一种微波双螺旋管式炉和利用该微波双螺旋管式炉与矿热炉联合制备锰铁合金的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种微波双螺旋管式炉和利用该微波双螺旋管式炉与矿热炉联合制 备铺铁合金的方法，属于微波设备和铺冶金技术领域。
【背景技术】
[0002] 微波加热是新近发展起来并日渐成熟的加热技术，具有非接触式直接加热，体加 热，升温速率快，能促进粒子间的渗透，能及时对所处理物料进行控温等优点。
[0003] 大功率多模腔微波加热反应器的设计一直是业界的瓶颈。由于小功率磁控管组合 成的大功率微波反应器的效能低，主要是铭磁控管安装位置的不合理，造成各磁控管发出 的电磁波相互干设抵消、并造成磁控管寿命大幅缩短。
[0004] 在现代工业中，铺铁合金具有十分重要的战略地位。在钢铁和不诱钢制造过程 中，铺铁合金的应用非常广泛，消耗量为钢铁产量的0. 8?0. 9%，此类用量占到铺总需求的 85-90%〇
[0005] 铺铁合金目前的主要工业生产工艺是将含碳铺矿石"冷料"直接入高炉或矿热炉 进行烙炼。该工艺的优点在于，若使用价格较高的大块度矿石（50-80mm)，则所需配套附属 设备相对较少。但其有严重的缺陷：烙炼炉的负荷大，生产周期长，生产率较低，且在烙炼过 程中易出现塌料、喷瓣等有害现象。若采用价格较低的小块度的矿石，则需要配套烧结机、 冷却设备、粉碎机等设备，在粉碎前的冷却造成热量的极大无谓耗散，使铺铁合金生产能耗 大幅升局。
[0006] 对于热料入炉近年也有相关报道。专利CN1912159A，将娃石、铺矿、白云石、富铺 渣和高铁铺矿粉料混匀后在回转畜内经850-1300°C处理50-70min，继而将得到的粒度为 5-70mm、温度为680-900°C的热态物料配加焦粉后入矿热炉烙炼。该法具有明显的固有缺 陷，一是升温较慢，烧结处理时间长，造成生产周期长；二是烧结过程中未添加还原剂造成 高价Mn,Oy需在极高的温度下才能较好的分解；S是回转畜在烧结过程中易出现结圈等现 象；四是回转畜的烟气温度高，能量利用率低，能耗高；五是烧结矿的块度控制难度大；六 是回转畜设备庞大，占地面积大，需要额外的动力消耗等。
【主权项】
1. 一种微波双螺旋管式炉，其特征在于：包括机架（2)、微波腔体和双螺旋搅拌装置三 个部分； 所述机架（2)由上端面的机架封装顶板A (3)和机架封装顶板B (7)、前后左右侧的机 架封装侧板A (10)、下底面的机架封装底板组成，机架封装侧板A (10)表面设有拉扣（9)， 机架封装底板上设有机架支撑脚（11); 所述微波腔体位于机架（2)内部上侧，微波腔体包括前后两侧的微波腔体侧板A (56) 和微波腔体侧板B (58)、左右两侧的微波腔体端盖（17)和微波腔体进料端板（57)、顶部的 微波腔体顶板（5)及底部的微波腔体底板，微波腔体侧板A (56)和微波腔体侧板B (58) 上设有测温孔（41)、微波馈口（27)，微波馈口（27)上设有两两搭配的磁控管（28)和波导 (29)，微波腔体端盖（17)和微波腔体进料端板（57)上分别设有进气孔（18)和微波腔体出 料端板进气孔（54)，微波腔体顶板（5)通过支撑板A (21)与微波腔体顶板（5)连接，微波 腔体顶板（5 )上设有散热风机和散热风机固定孔（20 )，微波腔体底板上通过出料管固定板 (35 )设有微波腔体底板出料口（ 55 )，微波腔体底板出料口（ 55 )设有下料管法兰（36 )，微波 腔体底板出料口（55)与出料步进电机（38)连接，出料步进电机（38)通过出料步进电机固 定板（39)固定在微波腔体底部，微波腔体还包括烟气管法兰（4)、烟气管（37)、进料管法兰 (8)、进料管（22)、灯丝盒子（33)、总进水管（12)和总出冷却水管，机架封装顶板一侧设有 烟气管（37)、进料管（22)，烟气管（37)、进料管（22)顶部分别设有烟气管法兰（4)和进料管 法兰（8)，烟气管（37)上设有烟气管测温孔（34)，灯丝盒子（33)、总进水管（12)固定在机架 (2)内部，并依次相邻在微波腔体侧板底部一侧，总进水管（12)上设有分进冷却水管（32)， 分进冷却水管（32)上的水管连接磁控管（28)入水口，磁控管（28)出水口与总出冷却水管 连接，总出冷却水管设有总出冷却水管法兰（26)并位于靠近进料管（22) -侧的微波腔体 侧板侧面； 所述双螺旋搅拌装置包括顶部的内腔体顶板（46)、两侧的内腔体出料端板（50)、前后 侦_内腔体侧板（53 )、底部内腔体底板（52 )及底部内腔体底板（52 )的内腔体底部支撑板 (51)，内腔体顶板（46)顶部设有微波腔体顶板支撑杆（18)，内腔体顶板（46)表面设有烟 气出口和进料口，双螺旋搅拌装置中间插入搅拌轴（1 )，搅拌轴（1)上安装双螺旋条（47)， 搅拌轴（1) 一端端部连接出料端轴承（14)，出料端轴承（14)安装在出料端轴承座（15)，出 料端轴承（14)上设有出料端轴承冷却环（16)，出料端轴承冷却环（16)上设有一片式球阀 (40)，搅拌轴（1)另一端端部依次连接进料端轴承冷却环（44)、进料端轴承（24)、从动链轮 (23)，进料端轴承（24)连接进料端轴承座（25)，搅拌轴（1)与行星减速机（42)连接。
2. 根据权利要求1所述的微波双螺旋管式炉，其特征在于：所述搅拌轴（1)为中空状。
3. 根据权利要求1所述的微波双螺旋管式炉，其特征在于：所述微波腔体为陶瓷透波 材料。
4. 根据权利要求1所述的微波双螺旋管式炉，其特征在于：所述双螺旋条（47)与双螺 旋搅拌装置底部的内腔体为距离为3mm，双螺旋条（47)螺旋方向相反的内外双螺旋结构。
5. -种利用如权利要求1至4任意所述的微波双螺旋管式炉与矿热炉联合制备锰铁合 金的方法，其特征在于具体步骤如下： 步骤1、首先将锰矿石、碳质还原剂分别破碎至粒度为5~80mm、l~30mm，然后将破碎的 锰矿石、碳质还原剂按照质量比为（65~80) :(35~20)混合均匀得到混合物料； 步骤2、将步骤1得到的混合物料通过原料输送带（62)输送到微波双螺旋管式炉进料 管（22)中，然后在微波双螺旋管式炉内加热至750~950°C预焙烧20~50min获得温度维持在 700~950°C的无烧结、低粉化率的热态物料； 步骤3、将步骤2得到的热态物料从微波双螺旋管式炉微波腔体底板出料口（55)排出 进入到热料储存仓（64)，从热料储存仓（64)中将步骤2得到的热态物料置于矿热炉（69) 中，添加焦炭后在矿热炉内将温度加热至1450~1550°C熔炼3~4. 5h制备得到锰铁合金。
6. 根据权利要求5所述的利用微波双螺旋管式炉与矿热炉联合制备锰铁合金的方 法，其特征在于：所述步骤1中的锰矿石为质量百分比成分为：Mn xOy35~55%，Fex0y5~10%， CaC035~25%〇
7. 根据权利要求6所述的利用微波双螺旋管式炉与矿热炉联合制备锰铁合金的方法， 其特征在于：所述步骤1中碳质还原剂为石油焦、焦炭、煤或木炭。
【专利摘要】本发明涉及一种微波双螺旋管式炉和利用该微波双螺旋管式炉与矿热炉联合制备锰铁合金的方法，属于微波设备和锰冶金技术领域。该微波双螺旋管式炉包括机架、微波腔体和双螺旋搅拌装置三个部分。本发明采用该微波双螺旋管式炉进行锰矿石的预焙烧得到热态物料，然后将热态物料置于矿热炉中熔炼得到锰铁合金。该管式炉采用微波加热，可使物料实现非接触式的直接快速加热；该反应器磁控管的布局，使微波能转化为热能的效率大为提高；大量小功率磁控管的组合匹配实现了工业生产用的大功率微波反应器的成功研发，本方法生产周期短、能耗低，能妥善解决冷料入炉造成的各种有害现象。
【IPC分类】F27B17-00, C22B4-06, F27D17-00, F27D3-08, F27D11-06
【公开号】CN104567370
【申请号】CN201410749057
【发明人】彭金辉, 叶乾旭, 陈菓, 周俊文, 杨大锦, 张利波, 郭胜惠
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月10日