一種大功率微波高溫冶煉裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】一種大功率微波高溫冶煉裝置
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于微波能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大功率微波高溫冶煉裝置，用于微波高溫金屬冶煉等工業(yè)生產(chǎn)。
【背景技術(shù)】
[0003]微波技術(shù)具有能耗低、反應(yīng)時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)物產(chǎn)率增加等特點(diǎn)，引起科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的廣泛研究。自我國(guó)在紅土鎳鐵礦上投資熱情以來(lái)，隨著鎳鐵資源的充足供應(yīng)和紅土礦資源價(jià)格的上漲，使得鎳鐵價(jià)格大幅度回落，采用傳統(tǒng)的火法和濕法處理工藝冶煉鎳鐵的經(jīng)濟(jì)性變差，同時(shí)也存在著能耗高、污染大、不適合處理鎳品位低的紅土礦等缺陷。據(jù)研究表明，采用微波技術(shù)還原紅土鎳礦，可以將傳統(tǒng)的冶煉工藝溫度大大降低，改變了紅土鎳鐵礦冶煉的傳統(tǒng)工藝，不但可以提高紅土鎳鐵礦的利用率還提高了鎳鐵合金的質(zhì)量。微波作為一種清潔能源，替代傳統(tǒng)的方法，符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的政策，因此采用微波技術(shù)冶煉鎳鐵將成為一種研究趨勢(shì)。大功率微波高溫冶煉裝置還可以用于其它的高溫試驗(yàn)，如鈦鐵礦、錳鐵礦、黃鐵礦等礦石的冶煉，未來(lái)煤干餾項(xiàng)目、固態(tài)廢物焚燒、含油污泥凈化項(xiàng)目工作溫度都在300°C -1500°C范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作方便，冶煉速度快，工作效率高，加熱時(shí)間短，成本低，綠色環(huán)保，安全性能好的大功率微波高溫冶煉裝置。
[0005]技術(shù)方案，為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
一種大功率微波高溫冶煉裝置，它包括微波能發(fā)生器、與微波能發(fā)生器相連的微波饋能系統(tǒng)、與微波饋能系統(tǒng)相連的微波能應(yīng)用腔體、安裝在微波能應(yīng)用腔體外部的腔體外部冷卻系統(tǒng)和活動(dòng)安裝在微波能應(yīng)用腔內(nèi)的爐門(mén)推車(chē)，所述的微波能應(yīng)用腔體連接有排氣抽真空系統(tǒng)，微波能應(yīng)用腔體的上部安裝有測(cè)溫監(jiān)視系統(tǒng)，微波能應(yīng)用腔體外部安裝有隔熱保護(hù)裝置。
[0006]其中微波能發(fā)生器產(chǎn)生大功率微波能量，經(jīng)過(guò)微波饋能系統(tǒng)，進(jìn)入微波能應(yīng)用腔體，作用于爐門(mén)推車(chē)上的物料；腔體外部冷卻結(jié)構(gòu)保證腔壁在物料升溫至1500°C高溫工作時(shí)的可靠性；排氣抽真空系統(tǒng)平衡腔體內(nèi)部壓力，腔體內(nèi)可以產(chǎn)生負(fù)壓；測(cè)溫監(jiān)視系統(tǒng)測(cè)量物料及腔壁的溫度，監(jiān)視物料在爐內(nèi)的變化；隔熱保護(hù)裝置為隔熱保護(hù)作用，同時(shí)可做為保溫框架。
[0007]作為優(yōu)選方案，以上所述的大功率微波高溫冶煉裝置，所述的微波能發(fā)生器產(chǎn)生微波能功率為75kW，頻率為915MHz。
[0008]作為優(yōu)選方案，以上所述的大功率微波高溫冶煉裝置，所述的微波饋能系統(tǒng)包括通過(guò)法蘭依次連接的三端環(huán)形器、直波導(dǎo)、E面波導(dǎo)、Η面波導(dǎo)、波導(dǎo)三螺釘調(diào)配器、氮化硼或氮化硅板組合和波導(dǎo)喇叭天線；優(yōu)選水冷式波導(dǎo)喇叭天線；
其中三端環(huán)形器與微波能發(fā)生器相連，波導(dǎo)喇叭天線與微波能應(yīng)用腔體連接。
[0009]作為優(yōu)選方案，以上所述的大功率微波高溫冶煉裝置，所述的微波能應(yīng)用腔體為不銹鋼金屬微波諧振腔；腔體頂部為拱頂或平頂；腔體后側(cè)設(shè)有與排氣抽真空系統(tǒng)相連的排氣管道；腔體頂部和側(cè)壁設(shè)有五個(gè)抑制套筒和一個(gè)抑制法蘭，抑制套筒內(nèi)插入有測(cè)溫裝置，抑制法蘭上安裝有攝像裝置；腔體的頂部和側(cè)壁各開(kāi)有微波饋入口，微波通過(guò)波導(dǎo)喇叭天線從腔體的頂部和側(cè)壁的微波饋入口饋入到微波能應(yīng)用腔體內(nèi)。
[0010]作為優(yōu)選方案，以上所述的大功率微波高溫冶煉裝置，所述的腔體外部冷卻系統(tǒng)焊接在微波能應(yīng)用腔體上，腔體外部冷卻系統(tǒng)包括六面水冷套及與六面水冷套相連的進(jìn)水和出水管路，水冷套內(nèi)焊接有用于改變水流向的隔板，各水冷套的下部設(shè)有進(jìn)水口，上部設(shè)有出水口，水冷套的進(jìn)水管路上設(shè)有流量閥，出水管路上設(shè)有溫度閥；進(jìn)水量的大小通過(guò)進(jìn)水流量閥與出水溫度閥調(diào)控，出水溫度低于50°c。
[0011]作為優(yōu)選方案，以上所述的大功率微波高溫冶煉裝置，所述的爐門(mén)推車(chē)包括推車(chē)，焊接在推車(chē)外側(cè)的爐門(mén)，安裝在推車(chē)上的物料支架，放置在物料支架上的坩禍；所述的爐門(mén)上設(shè)有有兩道密封條，一道為抑制微波泄漏的密封條，另一道為排氣抽真空密封條。
[0012]作為優(yōu)選方案，以上所述的大功率微波高溫冶煉裝置，所述的排氣抽真空系統(tǒng)包括依次相連的高壓風(fēng)機(jī)、排氣管道和靜壓箱。靜壓箱與腔體后側(cè)的排氣管道連接。
[0013]作為優(yōu)選方案，以上所述的大功率微波高溫冶煉裝置，所述的測(cè)溫監(jiān)視系統(tǒng)包括一個(gè)非接觸式紅外測(cè)溫儀、四個(gè)接觸式熱電偶測(cè)溫儀和一個(gè)攝像裝置。測(cè)量物料溫度的紅外測(cè)溫范圍為400~1600°C，熱電偶測(cè)溫范圍0~1600°C，通過(guò)微波腔體頂部的兩個(gè)抑制套筒插入微波能應(yīng)用腔體內(nèi)部坩禍內(nèi)的物料中。測(cè)量環(huán)境溫度的熱電偶測(cè)溫范圍為0~1100°C，分別位于微波能應(yīng)用腔體側(cè)壁與頂部。攝像系統(tǒng)位于微波能應(yīng)用腔體頂部，監(jiān)視微波能應(yīng)用腔體的情況及物料的變化。
[0014]作為優(yōu)選方案，以上所述的大功率微波高溫冶煉裝置，所述的隔熱保護(hù)裝置對(duì)微波能應(yīng)用腔體的底座進(jìn)行支撐，隔熱保護(hù)裝置的底部設(shè)有兩條金屬導(dǎo)軌支撐爐門(mén)推車(chē)進(jìn)入微波能應(yīng)用腔體內(nèi)部；隔熱保護(hù)裝置的正面設(shè)有四個(gè)爐門(mén)壓緊裝置，用于壓緊爐門(mén)推車(chē)。隔熱保護(hù)裝置的各面進(jìn)行覆板隔溫，防止人靠近設(shè)備而被損傷，可為保溫材料提供安裝支撐。
[0015]有益效果:本發(fā)明提供的大功率微波高溫冶煉裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)占.1、本發(fā)明提供的大功率微波能發(fā)生器，可極大的降低高溫金屬冶煉的溫度，提高冶煉速度，減少加熱時(shí)間。如紅土鎳鐵礦的冶煉溫度從1700°C降到1400°C，可減少加熱時(shí)間，提高冶煉的工作效率。
[0016]2、本發(fā)明提高的微波饋能系統(tǒng)，采用三端環(huán)形器和調(diào)配波導(dǎo)組合，可有效降低微波能量的反射，既可提高微波能利用的效率，又可減小對(duì)微波能發(fā)生器的損害。
[0017]3、本發(fā)明采用氮化硼或氮化硅板組合，可阻擋微波能應(yīng)用腔體內(nèi)煙氣進(jìn)入波導(dǎo)，保證運(yùn)行安全，防止打火，安全性能更高。
[0018]4、本發(fā)明采用的微波饋能系統(tǒng)，采用頂饋和側(cè)饋組合，可以采用單臺(tái)微波能發(fā)生器饋入，也可以采用雙臺(tái)微波能發(fā)生器饋入，選擇方式靈活，可選功率范圍廣，因此應(yīng)用范圍更加廣泛。
[0019]5、本發(fā)明采用外部冷卻系統(tǒng)，可有效的降低腔體外壁的溫度，省去腔體內(nèi)部保溫材料的應(yīng)用，可解決保溫材料在高溫吸波，物料溫度上升慢的問(wèn)題，從而可大大增加微波能的利用率，節(jié)約生產(chǎn)成本。
[0020]6、本發(fā)明采用攝像裝置，可有效的監(jiān)視物料在微波高溫冶煉裝置內(nèi)的升溫變化及腔體的內(nèi)部情況，有效的研究物料的特性和生產(chǎn)工藝。
[0021]7、本發(fā)明采用排煙抽真空系統(tǒng)，可平衡腔體內(nèi)部壓力，保證物料在爐內(nèi)的還原環(huán)境，同時(shí)可抽負(fù)壓，增大微波高溫冶煉裝置的物料處理種類，應(yīng)用范圍更加廣泛。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明提供的大功率微波高溫冶煉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說(shuō)明如下。
[0024]如圖1所示，一種大功率微波高溫冶煉裝置，它包括微波能發(fā)生器(1)、與微波能發(fā)生器(1)相連的微波饋能系統(tǒng)(2)、與微波饋能系統(tǒng)(2)相連的微波能應(yīng)用腔體(3)、安裝在微波能應(yīng)用腔體(3)外部的腔體外部冷卻系統(tǒng)(4)和活動(dòng)安裝在微波能應(yīng)用腔體(3)內(nèi)的爐門(mén)推車(chē)(5)，所述的微波能應(yīng)用腔體(3)連接有排氣抽真空系統(tǒng)(6)，微波能應(yīng)用腔體
(3)的上部安裝有測(cè)溫監(jiān)視系統(tǒng)(7)，微波能應(yīng)用腔體(3)外部安裝有隔熱保護(hù)裝置(8)。
[0025]以上所述的大功率微波高溫冶煉裝置，所