滤膜。
9.根据权利要求7所述的马弗炉，其特征在于，所述进气口包括氮气入口、氢气入口和一氧化碳入口。
10.根据权利要求1所述的马弗炉，其特征在于，所述缝隙为20mm。
【文档编号】F27B5/14GK203550520SQ201320621109
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】吴道洪, 曹志成, 王敏, 薛逊 申请人:北京神雾环境能源科技集团股份有限公司