公布日：2024.12.13
申请日：2024.08.22
分类号：C21B3/04(2006.01)I;C22B7/00(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种酸洗污泥电炉处理设备，包括电炉本体、加料器和加料管道；所述加料器包括外筒、第一内筒、下封口器和驱动组件，所述第一内筒呈上口大、下口小的喇叭口形状，第一内筒固定在外筒的内部，所述下封口器呈圆锥形，下封口器位于第一内筒之下，驱动组件驱动下封口器上下移动实现对第一内筒的开启和封闭；所述外筒的下口通过加料管道与电炉本体连通。本发明的酸洗污泥电炉处理设备利用第一内筒配合圆锥形的下封口器实现加料通道的封闭和开启，第一内筒之上的区域可以用于暂时存储碚砂，加料器实现了电炉本体的自动化加料，提高了酸洗污泥中的金属冶炼效率。
权利要求书
1.一种酸洗污泥电炉处理设备，其特征在于：包括电炉本体(100)、加料器(200)和加料管道(300)；所述加料器(200)包括外筒(210)、第一内筒(220)、下封口器(230)和驱动组件(240)，所述第一内筒(220)呈上口大、下口小的喇叭口形状，第一内筒(220)固定在外筒(210)的内部，所述下封口器(230)呈圆锥形，下封口器(230)位于第一内筒(220)之下，驱动组件(240)驱动下封口器(230)上下移动实现对第一内筒(220)的开启和封闭；所述外筒(210)的下口通过加料管道(300)与电炉本体(100)连通。
2.根据权利要求1所述的酸洗污泥电炉处理设备，其特征在于：所述加料器(200)还包括气泵，气泵与外筒(210)的内腔连通。
3.根据权利要求2所述的酸洗污泥电炉处理设备，其特征在于：所述外筒(210)的内壁设置有喷口朝下的喷嘴(211)，喷嘴(211)与气泵连接；当下封口器(230)开启，加料器(200)向加料管道(300)内加料时，气泵启动，喷嘴(211)自上而下向加料管道(300)内喷气。
4.根据权利要求3所述的酸洗污泥电炉处理设备，其特征在于：所述驱动组件(240)包括直线驱动器(241)、连杆(242)、转轴(243)、摆臂(244)和吊链(245)，转轴(243)安装在外筒(210)的外壁，连杆(242)和摆臂(244)均固定在转轴(243)上，直线驱动器(241)通过连杆(242)驱动转轴(243)旋转，转轴(243)带动摆臂(244)摆动，摆臂(244)的摆动端插入外筒(210)内部，摆臂(244)的摆动端安装吊链(245)，吊链(245)的底端连接下封口器(230)。
5.根据权利要求3所述的酸洗污泥电炉处理设备，其特征在于：所述加料器(200)还包括第二内筒(250)、上封口器(260)和升降杆(270)，第二内筒(250)与第一内筒(220)结构一致，第二内筒(250)固定在外筒(210)内部，第二内筒(250)位于第一内筒(220)的正上方；上封口器(260)位于第二内筒(250)之上，升降杆(270)的上端和下端分别固定连接上封口器(260)和下封口器(230)；升降杆(270)上设置有两个平行的圆板(271)；所述驱动组件(240)包括直线驱动器(241)、连杆(242)、转轴(243)、摆臂(244)和拨杆(246)，转轴(243)安装在外筒(210)的外壁，连杆(242)和摆臂(244)均固定在转轴(243)上，直线驱动器(241)通过连杆(242)驱动转轴(243)旋转，转轴(243)带动摆臂(244)摆动，摆臂(244)的摆动端插入外筒(210)内部，摆臂(244)的摆动端焊接拨杆(246)，拨杆(246)插入两个平行的圆板(271)之间的间隙；摆臂(244)带动拨杆(246)摆动时，拨杆(246)带动升降杆(270)以及固定在升降杆(270)上的上封口器(260)和下封口器(230)上下平移；升降杆(270)的长度满足条件：上封口器(260)封闭第二内筒(250)与下封口器(230)封闭第一内筒(220)这两种状态不会同时出现。
6.根据权利要求5所述的酸洗污泥电炉处理设备，其特征在于：所述外筒(210)的内部设置有导向筒(212)，所述升降杆(270)从导向筒(212)内穿过。
7.根据权利要求6所述的酸洗污泥电炉处理设备，其特征在于：所述上封口器(260)的上表面呈圆锥形。
8.根据权利要求1所述的酸洗污泥电炉处理设备，其特征在于：所述电炉本体(100)包括炉体(110)和电极(120)，电极(120)插入炉体(110)，炉体(110)连接加料管道(300)，炉体(110)表面设置有合金出口和熔渣出口。
9.根据权利要求8所述的酸洗污泥电炉处理设备，其特征在于：所述电炉本体(100)还包括升降器(130)，升降器(130)安装在炉体(110)的正上方，升降器(130)驱动电极(120)在炉体(110)内升降。
10.根据权利要求9所述的酸洗污泥电炉处理设备，其特征在于：所述升降器(130)包括基座(131)、液压缸(132)、卡座(133)和引导轮(134)，液压缸(132)和引导轮(134)均安装在基座(131)上，液压缸(132)的伸缩杆与卡座(133)铰接，卡座(133)与电极(120)的尾部固定连接，引导轮(134)围绕电极(120)的周向分布。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术中缺乏能够冶炼不锈钢酸洗污泥中的金属的设备。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种酸洗污泥电炉处理设备，包括电炉本体、加料器和加料管道；
所述加料器包括外筒、第一内筒、下封口器和驱动组件，所述第一内筒呈上口大、下口小的喇叭口形状，第一内筒固定在外筒的内部，所述下封口器呈圆锥形，下封口器位于第一内筒之下，驱动组件驱动下封口器上下移动实现对第一内筒的开启和封闭；所述外筒的下口通过加料管道与电炉本体连通。
本发明的酸洗污泥电炉处理设备主要用于冶炼不锈钢酸洗污泥中的金属，具体做法是首先将不锈钢酸洗污泥干燥，然后采用炭粉等还原剂对酸洗污泥进行高温还原处理，将酸洗污泥中的多种金属元素转化为金属盐或者金属氧化物，这种含有金属盐以及酸洗污泥中其他杂质的混合物在行业中被称为碚砂；最后，碚砂通过加料器和加料管道进入电炉本体内冶炼，电炉本体将碚砂熔化，分离出其中的液态金属合金，再交由铸造设备浇铸出合金锭回收利用。本发明中的加料器采用第一内筒配合圆锥形的下封口器实现加料通道的封闭和开启，第一内筒之上的区域可以用于暂时存储碚砂，在需要加料时，驱动组件控制下封口器下行，碚砂经第一内筒的下口进入加料管道，最后流入电炉本体中。
在本发明中，电炉本体内的碚砂在高温熔化过程中会产生多种有害气体，这些有害气体会被引导至其他处理设备进行净化处理然后排放至大气中，这意味着本发明中的电炉本体内一直存在有害气体，当加料器中的第一内筒下口打开进行加料作业时，会有少量的有害气体从加料器处逃逸。虽然这些逃逸的有害气体量非常少，不会造成环保问题，但是这些少量的有害气体气味很重，造成本发明的酸洗污泥电炉处理设备附近总是有一些难闻的气味，影响工作环境也威胁工人的健康。为了克服这一缺陷，本发明的加料器还包括气泵，气泵与外筒的内腔连通，在进行加料作业时，气泵启动向外筒中不断充入空气，在外筒内形成局部高气压，阻止电炉本体中的有害气体通过加料管道外溢。
进一步的，所述外筒的内壁设置有喷口朝下的喷嘴，喷嘴与气泵连接；当下封口器开启，加料器向加料管道内加料时，气泵启动，喷嘴自上而下向加料管道内喷气，这些指向加料管道的气流可以有效阻止加料管道内的有害气体外溢。
具体的，所述驱动组件包括直线驱动器、连杆、转轴、摆臂和吊链，转轴安装在外筒的外壁，连杆和摆臂均固定在转轴上，直线驱动器通过连杆驱动转轴旋转，转轴带动摆臂摆动，摆臂的摆动端插入外筒内部，摆臂的摆动端安装吊链，吊链的底端连接下封口器；当摆臂带动吊链上行时，吊链向上牵拉下封口器，使得下封口器堵住第一内筒；相反，当摆臂反向摆动时，吊链和下封口器下行，第一内筒的下口自然打开。
在本发明的上述方案中，虽然气泵向加料管道处喷气可以有效阻止有害气体外溢，但是在加料过程中外筒始终处于与外界连通的开放状态，加料管道并没有与外界实现物理隔离，加料管道内的有害气体依然可能外溢一部分。为了进一步减少有害气体外溢，本发明还提供了另一种技术方案：
所述加料器还包括第二内筒、上封口器和升降杆，第二内筒与第一内筒结构一致，第二内筒固定在外筒内部，第二内筒位于第一内筒的正上方；上封口器位于第二内筒之上，升降杆的上端和下端分别固定连接上封口器和下封口器；升降杆上设置有两个平行的圆板；
所述驱动组件包括直线驱动器、连杆、转轴、摆臂和拨杆，转轴安装在外筒的外壁，连杆和摆臂均固定在转轴上，直线驱动器通过连杆驱动转轴旋转，转轴带动摆臂摆动，摆臂的摆动端插入外筒内部，摆臂的摆动端焊接拨杆，拨杆插入两个平行的圆板之间的间隙；摆臂带动拨杆摆动时，拨杆带动升降杆以及固定在升降杆上的上封口器和下封口器上下平移；
升降杆的长度满足条件：上封口器封闭第二内筒与下封口器封闭第一内筒这两种状态不会同时出现；即，升降杆上行至极限位置时，下封口器封闭第一内筒；升降杆下行至极限位置时，上封口器封闭第二内筒。这意味着上封口器和下封口器是联动互锁结构，当下封口器打开添加物料时，上封口器必然封闭第二内筒，此时的外筒内腔处于与外界隔绝的封闭状态，在这种状态下向外筒内腔充气空气，可以更有效的杜绝加料管道内的有害气体外溢。
进一步的，所述外筒的内部设置有导向筒，所述升降杆从导向筒内穿过，导向筒用于确保升降杆只能进行升降动作。
进一步的，所述上封口器的上表面呈圆锥形，方便向外筒内腔添加物料。
进一步的，所述电炉本体包括炉体和电极，电极插入炉体，炉体连接加料管道，炉体表面设置有合金出口和熔渣出口。本发明中的电极可以采用石墨电极，利用变压器和短网铜线向石墨电极输入低压大电流，石墨电极与碚砂混合料接触后产生电弧，使得碚砂混合料在高温下发生物理反应和化学反应，产生液态合金和高温熔融无害废渣。
进一步的，所述电炉本体还包括升降器，升降器安装在炉体的正上方，升降器驱动电极在炉体内升降，升降器根据炉内实际熔炼情况适时升降电极，控制电极在熔池内的插入深度。
具体的，所述升降器包括基座、液压缸、卡座和引导轮，液压缸和引导轮均安装在基座上，液压缸的伸缩杆与卡座铰接，卡座与电极的尾部固定连接，引导轮围绕电极的周向分布。
有益效果：(1)本发明的酸洗污泥电炉处理设备利用第一内筒配合圆锥形的下封口器实现加料通道的封闭和开启，第一内筒之上的区域可以用于暂时存储碚砂，加料器实现了电炉本体的自动化加料，提高了酸洗污泥中的金属冶炼效率。(2)本发明的酸洗污泥电炉处理设备在进行加料作业时，气泵启动向外筒中不断充入空气，在外筒内形成局部高气压，阻止电炉本体中的有害气体通过加料管道外溢，改善了工人的工作环境。(3)本发明的酸洗污泥电炉处理设备使用了联动的上封口器和下封口器，在加料作业时在外筒中形成临时的封闭空间，将加料管道与外部物理隔离，更有效的杜绝加料管道内的有害气体外溢。
（发明人：熊家政;赵伟琦;黄涛;罗林豪;刘仕会）
