专利名称：全纤维燃气蓄热式镁还原炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属还原炉，主要是指一种用于提炼还原有色金属，特别是提炼镁的全纤维燃气蓄热式镁还原炉。
背景技术：
传统的炼镁工艺为皮江法(pidgeon)，该法使用的是一种卧式炉，炉体由耐火砖搭砌在地面上，在炉内横置分布有若干还原罐，在还原罐内装填有反应物料球团，以煤或气或油为燃料，燃烧加热采用人工装卸加料方式，以还原罐外反射炉辐射热先加热还原罐，再由还原罐将热量辐射传递给罐内反应物料球团，再由球团互相接力式传递热量，是一种外围式加热。
传统还原炉存在能耗高、污染大、使用寿命短等问题，而且极不安全，点火时经常会发生爆燃或爆炸事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种全纤维燃气蓄热式镁还原炉，外壳及主柱由钢板和钢架结构组成，炉内采用耐火纤维和保温纤维，燃烧器采用带点火器的蓄热式烧嘴，还原罐包括石墨罐体或碳化硅罐体，耐高温燃气枪烧嘴管为石墨管或碳化硅管，蓄热式烧嘴为石墨或碳化硅烧嘴等。通过上述结构上的改进，达到了升温快、节能、效率高、安全环保和占地面积小的目的，较好地克服了现有还原炉存在的不足。实现本发明的技术方案是这种还原炉包括一还原炉炉体，座落在地基基础上，包括外壳和主柱结构，炉体底部从内至外依次由耐火纤维、耐火砖和保温砖组成，炉体侧墙和顶部铺设两层纤维，内层为耐火纤维，外层为保温纤维，炉体两端分别设置有带点火器的蓄热式烧嘴，炉体内排列设置有还原罐；一燃气燃烧系统，包括燃气系统、供风系统和排烟系统，其中燃气系统和供风系统分别连接带点火器的蓄热式烧嘴，排烟系统连接还原罐；一抽真空系统，连接还原罐的冷却套；一冷却水系统，连接还原罐的冷却套；一控制系统，包括点火器启/停控制单元、炉温控制单元、燃烧控制单元、炉压控制单元。该技术方案还包括所述带点火器的蓄热式烧嘴包括耐高温燃气枪、蓄热式烧嘴、烧嘴砖和点火器，其中耐高温燃气枪设置在蓄热式烧嘴内，耐高温燃气枪包括耐高温燃气枪烧嘴管，耐高温燃气枪烧嘴管端面与蓄热式烧嘴端面的距离可以调节，通过调节距离来调节蓄热式烧嘴火焰的长度，实现控制所述原炉炉体内的温度；蓄热式烧嘴和点火器设置在烧嘴砖上，点火器斜置，并与蓄热式烧嘴之间有一夹角a，点火器上设有点火电极和火焰探头。所述点火器启/停控制单元设有温控器Tl，温控器Tl发出点火器工作或停止工作的命令；炉温控制单元设有温控器T2，温控器T2发出开大或关小命令給电动燃气蝶阀；燃烧控制单元，电动燃气蝶阀通过杠杆系统开大或关小空气蝶阀；炉压控制单元，在炉压偏离设定值时，压力变送器发出信号开大或关小电动废气蝶阀。所述还原罐为卧式排列或立式排列。
所述蓄热式蓄热烧嘴中心线与点火器4中心线的夹角为a =0° 50°。所述耐高温燃气枪烧嘴管端面与蓄热式烧嘴端面的距离为± 150mm。所述燃烧系统包括依此连接的燃气球阀、燃气压力表、压力变送器、第二级燃气调压阀、燃气低压开关、燃气高压开关、放散电磁阀、燃气安全电磁阀、燃气检漏装置、检漏电磁阀、空电磁阀、支管燃气主阀、支管燃气安全阀、支管燃气球阀、电动燃气蝶阀、燃气总管、点火电磁阀、点火器。所述内层耐火纤维采用叠铺；外层保温纤维采用层铺。本发明具有的有益效果(I)大幅降低燃气镁还原炉的能耗、减少排放；(2)提高还原炉系统的安全性，杜绝燃烧爆炸事故；(3)提高炉膛的温度的均匀性，从而提高镁的产量、质量和延长炉子的使用寿命；(4)降低料/镁比。
图I是本发明的总体结构立体示意图。图2是图I的还原炉炉体示意图。图3是图2的耐高温燃气枪示意图。图4是图3的耐高温燃气枪烧嘴管示意图。图5是本发明的燃烧系统示意图。图中:1第I燃气球阀、2. 4. 7. 26第1_4燃气压力表、3燃气过滤器、5第2燃气球阀、6第二级燃气调压阀、8燃气低压开关、9燃气高压开关、10放散电磁阀、11燃气流量表、12燃气安全电磁阀、13燃气检漏装置、14检漏电磁阀、15空电磁阀、16支管燃气主阀、17支管燃气安全阀、18支管燃气球阀、19电动燃气蝶阀、20燃气总管、21. 22第3-4燃气球阀、23点火电磁阀、24燃气软管、25球阀、27第I燃气软管、28温度计、29燃气压力表、30观察孔、31点火器、32第2燃气软管、33还原炉炉体、34带点火器的蓄热式烧嘴、35空气软管、36空气蝶阀、37手动空气蝶阀、38鼓风机、39空气压力开关、40电动空气蝶阀、41三通换向阀、42空气总管、43烟气总管、44电动废气蝶阀、45引风机、46空气压力开关、47控制柜、Tl. T2.T3温控器、P压力变送器、50耐高温燃气枪、51空气进口、52烧嘴砖、53燃气进口、54耐高温燃气枪烧嘴管、55保温纤维、56耐火纤维、57耐火砖、58保温砖、59金属主柱、60金属外壳、61卧式还原罐、62立式还原罐。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明本还原炉由还原炉炉体、燃气燃烧系统、抽真空系统、冷却水系统、控制系统组成，燃气燃烧系统由燃气系统、供风系统、排烟系统组成，还原炉炉座落在地基基础上。
如图I所示，还原炉炉体I的外壳60及主柱59由钢板和钢架结构组成，用来支撑整个炉体。炉底从内至外由耐火纤维56、耐火砖57和保温砖58组成。炉子侧墙和炉顶铺两层纤维，内层为耐火纤维56，采用叠铺，外层为保温纤维55，采用层铺。炉子端墙上布置有上、下两排带点火器的蓄热式烧嘴34，其数量和容量根据炉子的产能要求确定。还原炉炉体I内是还原罐(可采用石墨材料和碳化硅材料制作)，还原罐(冷却套和结晶套)可以采用卧式布置，如图I中左侧所示(卧式布置的还原罐61)，也可以采用立式布置，如图I中右侧所示(立式布置的还原罐62)，根据用户的要求而定。对于卧式布置的炉子，防爆门布置在炉子顶部的适当部位；对于立式布置的炉子，防爆门布置在炉侧适当的部位(图I中未画出)。燃气燃烧系统如图5所不。控制系统主要包括以下4部分。I、点火器启/停控制 当炉膛温度< 800°C时，温控器Tl发出点火器工作的命令，点火器始终处于工作状态，确保每一次换向后都能点燃蓄热式烧嘴的火焰；当炉膛温度> 800°C时，远高于燃气的自燃温度，Tl发出点火器停止工作的命令。2、炉温控制当炉膛温度低于设定值时，温控器T2发出命令，开大电动燃气蝶阀19，增大燃气供应量，使炉温升高；当炉膛温度高于设定值时，温控器T2发出命令关小燃气电动蝶阀，减少燃气供应量，使炉温降低；当炉膛温度等于设定值时，温控器T2不发出命令，电动蝶阀19不动，使炉温保持在设定温度下。3、燃烧控制电动燃气蝶阀19通过杠杆系统呈比例地开大或关小空气蝶阀36实现燃烧的比例调节。4、炉压控制在炉压偏离设定值时，压力变送器P发出信号开大或关小电动废气蝶阀44的开度，使炉压保持在设定压力的附近波动。如图2所示，带点火器的蓄热式烧嘴34的基本机构和工作原理基本机构，既由耐高温燃气枪50、带点火器的蓄热式烧嘴34、烧嘴砖52、及点火器31组成。耐高温燃气枪50设置在蓄热式烧嘴34内，耐高温燃气枪50包括耐高温燃气枪烧嘴管54，点火器31是放置在蓄热式烧嘴34的下方，点火器斜置，实际上可以放置在以R为圆心所画圆的中心线上任何位置上，耐高温燃气枪50烧嘴管54端面与蓄热式烧嘴34出口端面的距离L可调，其中L1为设计尺寸，A L为可调尺寸，L = L1 ± 150mm，蓄热式蓄热烧嘴34中心线与点火器31中心线的夹角为a =0° 50°，烧嘴砖52端面上蓄热式烧嘴34中心线上与点火器31中心线的距离为H，点火器31带有点火电极和火焰探头(图中未画出)，蓄热式烧嘴34和点火器31用法兰和螺栓安装在烧嘴砖52上，耐高温燃气枪50用法兰及螺栓紧固在蓄热式烧嘴34上，燃气枪安装的位置轴向可调。工作原理(I)点火器上装有点火电极和火焰探头，可实现自动点火和火焰检测，当点火器点火熄灭时，会发出信号，防止点火爆炸。(2)点火器的能量足够大，且其火焰与蓄热式烧嘴的火焰有一定的距离和夹角，只要点火器有火，它比能点燃蓄热式烧嘴的火焰。
(3)当蓄热式烧嘴的火焰被点着以后，调节耐高温燃气枪烧嘴管端面与蓄热式烧嘴端面的距离，可以调节蓄热式烧嘴火焰的长度，以获得符合设计要求的工业炉膛内的温度场。
权利要求
1.一种全纤维燃气蓄热式镁还原炉，其特征是包括 一还原炉炉体,座落在地基基础上,包括外壳和主柱结构,炉体底部从内至外依次由耐火纤维、耐火砖和保温砖组成，炉体侧墙和顶部铺设两层纤维，内层为耐火纤维，外层为保温纤维，炉体两端分别设置有带点火器的蓄热式烧嘴，炉体内排列设置有还原罐； 一燃气燃烧系统，包括燃气系统、供风系统和排烟系统，其中燃气系统和供风系统分别连接带点火器的蓄热式烧嘴，排烟系统连接还原罐； 一抽真空系统，连接还原罐的冷却套； 一冷却水系统，连接还原罐的冷却套； 一控制系统，包括点火器启/停控制单元、炉温控制单元、燃烧控制单元、炉压控制单元。
2.如权利要求I所述的全纤维燃气蓄热式镁还原炉，其特征是所述带点火器的蓄热式烧嘴包括耐高温燃气枪、蓄热式烧嘴、烧嘴砖和点火器，其中 耐高温燃气枪设置在蓄热式烧嘴内，耐高温燃气枪包括耐高温燃气枪烧嘴管，耐高温燃气枪烧嘴管端面与蓄热式烧嘴端面的距离可以调节，通过调节距离来调节蓄热式烧嘴火焰的长度，实现控制所述原炉炉体内的温度； 蓄热式烧嘴和点火器设置在烧嘴砖上，点火器斜置，并与蓄热式烧嘴之间有一夹角a，点火器上设有点火电极和火焰探头。
3.如权利要求I所述的全纤维燃气蓄热式镁还原炉，其特征是所述点火器启/停控制单元设有温控器Tl，温控器Tl发出点火器工作或停止工作的命令；炉温控制单元设有温控器T2，温控器T2发出开大或关小命令給电动燃气蝶阀；燃烧控制单元，电动燃气蝶阀通过杠杆系统开大或关小空气蝶阀；炉压控制单元，在炉压偏离设定值时，压力变送器发出信号开大或关小电动废气蝶阀。
4.如权利要求I所述的全纤维燃气蓄热式镁还原炉，其特征是所述还原罐为卧式排列或立式排列。
5.如权利要求2所述的全纤维燃气蓄热式镁还原炉，其特征是所述蓄热式蓄热烧嘴中心线与点火器中心线的夹角为a = 0° 50°。
6.如权利要求2所述的全纤维燃气蓄热式镁还原炉，其特征是所述耐高温燃气枪烧嘴管端面与蓄热式烧嘴端面的距离为± 150mm。
7.如权利要求I所述的全纤维燃气蓄热式镁还原炉，其特征是所述燃烧系统包括依此连接的燃气球阀、燃气压力表、压力变送器、第二级燃气调压阀、燃气低压开关、燃气高压开关、放散电磁阀、燃气安全电磁阀、燃气检漏装置、检漏电磁阀、空电磁阀、支管燃气主阀、支管燃气安全阀、支管燃气球阀、电动燃气蝶阀、燃气总管、点火电磁阀、点火器。
8.如权利要求I所述的全纤维燃气蓄热式镁还原炉，其特征是所述内层耐火纤维采用 叠铺；外层保温纤维采用层铺。
全文摘要
一种全纤维燃气蓄热式镁还原炉，包括一还原炉炉体，包括外壳和主柱结构，炉体底部由耐火纤维、耐火砖和保温砖组成，炉体侧墙和顶部铺设耐火纤维和保温纤维，炉体两端有带点火器的蓄热式烧嘴，炉体内排列设置有还原罐；一燃气燃烧系统，包括燃气系统、供风系统和排烟系统；一抽真空系统；一冷却水系统；一控制系统。
文档编号F27B14/20GK102721277SQ201210188659
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者唐明伟, 陈绥蕃 申请人:唐明伟, 李恒杰, 陈绥蕃