一种用于粒径100毫米以下颗粒状物料的焙烧炉

技术领域

本发明涉及热处理设备，尤其颗粒状物料的热处理调质设备，具体是一种用于粒径100毫米以下颗粒状物料的焙烧炉。

背景技术

物料的热处理和调质是制造业高质量发展和关键制造工艺的必要环节。目前国内外对颗粒状物料的热处理和调质，主要是利用匣钵或容器将被调对象放入不同的窑炉中进行间歇式或连续式处理，其窑炉主要梭式炉、竖式炉、隧道式窑炉，热源主要以燃气或电加热。物料通过窑炉热处理后性能得到改善，比如除去低熔点杂质、物料烧结后耐火度提高等。

现有的用于颗粒状物料的热处理及调质设备，其特点分别为：梭式炉属于间歇式窑炉，每次需要装炉，经升温保温和降温后，再出炉，其热效率低，人工成本高、周期长。竖式炉主要用于粒径100毫米以上混合颗粒状矿物的热处理，由于颗粒大，热处理时间长，用于处理粒径100毫米以下颗粒状物料物料时，则处理后质量不均一，且现有的竖式炉温度控制不准确、能耗较高。隧道式窑炉在处理粒径100毫米以下的颗粒状物料时，需要将物料装入匣钵内进行热处理，由于匣钵传热较慢加上匣钵自身吸热和损耗，因此，在进炉升温、出料过程中能耗较高，周期长。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种用于粒径100毫米以下颗粒状物料的焙烧炉，其采用简单的竖式结构窑炉对物料进行热处理及调质，克服了梭式炉、竖式炉和隧道式窑炉在处理100毫米以下颗粒状物料时的所有缺点，提高了物料处理效果的稳定性，除杂程度高，处理过程高效节能环保，能实现热处理过程的自动化，具有极高的实际应用价值。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于粒径100毫米以下颗粒状物料的焙烧炉，包括炉体、冷却风管、预热风管、循环风机、测温仪、加热管、出料装置和控制器；

所述的炉体由炉壳和固设于炉壳外部的保温层构成，炉壳内部具有炉膛，炉膛上部具有进料口、下部具有出料口，出料口连接有可控制出料量的出料装置；

所述的炉膛其内部从上到下依次分为过渡区、预热区、加热区和冷却区，过渡区上端连通进料口，下端连通预热区，预热区下端连通加热区，加热区下端连通冷却区，冷却区下端连通出料口；

所述的测温仪竖向设置在炉膛内部，用于分别测定预热区、加热区和冷却区的温度；

所述的冷却风管横向穿设于炉膛的冷却区，其进口端和出口端均位于炉体外部；

所述的预热风管位于炉膛的过渡区，其进口端通过第一回流管与冷却风管的出口端连通，预热风管的出口端分别连接排风管和循环风机的进风口；所述循环风机的出风口连接冷却风管的进口端，排风管上设有第一控制阀，用于调节排风量；

所述的冷却风管其进口端通过补风管连接有冷风机，所述补风管设有第二控制阀，用于调节补风量；

所述的加热管竖向设置在炉膛内部，其上端位于预热区内，下端位于加热区底部，加热管内设有热源，加热管的加热温度不超过1500摄氏度。

所述的控制器其输入端连接测温仪的数据输出端，控制器的输出端分别连接出料装置的驱动电机、加热管的功率调节器、冷风机的开关电路、第一控制阀和第二控制阀。

所述的加热管为电加热管或燃气加热管或者电加热管与燃气加热管的组合。

所述的出料装置为伺服电机驱动的螺旋绞龙。

所述的测温仪为多点式测温热电偶，其外部具有耐高温保护套，多点式测温热电偶的测温点包括测定预热区温度的第一测温点、测定加热区温度的第二测温点和测定冷却区温度的第三测温点。

所述的测温仪数量为多个，多个测温仪均布于炉膛内部。

所述的炉体其加热区的截面为圆形或者矩形。

所述的预热风管其出口端通过第二回流管与循环风机的进风口连接。

所述的第一控制阀和第二控制阀均为单向阀。

本发明的原理：

物料靠重力在炉体内从上往下降落，出料采用可控制出料量的螺旋绞龙，由此，物料在炉内的时间可控；此时，只需使保持进料口的料面高度（该功能由外部卸料装置实现，例如采用可控制卸料速度的传送带），即可实现连续生产；

可测定炉内不同深度的温度，通过调节热源功率及冷却风管的送风量，即可实现炉内温度可控；

由于时间和温度可控，可保证热处理及调质的产品质量稳定；

冷却气体经过冷却风管后升温，而后进入过渡区内的预热风管，将热量返回至炉内，实现了热量的循环使用，提高了能源利用率，同时节能环保。

本发明的有益效果：克服了梭式炉、竖式炉和隧道式窑炉在处理100毫米以下颗粒状物料时的所有缺点，提高了物料处理效果的稳定性，除杂程度高，处理过程高效节能环保，可实现热处理过程的自动化，具有极高的实际应用价值。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明一个实施例中加热管的分布示意图。

图3为本发明的控制原理图。

图中：1、炉壳，2、冷却风管，3、预热风管，4、循环风机，5、测温仪，6、加热管，9、第一控制阀，10、第二控制阀，11、进料口，12、出料口，14、冷风机，22、补风管，23、第一回流管，31、排风管，34、第二回流管，71、伺服电机，72、螺旋绞龙，81、过渡区，82、预热区，83、加热区，84、冷却区，101、保温层。

具体实施方式

下面将结合说明书附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2、图3所示，一种用于粒径100毫米以下颗粒状物料的焙烧炉，包括炉体、冷却风管2、预热风管3、循环风机4、测温仪5、加热管6、出料装置和控制器；

所述的炉体由炉壳1和固设于炉壳外部的保温层101构成，炉壳1内部具有炉膛8，炉膛8上部具有进料口11、下部具有出料口12，出料口12连接有可控制出料量的出料装置；所述的出料装置为伺服电机71驱动的螺旋绞龙72；

所述的炉膛8其内部从上到下依次分为过渡区81、预热区82、加热区83和冷却区84，过渡区81上端连通进料口11，下端连通预热区82，预热区82下端连通加热区83，加热区83下端连通冷却区84，冷却区84下端连通出料口12；

所述的测温仪5竖向设置在炉膛8内部，用于分别测定预热区82、加热区83和冷却区84的温度；具体的，预热区与加热区的边界如图1中虚线所示，其并非一个固定的位置，而是根据产品热处理要求根据经验设定，预热区对应具有测温仪5的测温点；

所述的冷却风管2横向穿设于炉膛8的冷却区84，其进口端和出口端均位于炉体外部；

所述的预热风管3位于炉膛8的过渡区81，其进口端通过第一回流管23与冷却风管2的出口端连通，预热风管3的出口端分别连接排风管31和循环风机4的进风口；所述循环风机4的出风口连接冷却风管2的进口端，排风管31上设有第一控制阀9，用于调节排风量；

所述的冷却风管2其进口端通过补风管22连接有冷风机14，所述补风管22设有第二控制阀10，用于调节补风量；

所述的加热管6竖向设置在炉膛8内部，其上端位于预热区82内，下端位于加热区83底部，加热管6内设有热源，加热管的加热温度不超过1500摄氏度。

所述的控制器其输入端连接测温仪的数据输出端，控制器的输出端分别连接出料装置的驱动电机、加热管6的功率调节器、冷风机14的开关控制电路、第一控制阀和第二控制阀。具体的，加热管6的功率调节器、冷风机14的开关控制电路以及测温仪5均属现有技术，控制器与测温仪5、出料装置的驱动电机、加热管6的功率调节器、冷风机14的开关控制电路、第一控制阀、第二控制阀的连接也属于现有技术，此处不再赘述。本发明的控制系统如图3所示，其与现有技术的区别在于，采用了自动控制，设定了不同的温度区域，并根据这些温度区域的反馈值进行合理控制。

本发明的原理如下：

初始时，物料从进料口11进入炉膛，出料装置不运行；当加热区温度符合要求后，再开启出料装置，根据热处理要求的时间调整出料速度，根据出料的温度要求开启循环风机4和冷却风机14；在时间和所出物料温度符合要求前，出料口所出物料可通过外部设备返回至进料口11；

调整出料温度时，若冷却不足，则调整排风管31上的第一控制阀9，增大排风量，减少进入第二回流管34的空气，同时调整补风管22上的第二控制阀10，增大冷却空气的流量；若出料温度不够，则减小排风量，并减小补风管22的补风量。即：通过这两个控制阀，可以控制整个空气流通管路中的冷、热风比例，从而控制整个空气流通管路中的温度，以满足具体的热处理要求。

所述的加热管6为电加热管或燃气加热管或者电加热管与燃气加热管的组合。具体的，采用电加热管时，管体为直管，电源从管体顶部引入；采用燃气加热管时，管体为直管或者螺旋管，气源从加热管底部引入，如图1所示，即为采用一个燃气加热管的示例；电加热管和燃气加热管的安装及防护属于现有技术，此处不再赘述。在本发明的一个实施例中，如图2所示，加热管6为电加热管与燃气加热管的组合，其结构包括多个加热管6，多个加热管6中既有电加热管，又有燃气加热管。

所述的测温仪5为多点式测温热电偶，其外部具有耐高温保护套，多点式测温热电偶的测温点包括测定预热区82温度的第一测温点、测定加热区83温度的第二测温点和测定冷却区84温度的第三测温点。具体，多点式测温热电偶为现有技术，其安装和固定也属于现有技术。

所述的测温仪5数量为多个，多个测温仪5均布于炉膛内部。

所述的炉体其加热区83的截面为圆形或者矩形。

所述的预热风管3其出口端通过第二回流管34与循环风机4的进风口连接。

所述的第一控制阀9和第二控制阀10均为单向阀。

本发明与现有技术相比较，其优点在于：出料可控，因此，物料在炉内的时间可控，便于实现连续生产；加热温度、出料温度均可控，因此整体炉况可控，可保证热处理及调质的产品质量稳定；冷却气升温后经预热风管冷却，将热量返回至炉内，减少了能源损耗，设备整体环保高效。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明未详述部分为现有技术。