公布日：2024.12.13
申請日：2024.08.22
分類號：C21B3/04(2006.01)I;C22B7/00(2006.01)I
摘要
本發明公開了一種酸洗污泥電爐處理設備，包括電爐本體、加料器和加料管道；所述加料器包括外筒、第一內筒、下封口器和驅動組件，所述第一內筒呈上口大、下口小的喇叭口形狀，第一內筒固定在外筒的內部，所述下封口器呈圓錐形，下封口器位于第一內筒之下，驅動組件驅動下封口器上下移動實現對第一內筒的開啟和封閉；所述外筒的下口通過加料管道與電爐本體連通。本發明的酸洗污泥電爐處理設備利用第一內筒配合圓錐形的下封口器實現加料通道的封閉和開啟，第一內筒之上的區域可以用于暫時存儲碚砂，加料器實現了電爐本體的自動化加料，提高了酸洗污泥中的金屬冶煉效率。
權利要求書
1.一種酸洗污泥電爐處理設備，其特征在于：包括電爐本體(100)、加料器(200)和加料管道(300)；所述加料器(200)包括外筒(210)、第一內筒(220)、下封口器(230)和驅動組件(240)，所述第一內筒(220)呈上口大、下口小的喇叭口形狀，第一內筒(220)固定在外筒(210)的內部，所述下封口器(230)呈圓錐形，下封口器(230)位于第一內筒(220)之下，驅動組件(240)驅動下封口器(230)上下移動實現對第一內筒(220)的開啟和封閉；所述外筒(210)的下口通過加料管道(300)與電爐本體(100)連通。
2.根據權利要求1所述的酸洗污泥電爐處理設備，其特征在于：所述加料器(200)還包括氣泵，氣泵與外筒(210)的內腔連通。
3.根據權利要求2所述的酸洗污泥電爐處理設備，其特征在于：所述外筒(210)的內壁設置有噴口朝下的噴嘴(211)，噴嘴(211)與氣泵連接；當下封口器(230)開啟，加料器(200)向加料管道(300)內加料時，氣泵啟動，噴嘴(211)自上而下向加料管道(300)內噴氣。
4.根據權利要求3所述的酸洗污泥電爐處理設備，其特征在于：所述驅動組件(240)包括直線驅動器(241)、連桿(242)、轉軸(243)、擺臂(244)和吊鏈(245)，轉軸(243)安裝在外筒(210)的外壁，連桿(242)和擺臂(244)均固定在轉軸(243)上，直線驅動器(241)通過連桿(242)驅動轉軸(243)旋轉，轉軸(243)帶動擺臂(244)擺動，擺臂(244)的擺動端插入外筒(210)內部，擺臂(244)的擺動端安裝吊鏈(245)，吊鏈(245)的底端連接下封口器(230)。
5.根據權利要求3所述的酸洗污泥電爐處理設備，其特征在于：所述加料器(200)還包括第二內筒(250)、上封口器(260)和升降桿(270)，第二內筒(250)與第一內筒(220)結構一致，第二內筒(250)固定在外筒(210)內部，第二內筒(250)位于第一內筒(220)的正上方；上封口器(260)位于第二內筒(250)之上，升降桿(270)的上端和下端分別固定連接上封口器(260)和下封口器(230)；升降桿(270)上設置有兩個平行的圓板(271)；所述驅動組件(240)包括直線驅動器(241)、連桿(242)、轉軸(243)、擺臂(244)和撥桿(246)，轉軸(243)安裝在外筒(210)的外壁，連桿(242)和擺臂(244)均固定在轉軸(243)上，直線驅動器(241)通過連桿(242)驅動轉軸(243)旋轉，轉軸(243)帶動擺臂(244)擺動，擺臂(244)的擺動端插入外筒(210)內部，擺臂(244)的擺動端焊接撥桿(246)，撥桿(246)插入兩個平行的圓板(271)之間的間隙；擺臂(244)帶動撥桿(246)擺動時，撥桿(246)帶動升降桿(270)以及固定在升降桿(270)上的上封口器(260)和下封口器(230)上下平移；升降桿(270)的長度滿足條件：上封口器(260)封閉第二內筒(250)與下封口器(230)封閉第一內筒(220)這兩種狀態不會同時出現。
6.根據權利要求5所述的酸洗污泥電爐處理設備，其特征在于：所述外筒(210)的內部設置有導向筒(212)，所述升降桿(270)從導向筒(212)內穿過。
7.根據權利要求6所述的酸洗污泥電爐處理設備，其特征在于：所述上封口器(260)的上表面呈圓錐形。
8.根據權利要求1所述的酸洗污泥電爐處理設備，其特征在于：所述電爐本體(100)包括爐體(110)和電極(120)，電極(120)插入爐體(110)，爐體(110)連接加料管道(300)，爐體(110)表面設置有合金出口和熔渣出口。
9.根據權利要求8所述的酸洗污泥電爐處理設備，其特征在于：所述電爐本體(100)還包括升降器(130)，升降器(130)安裝在爐體(110)的正上方，升降器(130)驅動電極(120)在爐體(110)內升降。
10.根據權利要求9所述的酸洗污泥電爐處理設備，其特征在于：所述升降器(130)包括基座(131)、液壓缸(132)、卡座(133)和引導輪(134)，液壓缸(132)和引導輪(134)均安裝在基座(131)上，液壓缸(132)的伸縮桿與卡座(133)鉸接，卡座(133)與電極(120)的尾部固定連接，引導輪(134)圍繞電極(120)的周向分布。
發明內容
本發明要解決的技術問題是現有技術中缺乏能夠冶煉不銹鋼酸洗污泥中的金屬的設備。
為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種酸洗污泥電爐處理設備，包括電爐本體、加料器和加料管道；
所述加料器包括外筒、第一內筒、下封口器和驅動組件，所述第一內筒呈上口大、下口小的喇叭口形狀，第一內筒固定在外筒的內部，所述下封口器呈圓錐形，下封口器位于第一內筒之下，驅動組件驅動下封口器上下移動實現對第一內筒的開啟和封閉；所述外筒的下口通過加料管道與電爐本體連通。
本發明的酸洗污泥電爐處理設備主要用于冶煉不銹鋼酸洗污泥中的金屬，具體做法是首先將不銹鋼酸洗污泥干燥，然后采用炭粉等還原劑對酸洗污泥進行高溫還原處理，將酸洗污泥中的多種金屬元素轉化為金屬鹽或者金屬氧化物，這種含有金屬鹽以及酸洗污泥中其他雜質的混合物在行業中被稱為碚砂；最后，碚砂通過加料器和加料管道進入電爐本體內冶煉，電爐本體將碚砂熔化，分離出其中的液態金屬合金，再交由鑄造設備澆鑄出合金錠回收利用。本發明中的加料器采用第一內筒配合圓錐形的下封口器實現加料通道的封閉和開啟，第一內筒之上的區域可以用于暫時存儲碚砂，在需要加料時，驅動組件控制下封口器下行，碚砂經第一內筒的下口進入加料管道，最后流入電爐本體中。
在本發明中，電爐本體內的碚砂在高溫熔化過程中會產生多種有害氣體，這些有害氣體會被引導至其他處理設備進行凈化處理然后排放至大氣中，這意味著本發明中的電爐本體內一直存在有害氣體，當加料器中的第一內筒下口打開進行加料作業時，會有少量的有害氣體從加料器處逃逸。雖然這些逃逸的有害氣體量非常少，不會造成環保問題，但是這些少量的有害氣體氣味很重，造成本發明的酸洗污泥電爐處理設備附近總是有一些難聞的氣味，影響工作環境也威脅工人的健康。為了克服這一缺陷，本發明的加料器還包括氣泵，氣泵與外筒的內腔連通，在進行加料作業時，氣泵啟動向外筒中不斷充入空氣，在外筒內形成局部高氣壓，阻止電爐本體中的有害氣體通過加料管道外溢。
進一步的，所述外筒的內壁設置有噴口朝下的噴嘴，噴嘴與氣泵連接；當下封口器開啟，加料器向加料管道內加料時，氣泵啟動，噴嘴自上而下向加料管道內噴氣，這些指向加料管道的氣流可以有效阻止加料管道內的有害氣體外溢。
具體的，所述驅動組件包括直線驅動器、連桿、轉軸、擺臂和吊鏈，轉軸安裝在外筒的外壁，連桿和擺臂均固定在轉軸上，直線驅動器通過連桿驅動轉軸旋轉，轉軸帶動擺臂擺動，擺臂的擺動端插入外筒內部，擺臂的擺動端安裝吊鏈，吊鏈的底端連接下封口器；當擺臂帶動吊鏈上行時，吊鏈向上牽拉下封口器，使得下封口器堵住第一內筒；相反，當擺臂反向擺動時，吊鏈和下封口器下行，第一內筒的下口自然打開。
在本發明的上述方案中，雖然氣泵向加料管道處噴氣可以有效阻止有害氣體外溢，但是在加料過程中外筒始終處于與外界連通的開放狀態，加料管道并沒有與外界實現物理隔離，加料管道內的有害氣體依然可能外溢一部分。為了進一步減少有害氣體外溢，本發明還提供了另一種技術方案：
所述加料器還包括第二內筒、上封口器和升降桿，第二內筒與第一內筒結構一致，第二內筒固定在外筒內部，第二內筒位于第一內筒的正上方；上封口器位于第二內筒之上，升降桿的上端和下端分別固定連接上封口器和下封口器；升降桿上設置有兩個平行的圓板；
所述驅動組件包括直線驅動器、連桿、轉軸、擺臂和撥桿，轉軸安裝在外筒的外壁，連桿和擺臂均固定在轉軸上，直線驅動器通過連桿驅動轉軸旋轉，轉軸帶動擺臂擺動，擺臂的擺動端插入外筒內部，擺臂的擺動端焊接撥桿，撥桿插入兩個平行的圓板之間的間隙；擺臂帶動撥桿擺動時，撥桿帶動升降桿以及固定在升降桿上的上封口器和下封口器上下平移；
升降桿的長度滿足條件：上封口器封閉第二內筒與下封口器封閉第一內筒這兩種狀態不會同時出現；即，升降桿上行至極限位置時，下封口器封閉第一內筒；升降桿下行至極限位置時，上封口器封閉第二內筒。這意味著上封口器和下封口器是聯動互鎖結構，當下封口器打開添加物料時，上封口器必然封閉第二內筒，此時的外筒內腔處于與外界隔絕的封閉狀態，在這種狀態下向外筒內腔充氣空氣，可以更有效的杜絕加料管道內的有害氣體外溢。
進一步的，所述外筒的內部設置有導向筒，所述升降桿從導向筒內穿過，導向筒用于確保升降桿只能進行升降動作。
進一步的，所述上封口器的上表面呈圓錐形，方便向外筒內腔添加物料。
進一步的，所述電爐本體包括爐體和電極，電極插入爐體，爐體連接加料管道，爐體表面設置有合金出口和熔渣出口。本發明中的電極可以采用石墨電極，利用變壓器和短網銅線向石墨電極輸入低壓大電流，石墨電極與碚砂混合料接觸后產生電弧，使得碚砂混合料在高溫下發生物理反應和化學反應，產生液態合金和高溫熔融無害廢渣。
進一步的，所述電爐本體還包括升降器，升降器安裝在爐體的正上方，升降器驅動電極在爐體內升降，升降器根據爐內實際熔煉情況適時升降電極，控制電極在熔池內的插入深度。
具體的，所述升降器包括基座、液壓缸、卡座和引導輪，液壓缸和引導輪均安裝在基座上，液壓缸的伸縮桿與卡座鉸接，卡座與電極的尾部固定連接，引導輪圍繞電極的周向分布。
有益效果：(1)本發明的酸洗污泥電爐處理設備利用第一內筒配合圓錐形的下封口器實現加料通道的封閉和開啟，第一內筒之上的區域可以用于暫時存儲碚砂，加料器實現了電爐本體的自動化加料，提高了酸洗污泥中的金屬冶煉效率。(2)本發明的酸洗污泥電爐處理設備在進行加料作業時，氣泵啟動向外筒中不斷充入空氣，在外筒內形成局部高氣壓，阻止電爐本體中的有害氣體通過加料管道外溢，改善了工人的工作環境。(3)本發明的酸洗污泥電爐處理設備使用了聯動的上封口器和下封口器，在加料作業時在外筒中形成臨時的封閉空間，將加料管道與外部物理隔離，更有效的杜絕加料管道內的有害氣體外溢。
（發明人：熊家政;趙偉琦;黃濤;羅林豪;劉仕會）
