[實用新型]鐵硫化物礦粉脫硫焙燒和氮化處理多功能微波冶煉設備

無效

• 申請號: 200720117586.5
• 申請日: 2007-12-03
• 公開（公告）號: CN201289293Y
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 吳新濱
• 申請（專利權）人: 吳新濱
• 主分類號: F27B9/02
• 分類號: F27B9/02;F27B9/24;F27B9/12;F27B9/30;F27B9/36;F27B9/40;C22B1/00
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技術領域

本發明創造涉及微波的應用技術、微波對鐵的硫化物礦粉進行脫硫焙燒和氮化處理的技術、工藝和設備技術，特別涉及一種能滿足工業化批量生產的多功能微波冶煉設備。

背景技術

鐵的硫化物有多種形式，常見的有：FeS、FeS₂、Fe₃S₄、Fe_0.885S和Fe_0.98S等；這些鐵硫化物的金屬鐵物質的提煉以及含硫物質的提取，在目前大批量工業化生產的情況下通常使用爐、窯并以煤或焦炭為燃燒介質的傳統加熱方式進行提取，其加熱溫度通常在780℃—920℃之間，而用這種加熱方式的脫硫焙燒，直接的后果是產生較大的空氣和環境污染，脫硫時間長，工作效率較低，且能源利用率不高，熱效率低。另外，傳統方式的礦粉脫硫焙燒工藝與鐵粉的氮化工藝是分開并各自單獨進行的，不能同時進行。到目前為止，傳統技術無法做到將這兩道工藝合并在一臺設備內同時完成。

因為鐵硫化物礦粉物質是一種非常良好的微波吸收介質，又是很好的極性材料，它在微波作用下，其微波能對鐵硫化物礦粉物質進行極化，使得被極化的極性鐵硫化物礦粉物質在高頻的交變微波電磁波作用下，產生高頻振蕩的劇烈運動，導致這些極性分子相互間摩擦損耗，使得微波電磁能迅速轉化為熱能，也就是說，微波加熱原理及過程就是介質材料自身損耗電磁能量而產生熱量的過程。通過微波對鐵硫化物礦粉的迅速加熱，使得鐵硫化物礦粉中的硫元素與空氣中含有的氧原子發生反應生成“硫——氧氣化物”，氣體隨即被水冷凝回收，脫硫便完成了。由于微波有促進化學反應的作用，所以，實際脫硫所需的溫度可比用傳統加熱方法所需的脫硫溫度低60℃—100℃。

為了使經過脫硫焙燒的微粒鐵粉不再被氧化，能被廣泛應用于粉末冶金領域，需對鐵粉進行氮化處理，即將鐵粉在微波加熱狀態下，充入高純度氮氣，使鐵粉顆粒的表面被氮氣鈍化，其加熱溫度控制在810℃—860℃之間，這樣，鐵粉再經細磨和磁選，就能成為高性能的粉末冶金用的基料。

本發明創造所涉及的一種多功能微波冶煉設備，是能將鐵硫化物礦粉的脫硫焙燒工藝與鐵粉的同步氮化工藝合二為一的一種微波冶煉設備，且同樣能應用于鐵氧化物礦粉的脫氧還原工藝與鐵粉的同步氮化工藝。它能連續進料、連續出料，滿足大批量、工業化連續生產的要求。這項復合工藝和所對應的多功能微波冶煉設備，是目前國內鋼鐵工業中的一項空白。因此，本發明創造的技術含量和重大意義就不言而喻。

發明內容

針對傳統技術所存在的種種不足，本發明創造的目的是提供一種能縮短工藝流程、簡化工序、無氣體污染、高效節能、投資少、自動化控制程度高、能實現快速批量工業化生產、且是利用了微波對鐵硫化物礦粉加熱原理進行產品整體設計的多功能微波冶煉設備。

本發明創造的另一個目的是確定了在微波作用下鐵硫化物礦粉脫硫焙燒工藝與鐵粉的氮化工藝的同步實施方法和提供了一種能同時實施這兩項復合工藝的多功能微波冶煉設備。

本發明采用如下技術方案：一種鐵硫化物礦粉的脫硫焙燒和氮化處理的多功能微波冶煉設備，主機外形呈長方體箱式造型，它包括結構機架、微波發生和控制裝置、紅外測溫裝置、自動控制裝置、連續進料斗、螺旋狀連續運料攪拌桿、石英高溫反應管、供氣裝置、排氣裝置、分段彈性隔離裝置、氣體收集冷凝裝置、供液裝置、水氣兩用冷卻裝置、動力同步調速傳動裝置、出口閥門、等五邊形微波發射箱安裝架，由三組螺旋狀連續運料攪拌桿按上中下三層疊加水平布置，并以此為中心形成三個相互獨立的工作腔體和物料輸送管道，在上層和中間層內還分別設有微波發生和控制裝置、紅外測溫裝置、石英高溫反應管、供氣裝置、排氣裝置、氣體收集冷凝裝置、供液裝置和等五邊形微波發射箱安裝架；在下層設有水氣兩用冷卻裝置、出口閥門；在上層、中間層和下層的兩層分隔處及下層出口處每處設有一個分段彈性隔離裝置，在連續進料斗下部設置分段彈性隔離裝置；在結構機架上部設有連續進料斗、動力同步調速傳動裝置；主機與可移動安裝的自動控制裝置之間由線纜聯接。

在上層和中間層內所設的螺旋狀連續運料攪拌桿都是套在石英高溫反應管內的，這兩個部件能分別作不等速反向旋轉；可以在每一層的螺旋狀連續運料攪拌桿和石英高溫反應管設置時用多段設置的方法布置，以滿足設備設計時要求的特定長度。

在下層內所設的螺旋狀連續運料攪拌桿的外部為不銹鋼金屬板圓形筒體，環繞筒體外表設置水氣兩用冷卻裝置的冷卻紫銅管須分段纏繞設置，有多個進水(氣)口和出水(氣)口，在螺旋狀連續運料攪拌桿出口端部開有出料孔，安裝一個分段彈性隔離裝置和出口閥門。