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1、(10)申请公布号 CN 104236315 A (43)申请公布日 2014.12.24 CN 104236315 A (21)申请号 201410436588.5 (22)申请日 2014.08.29 F27D 13/00(2006.01) F27D 17/00(2006.01) (71)申请人 东北大学 地址 110004 辽宁省沈阳市和平区文化路 3 号巷 11 号 申请人 沈阳东大工业炉有限公司 营口东吉科技 ( 集团 ) 有限公司 (72)发明人 张卫军 伊智 杨强大 池中源 刘竹昕 高秀平 司鹏 崔俊峰 林宇 崔薇薇 (74)专利代理机构 北京铭硕知识产权代理有限 公司 1128。
2、6 代理人 安宇宏 韩芳 (54) 发明名称 一种镁熔坨余热直接预热物料工艺及装置 (57) 摘要 本发明属于以菱镁矿为原料熔炼电熔镁砂技 术领域， 特别涉及一种镁熔坨余热直接预热物料 工艺及装置， 所述装置并行设有两个散热通道以 及设置在两个散热通道之间的一个预热通道， 将 熔炼完成的高温镁熔坨送入散热通道内进行冷 却， 高温镁熔坨结晶冷却凝固放热， 结晶完成后进 入脱壳室内进行脱壳后， 再重新回到窑体内， 散热 通道内的热风通过夹层墙体孔排出到预热通道， 将物料预热到 300 400。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识。
3、产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104236315 A CN 104236315 A 1/1 页 2 1. 一种镁熔坨余热直接预热物料装置， 其特征在于， 所述装置主要由窑头炉门、 窑头 物料门、 窑体、 侧门、 窑尾炉门、 窑尾物料门、 引风机和夹层墙组成， 其中， 窑体包括窑头和窑 尾， 在窑头处对称地设置有两个窑头炉门， 窑头物料门设置在两个窑头炉门之间， 窑体内沿 长度方向并行地设置有两个散热通道以及设置在两个散热通道之间的一个预热通道， 两个 散热通道正下方的地面上铺设有窑车轨道， 在窑尾处对称地设置有两个窑尾炉门， 窑尾。
4、物 料门设置在两个窑尾炉门之间， 在窑体的沿着其长度方向的两侧的中间位置对称地设置有 两个侧门， 每个侧门的外侧各设有一个镁熔坨的脱壳室， 散热通道和预热通道之间通过夹 层墙相互分开， 同样在预热通道正下方的地面上铺设有装载料筐的料车轨道， 在窑体的沿 其长度方向的两侧的靠近窑尾处对称地开有吸气孔， 在靠近窑头处的夹层墙上开有夹层墙 体孔， 引风机的一侧的管道与预热通道靠近窑尾部位底部的排气口相连， 引风机的另一侧 的管道与外界环境相连接。 2. 一种利用如权利要求 1 所述的镁熔坨余热直接预热物料装置的工艺， 其特征在于， 所述工艺包括以下操作 ： 将经过三相电弧炉熔炼生产得到的未脱壳的镁熔。
5、坨通过窑车经窑头炉门送入散热通 道， 未脱壳镁熔坨沿散热通道底部的窑车轨道向窑尾移动， 当窑车和未脱壳镁熔坨到达侧 门处时， 将侧门开启， 将已结晶完全的未脱壳镁熔坨送入脱壳室内进行脱壳， 将经脱壳后的 脱壳镁熔坨重新送回散热通道并继续向窑尾方向运动， 到达窑尾炉门后将脱壳镁熔坨移 出， 再进行破碎、 筛选等后续工序 ； 将经加工后已被破碎的物料装入料筐中， 物料的孔隙率为 30 40， 将料筐经窑尾 物料门送入预热通道， 将料筐沿料筐的轨道向窑头方向移动， 最后经窑头物料门被移出 ； 冷空气经吸气孔从窑尾处进入散热通道向窑头方向流动， 经与镁熔坨的表面进行对流 换热后温度逐步升高， 在窑头处。
6、经夹层墙体孔流入预热通道， 并由窑头流动到窑尾， 将其能 量传递给物料后降温， 最后经引风机排出， 窑内空气的流速为 2.5 3.5m/s。 3. 根据权利要求 2 所述的工艺， 其特征在于， 每 12 小时将两个镁熔坨对称地送入两个 散热通道， 每 6 小时将一个装满物料的料筐送入预热区域， 镁熔坨与物料在窑内滞留时间 均为 84 小时， 窑长为 22.4m。 权 利 要 求 书 CN 104236315 A 2 1/3 页 3 一种镁熔坨余热直接预热物料工艺及装置 技术领域 0001 本发明属于以菱镁矿为原料熔炼电熔镁砂技术领域， 特别涉及一种镁熔坨余热直 接预热物料工艺及装置。 背景技术。
7、 0002 在以菱镁矿为原料熔炼电熔镁砂时， 其产品镁熔坨在结晶过程中中心温度高达 2800， 外层砂皮表面温度也在600以上。 由于镁熔坨体积大， 外层砂皮导热系数小， 导致 对镁熔坨的取热非常困难， 镁熔坨余热资源的回收利用已经成为一个较大的难题。 0003 目前， 电熔镁砂行业的余热回收利用手段多集中于通过换热器与中间介质的方式 将留存在镁熔坨内部的热量回收回来， 再将中间介质所含热量用于其它生产或生活之中。 这种工艺路线的换热全部采用换热器来实现， 但由于换热器本身存在换热效率不高的问 题， 致使热能利用不够充分。另外， 一般情况下需要两组或者两组以上的换热系统， 所采用 的设备比较复。
8、杂， 且对设备密封、 保温等性能要求也比较高。同时， 不论中间介质所含的热 量是以蒸汽的形式存在还是热风的形式存在， 将其用来发电或者预热物料， 都需要利用后 续的单独设备加以实现。所以采用中间换热器和中间介质的方式换热存在着效果不佳、 系 统复杂、 初始投资较高等问题。 0004 电熔镁行业的余热回收方法还有一种就是采用钢铁行业的干熄焦技术， 将镁熔坨 在高温状态下破碎， 采用干熄法获得高温气体。 这种方法原理上可行， 且在钢铁行业效果良 好。 但是， 采用该方法需要一组完整的干熄装置， 欲对回收的高温热风进行利用仍然必须在 后续工序中设立如物料预热塔、 余热锅炉等单独的热能回收利用设备。 。
9、再者， 由于镁熔坨冷 却结晶工艺较复杂， 目前还不能有效确定其最佳破碎时间， 破碎过早会造成产品品质下降， 严重影响经济效益， 破碎过晚， 镁熔坨内部温度相对较低， 不能满足工艺要求且浪费大量余 能。所以此方法的实际应用还有待于进一步研究和评估。 发明内容 0005 为了克服电熔镁砂行业余热回收中存在的换热效果不佳、 系统复杂、 初期投资较 高等缺点， 本发明提出了一种车载逆流式镁熔坨余热直接预热物料装置及工艺。根据本发 明可以在不需要换热器和中间介质的条件下将镁熔坨的热量直接传递给物料， 解决了以往 使用各装置换热效果不佳、 系统复杂的问题。 本发明不需要物料预热塔、 余热锅炉等后续带 有回。
10、收功能的设备， 系统简洁、 初投资较小， 减少了管路的布置及相应的能量损失， 利用本 装置可以得到 500以上的热风， 可将物料预热到 300 400左右。 0006 根据本发明， 一种镁熔坨余热直接预热物料装置主要由窑头炉门、 窑头物料门、 窑 体、 侧门、 窑尾炉门、 窑尾物料门、 引风机和夹层墙组成， 其中， 窑体包括窑头和窑尾， 在窑头 处对称地设置有两个窑头炉门， 窑头物料门设置在两个窑头炉门之间， 窑体内沿长度方向 并行地设置有两个散热通道以及设置在两个散热通道之间的一个预热通道， 两个散热通道 正下方的地面上铺设有窑车轨道， 窑尾处对称地设置有两个窑尾炉门， 窑尾物料门设置在 说。
11、 明 书 CN 104236315 A 3 2/3 页 4 两个窑尾炉门之间， 在窑体的沿着其长度方向的两侧的中间位置对称地设置有两个侧门， 每个侧门的外侧各设有一个镁熔坨的脱壳室， 散热通道和预热通道之间通过夹层墙相互分 开， 同样在预热通道正下方的地面上铺设有装载料筐的料车轨道， 在窑体的沿其长度方向 的两侧的靠近窑尾处对称地开有吸气孔， 在靠近窑头处的夹层墙上开有夹层墙体孔， 引风 机一侧管道与预热通道靠近窑尾部位底部的排气口相连， 另一侧的管道与外界环境相连 接。 0007 根据本发明的一种余热直接预热物料工艺包括以下操作 ： 将经过三相电弧炉熔炼 生产得到的未脱壳镁熔坨通过窑车经窑头。
12、炉门送入散热通道， 未脱壳镁熔坨沿散热通道底 部的窑车轨道向窑尾移动， 当窑车和未脱壳镁熔坨到达侧门处时， 将侧门开启， 将已结晶完 全的未脱壳镁熔坨送入脱壳室内进行脱壳， 将经脱壳后的脱壳镁熔坨重新送回散热通道并 继续向窑尾方向运动， 到达窑尾炉门后将脱壳镁熔坨移出， 在进行破碎、 筛选等后续工序 ； 将经加工后已被破碎的物料装入料筐中， 物料的孔隙率为 0.3 0.4， 将料筐经窑尾物料门 送入预热通道， 将料筐沿料筐的轨道向窑头方向移动， 最后经窑头物料门被移出 ； 冷空气经 吸气孔从窑尾处进入散热通道向窑头方向流动， 经与镁熔坨的表面进行对流换热后温度逐 步升高， 在窑头处经夹层墙体孔。
13、流入预热通道， 并由窑头流动到窑尾， 将其能量传递给物料 后降温， 最后经引风机排出， 窑内空气的流速为 2.5 3.5m/s。 0008 根据本发明的一方面， 每 12h 将两个镁熔坨对称地送入两个散热通道， 每 6 小 时将一个装满物料的料筐送入预热区域， 镁熔坨与物料在窑内滞留时间均为 84h， 窑长为 22.4m。 0009 本发明的优点在于 ： 0010 (1) 物料预热与镁熔坨余热回收一体化， 夹层墙体把镁熔坨散热区域与物料预热 区域相隔开， 系统结构简单 ； 0011 (2) 物料由料筐运送， 便于运输和调整， 物料实现双面预热， 预热效果好， 温度均 匀。 附图说明 0012 。
14、下面结合附图对本发明进行进一步说明。 0013 图 1 是本发明的工艺技术设备的平面布置图。 0014 图 2 是夹层式隧道余热回收窑结构主视图。 0015 图 3 是沿图 1 的 A-A 线截取的夹层式隧道余热回收窑结构的剖视图。 0016 图 4 是夹层式隧道余热回收窑夹层墙结构图。 0017 附图中 ： 1. 三相电弧炉， 2. 窑头炉门， 3. 窑头物料门， 4. 窑体， 5. 脱壳室， 6. 未脱 壳镁熔坨， 7. 侧门， 8. 脱壳镁熔坨， 9. 窑尾炉门， 10. 窑尾物料门， 11. 菱镁矿， 12. 引风机， 13.夹层墙， 14.窑车轨道， 15.夹层墙体孔， 16.窑车车。
15、轮， 17.窑车车体， 18.排气口， 19.料 筐， 20. 窑车支架， 21. 窑车横梁。 具体实施方式 0018 下面结合附图对本发明进行进一步说明。 0019 如图 1 至图 4 所示， 根据本发明的一种镁熔坨余热直接预热物料装置主要由窑头 说 明 书 CN 104236315 A 4 3/3 页 5 炉门 2、 窑头物料门 3、 窑体 4、 侧门 7、 窑尾炉门 9、 窑尾物料门 10、 引风机 12 和夹层墙 13 组 成， 其中， 窑体 4 包括窑头和窑尾， 在窑头处对称地设置有两个窑头炉门 2， 窑头物料门 3 设 置在两个窑头炉门 2 之间， 窑体 4 内沿长度方向并行地设置。
16、有两个散热通道以及设置在两 个散热通道之间的一个预热通道， 两个散热通道正下方的地面上铺设有窑车轨道 14， 窑尾 处对称地设置有两个窑尾炉门9， 窑尾物料门10设置在两个窑尾炉门9之间， 在窑体4的沿 着其长度方向的两侧的中间位置对称地设置有两个侧门 7， 每个侧门 7 的外侧各设有一个 镁熔坨的脱壳室 5， 散热通道和预热通道之间通过夹层墙 13 相互分开， 同样在预热通道正 下方的地面上铺设有装载料筐的料车轨道， 在窑体 4 的沿其长度方向的两侧的靠近窑尾处 对称地开有吸气孔， 在靠近窑头处的夹层墙13上开有夹层墙体孔15， 引风机12一侧管道与 预热通道靠近窑尾部位底部的排气口相连， 。
17、另一侧的管道与外界环境相连接。 0020 菱镁矿 11 破碎后装入料筐 19， 料筐 19 经过窑尾物料门 10 后进入预热通道， 随着 生产的进行， 经窑头物料门 3 移出， 卸料后直接将菱镁矿 11 送入三相电弧炉 1 中进行熔炼。 熔炼后的未脱壳镁熔坨 6 通过窑车 17 经过窑头炉门 2 进入窑体 4 的散热通道， 通过辐射将 能量传给夹层墙 13 和料筐 19， 通过对流将能量传给窑内空气。当未脱壳镁熔坨 6 内部完 成洁净凝固后， 打开侧门 7， 未脱壳镁熔坨 6 沿窑车轨道 14 进入脱壳室 5， 完成脱壳后再回 到窑内。最后经窑尾炉门 9 移出， 进行破碎、 分选。冷空气在引风。
18、机 12 的作用下， 由吸气孔 18 吸入， 沿散热通道由窑尾运动到窑头， 在经过夹层墙体孔 15 时进入预热通道， 最后经引 风机 12 排出。 0021 窑车包括窑车轨道 14、 窑车车轮 16、 窑车车体 17、 连接窑车车轮 16 的窑车横梁 21 和支撑窑车车体 17 的窑车支架 20。 0022 进入到散热通道的镁熔坨的表面温度很高， 既可以与空气实现对流换热， 还可以 与夹层墙和物料实现辐射换热。 0023 使用上述装置， 其操作方法如下 ： 将经过三相电弧炉1熔炼生产得到的镁熔坨6通 过窑车经过窑头炉门 2 送入散热通道， 未脱壳镁熔坨 6 沿散热通道底部的窑车轨道 14 向窑。
19、 尾移动， 当窑车和未脱壳镁熔坨 6 到达侧门 7 处时， 将侧门 7 打开， 将未脱壳的镁熔坨 6 沿 轨道 14 进入脱壳室 5， 完成脱壳后再重新送回散热通道并继续向窑尾方向运动， 到达窑尾 炉门 9 后将脱壳镁熔坨 8 移出， 进行破碎、 分选 ； 将破碎后的物料 ( 例如， 菱镁矿 11) 装入料 筐 18， 物料的孔隙率为 0.3 0.4， 将料筐经窑尾物料门 10 后送入预热通道， 将料筐沿料筐 的轨道向窑头方向移动， 被加热后经窑头物料门3移出 ； 冷空气在引风机12的作用下， 由吸 气孔 18 吸入， 在散热通道上由窑尾运动到窑头， 在经过夹层墙体孔 20 进入预热通道， 并。
20、由 窑头流动到窑尾， 最后经引风机 12 排出， 窑内空气的流速为 2.5 3.5m/s。 0024 上述操作无固定的执行顺序， 例如， 可同时执行镁熔坨的散热、 物料的加热和通冷 空气， 也可不同时执行。 0025 破碎后的物料尺寸可为 10cm 左右。在预热通道中预热的物料可直接送入三相电 弧炉 1 中进行熔炼。 0026 每12小时可将两个镁熔坨对称地送入两个散热通道， 每6小时可将一个装满物料 的料筐送入预热区域， 镁熔坨与物料在窑内滞留时间均为 84h， 窑长为 22.4m。 0027 使用本发明的装置， 最后可将物料预热到 320左右。 说 明 书 CN 104236315 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104236315 A 6 2/2 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 104236315 A 7 。