还原炉尾管冷却系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种还原炉尾管冷却系统，适用于粉末冶金行业还原炉炉尾冷却。


背景技术：

2.粉末冶金行业还原炉主要用于钨粉、钼粉的还原生产，其炉尾冷却水套是单段水套串联结构，通入水套里的冷却介质是风冷式循环水系统里的冷却水。
3.其存在的问题如下：
4.第一，还原炉炉尾水套较长，又是单段串联套结构，故进出水口相距较远，冷却效果差；第二，冷却介质风冷式冷却水温度随季节气温变化比较大，影响水套的冷却效果；第三，炉尾水套与炉体的高温衔接区容易破损导致内漏，每次内漏都需更换整个炉尾水套，不仅更换难度大，维修时间长，影响生产效率，更是浪费了整个水套，浪费了备件。
5.而目前，随着超细、纳米级钨粉、钼粉的开发推广，其活性越来越高，对炉尾冷却水套的冷却效果和冷却稳定性要求越来越高，致使传统的冷却水套难以满足其工艺要求。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种冷却稳定性高效果好的还原炉炉尾冷却系统。
7.本实用新型提供的这种还原炉炉尾冷却系统，包括炉管附壁水套、水箱、水泵，其特征在于还包括能为尾管附壁水套提供冷冻水的冷冻机组。
8.为了提高冷却效果，所述尾管附壁水套至少由两段水套组成，各水套形成的循环水路并联，并能通入所述冷冻水。
9.为了便于维修，所述尾管附壁水套包括一个短水套和一个及一个以上的长水套，短水套用于冷却高温区炉管，长水套用于冷却低温区炉管。所述短水套长度为500—1000mm，长水套长度为2000—3500mm。所述长水套外表包覆保温层。
10.为了进一步提高冷却效果，所述冷冻机组的出水口与所述长水套进水口连通，该长水套出水口与所述水箱连通，形成冷却低温区炉管冷冻水循环水路；所述水箱的出水口通过第一进水阀与短水套进水口连通，该短水套出水口通过第一出水阀与水箱连通，形成冷却高温区炉管冷冻水循环水路。
11.为了节约能源，利用风冷水，所述短水套还能连通风冷水循环水路，风冷循环水路的进水阀为第二进水阀，该阀与短水套进水口连接，风冷水循环水路的出水阀为第二出水阀，该阀与短水套的出水口连接，形成冷却高温区炉管的风冷水循环水路。
12.为了进一步提高冷却稳定性，所述长水套至少一段，各段长水套进水口与冷冻机组的出水口并联，各段长水套出水口与水箱并联。
13.本实用新型由于采用冷冻水作为冷却介质，通过冷冻机组控制其温度恒定，使其不受外界环境温度的影响，可大幅度提升并稳定还原炉冷却效果，对于炉管中的舟皿而言舟皿的出炉温度能大幅度降低并且稳定，有利于超细、纳米级粉末的的工艺控制，同时可以
降低舟皿里超细、纳米级粉末物料温度和活性，防止其自燃，自燃率下降约50％。
附图说明
14.图1本实用新型实施例一的冷却水路图。
15.图2是本实用新型实施例一尾管附壁水套结构示意图。
16.图3是本实用新型实施例二结构示意图。
17.图4本实用新型实施例二的冷却水路图。
18.图1-图4的附图标记：
19.炉管i；
20.短水套1、短水套进水口11、短水套出水口12；
21.一级长水套2、一级长水套进水口21、一级长水套出水口22、一级长水套保温层23；
22.第一进水阀3、第二进水阀4、第一出水阀5、第二出水阀6；
23.水箱7、水泵8、冷冻机组9；
24.二级长水套3、二级长水套进水口31、二级长水套出水口32、二级长水套保温层33。
具体实施方式
25.实施例一：这是一个尾管附壁水套分为两段的实施例，其中长水套只有一个，称之为一级长水套：
26.图1反映了实施例一中尾管附壁水套结构，尾管附壁水套分为两段，一段是900mm的短水套1用于冷却高温区炉管，另一段是2800mm的一级长水套2用于冷却低温区炉管，短水套1的长度可以在500—1000mm之间进行选择，一级长水套2的长度可以在2000—3500mm之间选择，选择依据视具体情况大小而定。
27.结合图2可以看出，在本实施例中短水套进水口11与第一进水阀3和第二进水阀4并联，短水套出水口12与第一出水阀5和第二出水阀6并联；水箱7、水泵8、冷冻机组9顺次连接，冷冻机组9的制出的冷冻水通过一级长水套进水口21送往一级长水套2中，对炉管进行冷却，一级长水套出水口22与水箱7连接，将一级长水套2的出水送回水箱7，然后由水泵8泵入冷冻机组9进行再制冷，如此循环，不断对炉管低温区进行冷却。从图2还可以看出水箱7的水经水泵8后还有一路通过第一进水阀3连到了短水套进水口11，可以使水箱7的水进入短水套1从而对炉管的高温区进行冷却，然后通过第一出水阀5将短水套出水口12流出的水送回水箱7。
28.图2还示出，短水套1还与室外风冷水循环水路连接，短水套进水口11与第二进水阀4连接，短水套出水口12与第二出水阀6连接，使短水套1在需要时与室外风冷水循环水路连通进而对炉管高温区进行冷却。
29.短水套1作为易损坏的部位，一旦损坏单独维修，不需更换整个水套，维修方便，提高维修效率和节约成本。长水套冷却水介质通过冷冻机组控制其温度恒定，使其不受外界环境温度的影响；短水套冷却介质为风冷循环冷却水或冷冻水，可以大幅度提高水套的冷却效果。冷却舟皿的出炉温度大幅度降低并稳定，有利于超细、纳米级粉末的的工艺控制。
30.本实施例的运行方式有两种：
31.运行方式一：开启第一进水阀3和第一出水阀5，关闭第二进水阀4和第二出水阀6。
水介质均为冷冻机组出口的冷冻水，冷冻水的温度可控制在5-20℃，本例采用15℃，在水泵的作用下，冷冻水经第一进水阀3通过短水套进水口11进入短水套1，再由短水套出水口12经第一出水阀5回到水箱7，使短水套1对炉管高温区进行冷却，进而使炉管内的舟皿得到冷却。当舟皿到达炉管的低温区使，一级长水套2将对炉管低温区进行冷却，冷冻机组9出来的冷冻水通过一级长水套进水口21进入一级长水套2进而对炉管低温区进行冷却，然后经一级长水套出水口22回到水箱7，水箱7将对短水套1和一级长水套2流回的水进行混合，使水箱7流出的水温低于短水套1流回的水温，从而不断为短水套1提供冷冻水，该冷冻水的温度会高于长水套2流出的水，从而对炉管i及其中的舟皿起到一个逐渐降温冷却的过程，使炉管i及其中的舟皿冷却非常稳定，从而降低舟皿里超细、纳米级粉末物料温度和活性，防止其自燃，自燃率下降约50％，效果非常显著。
32.运行方式二：关闭第一进水阀3和第一出水阀5，开启第二进水阀4和第二出水阀6。短水套1冷却水介质为室外回收风冷水，风冷水通过第二进水阀4经短水套进水口11进入短水套1中对炉管i的高温区进行冷却进而对炉管i中的舟皿进行冷却，然后经短水套出水口12和第二出水阀6进入室外回收水箱。一级长水套2冷却水介质为冷冻机组出口的15℃的冷冻水，该冷冻水通过一级长水套进水口21进入长水套2，对炉管及其中的舟皿进行进一步冷却，再由一级长水套出水口流出回到水箱7。
33.由于一级长水套里的冷冻水温度较低，为减少外壁的冷凝水，故在表面制作一级长水套保温层23。根据短水套与一级长水套的冷却介质和介质流向，整个尾管附壁水套的形成一个温度梯度冷却，温度由短水套出水口12向一级长水套进水口21逐步降低。整个尾管附壁水套的冷却介质流向与炉管里舟皿流向方向相反，这样不仅有利于舟皿的逐步冷却，更利于对水套本身的保护。
34.实施方式二：这是一个尾管附壁水套分为三段的实施例，其中长水套有两个，一个仍称之为一级长水套，另一个称之为二级长水套：
35.图3反映了实施例二中尾管附壁水套结构，尾管附壁水套分为三段，一段是800mm的短水套1用于冷却高温区炉管，另两段是2000mm的一级长水套2和二级长水套3用于冷却低温区炉管，短水套1的长度可以在500—1000mm之间进行选择，一级长水套2和二级长水套3的长度可以在2000—3500mm之间选择，选择依据视具体情况大小而定。
36.结合图4可以看出，在本实施例中短水套进水口11与第一进水阀3和第二进水阀4并联，短水套出水口12与第一出水阀5和第二出水阀6并联；水箱7、水泵8、冷冻机组9顺次连接，冷冻机组9的制出的冷冻水通过一级长水套进水口21送往一级长水套2中同时通过二级长水套进水口31送往二级长水套3中，对炉管进行冷却，一级长水套出水口22和二级长水套出水口32均与水箱7连接，分别将一级长水套2和二级长水套3的出水送回水箱7，然后由水泵8泵入冷冻机组9进行再制冷，如此循环，不断对炉管低温区进行冷却。从图4还可以看出水箱7的水经水泵8后还有一路通过第一进水阀3连到了短水套进水口11，可以使水箱7的水进入短水套1从而对炉管的高温区进行冷却，然后通过第一出水阀5将短水套出水口12流出的水送回水箱7。
37.图4还示出，短水套1还与室外风冷水循环水路连接，短水套进水口11与第二进水阀4连接，短水套出水口12与第二出水阀6连接，使短水套1在需要时与室外风冷水循环水路连通进而对炉管高温区进行冷却。
38.与实施例一相同，短水套1作为易损坏的部位，一旦损坏单独维修，不需更换整个水套，维修方便，提高维修效率和节约成本。一级长水套2和二级长水套3的冷却水介质通过冷冻机组控制其温度恒定，使其不受外界环境温度的影响；短水套冷却介质为风冷循环冷却水或冷冻水，可以大幅度提高水套的冷却效果。冷却舟皿的出炉温度大幅度降低并稳定，有利于超细、纳米级粉末的的工艺控制。
39.本实施例的运行方式有两种：
40.运行方式一：开启第一进水阀3和第一出水阀5，关闭第二进水阀4和第二出水阀6。水介质均为冷冻机组出口的冷冻水，冷冻水的温度可控制在5-20℃，本例采用13℃，在水泵的作用下，冷冻水经第一进水阀3通过短水套进水口11进入短水套1，再由短水套出水口12经第一出水阀5回到水箱7，使短水套1对炉管高温区进行冷却，进而使炉管内的舟皿得到冷却。当舟皿到达炉管的低温区使，一级长水套2和二级长水套3将对炉管低温区进行冷却，冷冻机组9出来的冷冻水通过一级长水套进水口21进入一级长水套2同时通过二级长水套进水口31进入二级长水套3进而对炉管低温区进行冷却，然后经一级长水套出水口22和二级长水套出水口32回到水箱7，水箱7将对短水套1、一级长水套2和二级长水套3流回的水进行混合，使水箱7流出的水温低于短水套1流回的水温，从而不断为短水套1提供冷冻水，该冷冻水的温度会高于一级长水套2和二级长水套3流出的水，从而对炉管i及其中的舟皿起到一个逐渐降温冷却的过程，使炉管i及其中的舟皿冷却非常稳定，从而降低舟皿里超细、纳米级粉末物料温度和活性，防止其自燃，自燃率下降约50％，效果非常显著。
41.运行方式二：关闭第一进水阀3和第一出水阀5，开启第二进水阀4和第二出水阀6。短水套1冷却水介质为室外回收风冷水，风冷水通过第二进水阀4经短水套进水口11进入短水套1中对炉管i的高温区进行冷却进而对炉管i中的舟皿进行冷却，然后经短水套出水口12和第二出水阀6进入室外回收水箱。一级长水套2和二级长水套3冷却水介质为冷冻机组出口的13℃的冷冻水，该冷冻水分别通过一级长水套进水口21和二级长水套进水口31进入一级长水套2和二级长水套3，对炉管及其中的舟皿进行进一步冷却，再由二级长水套出水口32和一级长水套出水口22流出回到水箱7。
42.由于一级长水套2和二级长水套3里的冷冻水温度较低，为减少外壁的冷凝水，故在表面制作保温层二级长水套33和一级长水套23。根据短水套与所述一级长水套和二级长水套的冷却介质和介质流向，整个尾管附壁水套的形成一个温度梯度冷却，温度由短水套出水口12向长水套进水口21逐步降低。整个尾管附壁水套的冷却介质流向与炉管里舟皿流向方向相反，这样不仅有利于舟皿的逐步冷却，更利于对水套本身的保护。
43.本实施例尾管附壁水套采用三段并联结构方式，冷却各段之间相对独立，故障时只需更换破损的其中一段，更换时间短不影响正常生产，其冷却介质采用了冷冻水，风冷循环冷却水和两种冷却介质。其效果一则大大降低炉尾冷却水套的温度和提高冷却稳定性，二则降低水套破损故障率，并且，不影响正常生产，使得更换简单，节约成本。
44.本实用新型通过试验记录了如下信息：
45.表1为舟皿出炉后的温度测定情况：
46.表1舟皿出炉后的温度测定情况
[0047][0048]
从表1可以看出，不同月份，不同环境温度下：
[0049]
1)、室外回收水温度比环境温度低约2-3℃，随其波动而相向变化；
[0050]
2)、在冷冻机组控制下的新冷却水循环系统运行正常的情况下，还原炉出炉的舟皿温度实施例1基本稳定在20.3-21.3℃，实施例2基本稳定在18.4-19.5℃波动非常小，基本不受外界环境温度的影响。
[0051]
表2为还原炉在不同温度不同冷却系统下超细纳米级钨粉自燃率情况：
[0052]
表2超细纳米级钨粉自燃率情况
[0053][0054]
备注：超细纳米级钨粉自燃率1为新还原炉水套冷却水循环系统；超细纳米级钨粉自燃率2为风冷式循环水系统。
[0055]
从表2可以看出，还原炉在不同冷却系统，不同环境温度下：
[0056]
1)、随环境温度上升，超细纳米级钨粉自燃率上升，主要原因是钨粉出炉后，环境温度上升会增强钨粉的活性，增加钨粉自燃概率；
[0057]
2)、超细纳米级钨粉自燃率1比超细纳米级钨粉自燃率2低，主要原因是在冷冻机组控制下的新冷却水循环系统能稳定控制住出炉舟皿温度，其活性稳定，受外界环境温度变化影响较小。而且，随环境温度上升，传统的风冷式循环水系统在夏季超细纳米级钨粉自燃率超过20％，无法满足正常生产的条件。