(10)申請公布號 CN 102978419 A
(43)申請公布日 2013.03.20C N 102978419 A
*CN102978419A*
(21)申請號 201210549028.1
(22)申請日 2012.12.17
C22B 23/02(2006.01)
(71)申請人江西稀有稀土金屬鎢業集團有限公
司
地址330046 江西省南昌市北京西路118號
(72)發明人馮春生
(74)專利代理機構北京王景林知識產權代理事
務所 11320
代理人王景林
梁波
(54)發明名稱
將無水氯化鈷燒成氧化鈷產品連電加熱整體
旋轉的電阻爐
(57)摘要
一種用于生產氧化鈷類產品的電阻爐，其特
征在于，包括：以無水氯化鈷為原料直接進行煅
燒的爐腔，爐腔的側壁外圍設有保溫層；在該爐
腔的外側壁面上設有溫度可控的加熱裝置及溫度
傳感器；呈圓柱形的爐體可轉動地被支承在支架
上，而且該爐體設有唯一的進出料口；爐體一端
可傾斜(0至50度)，在爐體兩端的中心自里向外
設有與旋轉接頭相連的鋼管，分別用于輸入和輸
出氣體。本發明可避免產品中混入設備的金屬雜
質，可使生產氧化鈷類產品的工藝流程縮短，產品
的品質高，對環境無污染。
(51)Int.Cl.
權利要求書1頁 說明書4頁 附圖1頁
(19)中華人民共和國國家知識產權局(12)發明專利申請
權利要求書 1 頁 說明書 4 頁 附圖 1 頁
1/1頁
1.一種用于生產氧化鈷類產品的電阻爐，其特征在于，包括：
以無水氯化鈷(優選地，無水氯化鈷可用氯化鈷溶液經噴霧干燥設備直接制取)為原料直接進行煅燒的爐腔，爐腔的側壁外圍設有保溫層；在該爐腔的外側壁面上設有溫度可控的加熱裝置及溫度傳感器；呈圓柱形的爐體可轉動地被支承在支架上，而且該爐體設有唯一的進出料口、并設有可用于裝卸密封方塞及出料方套的定位裝置，爐體可向一端傾斜(0至50度)，在爐體兩端的中心自里向外設有與旋轉接頭相連的不銹鋼管，分別用于輸入和輸出氣體(優選地，氣體量可通過閘閥開關和流量計控制)。 2.如權利要求1所述的電阻爐，其特征在于，在爐體最里層設有陶瓷材料的長筒形爐襯，在爐襯兩端中心各連接一根高溫石英管，在出氣方向爐襯端板上開有一個進出料口、并配有陶瓷材料的進出料蓋。
3.如權利要求1所述的電阻爐，其特征在于，在爐體里面第二層設有由310S 不銹鋼制造組合成的密封圓筒，從進氣側至出氣側順序連接為，316L 不銹鋼閘閥開關、流量計、高溫密封旋轉接頭、310S 不銹鋼管、310S 不銹鋼帶底圓筒、高溫柔性石墨密封卷、310S 圓筒端蓋板(蓋板上開有一個與爐襯端板對應的進出料口)、310S 不銹鋼管、高溫密封旋轉接頭、316L 不銹鋼閘閥開關。
4.如權利要求1所述的電阻爐，其特征在于，在密封圓筒的外側板面均勻布置帶高溫石英短環管絕緣材料隔離的電加熱絲和熱傳感器，在短環石英管外圍焊有310S 不銹鋼板材質的保護定位套，在保護定位套外層及密封圓桶的兩端均輔有硅酸鋁保溫棉，保溫棉外再包一層圓筒形組合鋼板外套，在排氣方向，外套端板上開有與里面兩層對應的進出料口。
5.如權利要求1所述的電阻爐，其特征在于，爐體定位于四個帶擋邊的鋼輪上、經安全保護架固定在一矩形槽鋼架上，槽鋼架通過鉸鏈與支座(進出料端)相連接，槽鋼架橫向的中部設有一轉動軸，轉動軸與油缸的伸縮桿相連接，缸體經旋轉支座固定在地面水泥基礎上，槽鋼架一端可作升降活動，四個定位輪分別由兩根鋼軸連接并經軸承座延伸，在軸頭裝一鏈輪，經鏈條與動力減速箱上鏈輪連接，在電機帶動下四個定位輪可同向、同步轉動。
6.如權利要求1所述的電阻爐，其特征在于，加熱裝置為電加熱裝置，在進氣方向的不銹鋼管(距保溫外殼25厘米處，)外圈上焊有兩條180度對稱的凹形梢鍵，梢鍵上定位裝有一個六位互相絕緣的集電滑環，集電滑環內徑大于不銹鋼管外徑20毫米；在所述隔離空間處，設有冷卻風機，以對準吹風冷卻，使集電滑環不受高溫影響，避免因絕緣破壞而造成電源短路；六位集電滑環其中兩位將溫度傳感器信號經對應碳刷引入到電控柜中的PID 多段智能溫控儀表，四位將電控柜加熱電源經對應碳刷引入到爐體電加熱絲上。權 利 要 求 書CN 102978419 A
將無水氯化鈷燒成氧化鈷產品連電加熱整體旋轉的電阻爐
技術領域
[0001] 本發明涉及一種用于生產氧化鈷類產品的電阻爐，即以無水氯化鈷為原料直接高溫鍛燒成氧化鈷類產品的電阻爐，尤其涉及將無水氯化鈷燒成氧化鈷產品連電加熱整體正反旋轉的電阻爐。
技術背景
[0002] 電阻隧道爐是鈷金屬行業制備氧化鈷的主要設備。目前，市場上生產氧化鈷的普遍方法是：采用氯化鈷溶液為原料用濕法沉淀工藝制備出碳酸鈷，然后，用電阻隧道爐對碳酸鈷進行鍛燒，最終獲得氧化鈷。傳統的用無水碳酸鈷原料高溫鍛燒成氧化鈷的電阻隧道爐設備存在以下缺陷：制備碳酸鈷工藝流程長、期間產生的氨氮廢水處理成本高，而且用制備出的碳酸鈷經鍛燒后的氧化鈷品質不易控制。
[0003] 根據現有技術的電阻隧道爐，將物料裝入耐溫耐酸陶瓷匣缽中、從爐體一端推進，另一端推出，物料在整個鍛燒過程中是靜止不動的，這樣，流入爐中的氧化氣體無法深入到物料的中底層、不能使物料同時均勻充分反應，造成鍛燒時間長及鍛燒后的氧化鈷成份與物相組成均一性差。然而，市場需要一種能夠直接把無水氯化鈷(無水氯化鈷可用氯化鈷溶液經噴霧干燥設備直接制取)物料鍛燒成氧化鈷的電阻爐，以取消由氯化鈷溶液制備碳酸鈷的整個濕法沉淀工藝流程，也就沒有氨氮廢水產生，從而大幅降低生產成本。[0004] 遺憾的是，現有技術的隧道電阻爐都不能直接鍛繞無水氯化鈷。
發明內容
[0005] 本發明的目的是提供一種用于生產氧化鈷類產品的電阻爐，其不僅能鍛燒碳酸鈷，而且能直接將無水氯化鈷鍛燒成氧化鈷，并能將煅燒物料時所產生的氯化氫廢氣收集回用。
[0006] 為此，本發明提供了一種用于生產氧化鈷類產品的電阻爐，其特征在于，包括：以無水氯化鈷(優選地，無水氯化鈷可用氯化鈷溶液經噴霧干燥設備直接制取)為原料直接進行煅燒的爐腔，爐腔的側壁外圍設有保溫層；在該爐腔的外側壁面上設有溫度可控的加熱裝置及溫度傳感器；呈圓柱形的爐體可轉動地被支承在支架上，而且該爐體設有唯一的進出料口、并可用于裝卸密封方塞及出料方套的定位裝置，爐體可向一端傾斜(0至50度)，在爐體兩端的中心自里向外設有與旋轉接頭相連的不銹鋼管，分別用于輸入和輸出氣體(優選地，氣體量可通過閘閥開關和流量計控制)。
[0007] 在爐體最里層設有陶瓷材料的長筒形爐襯，在爐襯兩端中心各連接一根高溫石英管，在出氣方向爐襯端板上開有一個進出料口、并配有陶瓷材料的進出料蓋。
[0008] 在爐體里面第二層設有由310S不銹鋼制造組合成的密封圓筒，從進氣側至出氣側順序組合為，316L不銹鋼閘閥開關、流量計、高溫密封旋轉接頭、310S不銹鋼管、310S不銹鋼帶底圓筒、高溫柔性石墨密封卷、310S圓筒端蓋板(蓋板上開有一個與爐襯端板對應的進出料口)、310S不銹鋼管、高溫密封旋轉接頭、316L不銹鋼閘閥開關。
[0009] 在密封圓筒的外側板面均勻布置帶高溫石英短環管絕緣材料隔離的電加熱絲和熱傳感器，在短環石英管外圍焊有310S不銹鋼板材質的保護定位套，在保護定位套外層及密封圓桶的兩端均輔有硅酸鋁保溫棉，保溫棉外再包一層圓筒形組合鋼板外套，在排氣方向，外套端板上開有與里面兩層對應的進出料口。
[0010] 爐體定位于四個帶擋邊的鋼輪上、經安全保護架固定在一矩形槽鋼架上，槽鋼架通過鉸鏈與支座(進出料端)相連接，槽鋼架橫向的中部設有一轉動軸，轉動軸與油缸的伸縮桿相連接，缸體經旋轉支座固定在地面水泥基礎上，槽鋼架一端可作升降活動，四個定位輪分別由兩根鋼軸連接并經軸承座延伸，在軸頭裝一鏈輪，經鏈條與動力減速箱上鏈輪連接，在電機帶動下四個定位輪可同向、同步轉動。
[0011] 加熱裝置為電加熱裝置，在進氣方向的不銹鋼管(距保溫外殼25厘米處，)外圈上焊有兩條180度對稱的凹形梢鍵，梢鍵上定位裝有一個六位互相絕緣的集電滑環，集電滑環內徑大于不銹鋼管外徑20毫米；在所述隔離空間處，設有冷卻風機，以對準吹風冷卻，使集電滑環不受高溫影響，避免因絕緣破壞而造成電源短路；六位集電滑環其中兩位將溫度傳感器信號經對應碳刷引入到電控柜中的PID多段智能溫控儀表，四位將電控柜加熱電源經對應碳刷引入到爐體電加熱絲上。
[0012] 根據本發明電阻爐，直接將無水氯化鈷鍛燒出氧化鈷類產品，無水氯化鈷鍛燒時被封閉在陶瓷爐襯中，輸入的氧化或還原氣體經過流量計、閘閥開關的監控流入爐內，物料在爐體中經定位滾動鋼輪、電機及轉動機構的帶動下旋轉翻動，與氧化氣體充分接觸，使物料高溫反應均勻、徹底，反應過程釋放出的氯化氫氣體從另一端氣管、密封高溫旋轉接頭經引風機引出并用水吸收，整個鍛燒過程中物料、輸入和輸出的氣體不接觸設備的金屬部位，避免了產品中混入設備的金屬雜質。因此，本電阻爐可生產出高品質的氧化鈷類產品，可使生產氧化鈷類產品的工藝流程縮短，對環境無污染，并最終
大幅降低生產成本，。
附圖說明
[0013] 圖1是根據本發明的用于生產氧化鈷類產品的總裝配示意圖。
[0014] 圖2和圖3分別是本發明第一實施例和第二實施例的原理圖。
具體實施方式
[0015] 下面結合附圖和實施例進一步對本發明進行說明。根據本發明的電阻爐包括一圓柱形的爐體、它至少由以下七個系統組成。
[0016] 一、物料受熱反應并與金屬隔離系統：
[0017] 該系統屬圓柱爐體的最里層，它的中間部位是陶瓷材料做成的長圓筒形爐襯1(橫向擺放)，在圓筒形爐襯1的兩端板的中心各連接一根高溫石英管，在出氣方向爐襯端板上開有一個進出料口2、并配有同樣材質做成的進出料蓋4。該系統主要功能是將物料、進出氣體與設備的金屬部位完全隔離，使物料可完全避免在高溫下被所產生的金屬氧化物的污染。
[0018] 二、進出氣體密封系統：
[0019] 該系統是圓柱形爐體里的第二層，它的中間部位是由310S不銹鋼制造組合成的密封圓筒，連接方式為：進氣側→316L不銹鋼閘閥開關→流量計→316L不銹鋼軟管→高溫
密封旋轉接頭→310S不銹鋼管→310S不銹鋼帶底圓筒→高溫柔性石墨密封卷→310S圓筒端蓋板(蓋板上開有一個與爐襯端板對應的進出料口)→310S不銹鋼管→高溫密封旋轉接頭→316L不銹鋼軟管→316L不銹鋼閘閥開關→出氣側。該系統功能是：保護“系統一”中的部件并傳導熱能，具有完全密封性能，進氣能控制、廢氣能定向引出。
[0020] 三、加熱保溫系統：
[0021] 該系統在圓柱形爐體外殼與第二層之間，“系統二”密封圓筒的外側板面均勻密布帶高溫石英管材料隔離的電加熱絲和熱傳感器，在石英管外圍焊有310S不銹鋼板材質的保護定位套，在保護定位套外層及密封圓筒的兩端均輔有硅酸鋁保溫棉，保溫棉外再包一層圓筒形組合鋼板外套。在排氣方向、外套端板上開有與里面兩層對應的進出料口2。該系統功能是保護“系統一”中的部件并加熱鍛燒物料，阻隔加熱溫度向外傳遞。
[0022] 四、進出料口系統：
[0023] 該系統由“系統二”中310S圓筒端蓋板上的310S不銹鋼板定位進出料口方套、高溫柔性石墨密封
卷、可拆卸的310S不銹鋼保溫方塞4、可拆卸的316L不銹鋼板陶瓷出料方套、及“系統三”外套不銹鋼端板上的進出料口4的不銹鋼定位螺絲組成。該系統功能是物料鍛燒時能密封料口2，出料時不污染物料。
[0024] 五、定位升降及旋轉系統：
[0025] 該系統由四個帶定位擋邊能轉動的鋼輪固定在一矩形槽鋼架上，槽鋼架兩端經兩個活動鉸鏈與“系統五”的支座系統焊接定位，槽鋼架橫向正中間裝一可轉動軸，轉動軸中間連接油缸的伸縮桿，缸體經旋轉支座固定在地面基礎上。槽鋼架一端可作升降活動，中間向上面裝有一套帶轉動壓輪的門框形狀的保護槽鋼，將“系統一”、“系統二”和“系統三”組成的旋轉鋼板圓筒包圍在中間。四個定位輪分別由兩根鋼軸連接并經軸承座延伸，在軸頭裝一鏈輪，經鏈條與動力減速箱上鏈輪連接，在電機帶動下四個定位輪可同向同步轉動。該系統的主要功能是將“系統一”、“系統二”和“系統三”組成的密封鍛燒爐體安全牢固地定位于能單端分別升降的槽鋼架上，并能在動力帶動下旋轉，物料燒好后爐體一端升高傾斜出料。
[0026] 六、支座系統：
[0027] 由槽鋼焊接而成，長方架形，通過地腳螺絲固定在地面基座上。該系統的主要功能是承受前文所述五個系統組成的整個旋轉密封鍛燒爐體重量及該設備的定位安裝。[0028] 七、供電和自動控制系
統：
[0029] 在“系統二”中進氣方向的不銹鋼管(距保溫外殼十厘米處)外圈上焊有兩條180度對稱的凹形梢鍵，梢鍵上定位裝有一個六位互相絕緣的集電滑環10，集電滑環內徑大于不銹鋼管外徑20毫米，并加裝小型風機14對滑環與鋼管間隙處吹風冷卻。六位集電滑環10設有防護罩15，其中兩位將溫度傳感器信號經對應碳刷引入到電控柜9中的PID多段智能溫控儀表，四位將電控柜9的加熱電源經對應碳刷引入到爐體電加熱絲上。旋轉電機電源從電控柜旋轉控制系統(變頻調速)直接引出。該系統的主要功能是通過集電滑環解決了帶電熱保溫在內的整個爐體連續旋傳工作時的線路連接，及爐料鍛燒工藝所需的各時段、時間溫度的控制。
[0030] 如圖2和3所示，本發明的實施步驟如下：所需鍛燒物料經專用工具從進出料口2送入爐內的陶瓷內桶1、再用高溫密封圈3和密封方塞4將物料密封于陶瓷內桶1。送電給
