回转窑及应用该回转窑的处理方法

摘要

本发明提供一种用于在回转窑还原炉精确地测定炉内部温度的温度测定装置，所述回转窑还原炉用来在氢还原工序中还原含镍原料所含有的氢，所提供的回转窑还原炉包括：主体，其以能够装入和排出原料的方式所提供，并以与驱动单元连接而能够旋转的方式所支撑；内部温度测定部，其配置于上述主体内部，并以能够相对于上述主体旋转的方式安装；以及，支撑部，其支撑上述内部温度测定部，且与上述主体一起旋转。

权利要求

1.一种回转窑，其特征在于，包括：

主体，其以能够装入和排出原料的方式所提供，并以与驱动单元连接而能够旋转的方式所支撑；

内部温度测定部，其配置于上述主体内部，并以能够相对于上述主体旋转的方式安装，且沿着上述主体的轴方向测定多个点的原料温度；以及，支撑部，其支撑上述内部温度测定部，且与上述主体一起旋转；

上述内部温度测定部包括：

延伸部，其沿着上述主体的旋转轴延伸；以及，温度传感器，其与上述延伸部连接，并从上述延伸部朝向半径方向外侧延伸而测定主体的一个点的温度；

上述支撑部包括具有与上述主体的旋转轴相同的中心的支撑环、以及连接上述支撑环和上述主体的内表面的支撑杆，上述延伸部贯通上述支撑环的内部；

上述温度传感器具有金属丝形态，上述延伸部与上述温度传感器通过包裹上述延伸部和温度传感器的环状衬套而连接，上述衬套配置于与上述支撑环对应的位置。

2.根据权利要求1所述的回转窑，其特征在于，上述内部温度测定部包括从主体的装入侧端部延伸的第一测定部和从主体的排出侧端部延伸的第二测定部而构成。

3.根据权利要求1或2所述的回转窑，其特征在于，以沿着主体的轴方向多点支撑上述内部温度测定部的方式具备多个上述支撑部。

4.根据权利要求1或2所述的回转窑，其特征在于，上述温度传感器由热电偶构成，并包括以从延伸部朝向正下方延伸至原料内部的方式形成而测定原料的温度的原料温度传感器。

5.根据权利要求1或2所述的回转窑，其特征在于，上述温度传感器包括以从延伸部朝向上方延伸的方式形成而测定还原炉内部的温度的内部温度传感器。

6.根据权利要求4中任一项所述的回转窑，其特征在于，上述主体包括从上述主体的内表面向半径方向内侧突出形成的挡板，上述原料温度传感器与上述主体内表面之间的距离大于上述挡板的突出高度。

7.根据权利要求1或2所述的回转窑，其特征在于，进一步包括配置于上述主体的外部或内部，并对主体内部的原料进行加热的加热部。

说明书

回转窑及应用该回转窑的处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及回转窑，具体地讲，涉及能够精确地测定内部温度的回转窑及应用了该回转窑的处理方法(Rotary Kiln and Treating Method using it)。

背景技术

[0002] 例如，在镍回收方法的氢还原阶段，通常利用回转窑执行还原工序。图1中图示有还原工序中所使用的回转窑。

[0003] 从图1可知，回转窑10包括矿石所流入的装入口4和矿石所排出的排出口3，主体1在其内部形成有挡板(Baffle)1a，该挡板1a有助于混合通过主体1内部的矿石m1。通常相对于水平方向倾斜预定角度α而配置主体1，使得矿石m1容易从装入口4移动至排出口3，并通过排出口3排出还原矿m2。此时，配置有向主体1内部供给气氛气体的气氛气体供给部2。

[0004] 对于这种回转窑10来讲，为了还原矿石，矿石m1的温度尤为重要。但难以在处于高温状态且旋转的回转窑10内测定矿石m1的温度。

发明内容

[0005] 技术问题

[0006] 本发明其目的在于提供一种用于在所述的回转窑精确地测定炉内部的温度的温度测定装置。

[0007] 技术方案

[0008] 为了达到如上所述的目的，本发明提供如下回转窑。

[0009] 本发明所提供的回转窑包括：主体，其以能够装入和排出原料的方式所提供，并以与驱动单元连接而能够旋转的方式所支撑；内部温度测定部，其配置于上述主体内部，并以能够相对于上述主体旋转的方式安装；以及，支撑部，其支撑上述内部温度测定部，且与上述主体一起旋转。

[0010] 在本发明中上述内部温度测定部能够包括：延伸部，其沿着上述主体的旋转轴延伸；以及，温度传感器，其与上述延伸部连接，并从上述延伸部朝向半径方向外侧延伸而测定主体的一个点的温度。

[0011] 另外，上述支撑部能够包括具有与上述主体的旋转轴相同的中心的支撑环、以及连接上述支撑环和上述主体的内表面的支撑杆，上述延伸部能够贯通上述支撑环的内部。

[0012] 另外，上述内部温度测定部能够包括从主体的装入侧端部延伸的第一测定部和从主体的排出侧端部延伸的第二测定部而构成。

[0013] 另一方面，能够以沿着主体的轴方向多点支撑上述内部温度测定部的方式具备多个上述支撑部。

[0014] 此时，上述温度传感器由热电偶(Thermocouple)构成，并能够包括以从延伸部朝向正下方延伸至原料内部的方式形成而测定原料的温度的原料温度传感器，上述温度传感器还能够进一步包括以从延伸部朝向上方延伸的方式形成而测定还原炉内部的温度的内部温度传感器。

[0015] 在本发明中上述温度传感器能够具有金属丝形态，上述延伸部与上述温度传感器通过包裹上述延伸部和温度传感器的环状衬套而连接，上述衬套配置于与上述支撑环对应的位置。

[0016] 在本发明中上述主体能够包括从上述主体的内表面向半径方向内侧突出形成的挡板，上述原料温度传感器与上述主体内表面之间的距离大于上述挡板的突出高度。

[0017] 本发明能够进一步包括配置于主体的外部或内部，并对主体内部的原料进行加热的加热部。

[0018] 本发明能够提供一种应用回转窑的处理方法，该方法包括：通过配置于回转窑主体内部的内部温度测定部而测定主体的轴方向上的多个点的原料温度的步骤；从在上述测定原料温度的步骤所测定的测定值推测原料的状态的步骤；以及，基于所推测的原料的状态而控制原料的装入、排出、主体的旋转速度、以及回转窑的加热量中至少一个的步骤。

[0019] 另外，本发明中上述推测原料的状态的步骤还能够基于在上述测定原料温度的步骤所测定的测定值判断原料的还原所发生的区域而计算原料的还原率，上述进行控制的步骤还能够基于所算出的还原率而控制原料的装入、排出、主体的旋转速度、以及回转窑的加热量中至少一个。

[0020] 技术效果

[0021] 本发明能够在回转窑精确地测定窑内部的温度。

附图说明

[0022] 图1是图示了现有回转窑的示意图。

[0023] 图2是本发明的回转窑的示意图。

[0024] 图3是本发明的回转窑的局部剖视图，图3a和图3b是回转窑的随旋转的剖视图。

[0025] 图4是本发明的回转窑的局部放大图。

[0026] 图5是本发明的回转窑的另一实施例。

[0027] 图6是本发明的回转窑的另一实施例的局部侧剖视图。

[0028] 符号说明

[0029] 100—回转窑还原炉，110—主体，111—挡板，120—冷却区，130—装入部，140—加热部，150a～f—支撑部，151—支撑杆，152—支撑环，160—延伸部，170a～f—原料温度传感器，180a～f—内部温度传感器，190—衬套。

具体实施方式

[0030] 以下，参考附图说明本发明的具体实施例。

[0031] 图2至图4中图示有本发明的一实施例。

[0032] 图2中图示有本发明的一实施例的回转窑的示意图，图3a和图3b中图示有回转窑的随旋转的局部剖视图，图3b中图示有主体从图3a状态旋转的样态。图4中图示有图2所示A部分的放大剖视图。

[0033] 从图2可知，就本发明的回转窑而言，例如，回转窑还原炉100的主体110以两端部被支撑的状态以中心轴C为中心旋转。主体110的两端部虽然未被图示，但与轴承和驱动部连接。

[0034] 另一方面，在主体110的一侧配置有装入部130，且另一侧配置有排出部。在本实施例中，虽然装入部130由螺旋加料器(Screw Feeder)构成，但并不限定于此，装入部130能够具有多种方式的构成，与此相应地、排出部也具有多种方式的构成。

[0035] 主体110具有长圆筒形，从上述装入部130供给至主体110内部的原料m一部分堆积在底部，主体110周边配置有加热部140使得原料m在高温高压状态下被还原。加热部140配置成偏向于装入部130侧，且以能够具有还原结束后冷却原料m的冷却区120的方式构成。在本实施例中，虽然通过以包围主体110的外部的方式配置而进行加热的构造来说明了加热部140，但加热部140根据情况还能够以如燃烧器那样的加热装置来具备于主体110的内部。

[0036] 另外，在主体的排出部侧端部还能够形成进行减压的减压部以使内部的高压能够以大气压排出，但在还原气氛为大气压的情况下，当然也可不具备减压部。

[0037] 在本发明中，包括配置于主体110内部且以对于旋转的主体110能够相对旋转的方式固定于外部的内部温度测定部。上述内部温度测定部测定主体110轴方向上的多个点的原料温度和内部温度中至少一个。此时，配置有支撑部150a～f以支撑上述内部温度测定部，上述支撑部150a～f与上述主体110连接而一起旋转。

[0038] 支撑部150a～f包括具有与上述主体110的旋转轴C相同的中心的支撑环152、以及连接上述支撑环152和上述主体110的内表面的支撑杆151，以沿着主体的轴方向多点支撑上述内部温度测定部的方式具备多个支撑部150a～f。

[0039] 另一方面，内部温度测定部包括：延伸部160，其沿着上述主体110的旋转轴C延伸，且固定于外部而与上述主体110的旋转无关；以及，温度传感器170a～f、180a～f，其与上述延伸部160连接，且从上述延伸部160朝向半径方向外侧延伸而测定主体的一个点的温度。

[0040] 此时，上述内部温度测定部的延伸部160包括从主体的装入侧端部延伸的第一测定部161和从主体的排出侧端部延伸的第二测定部162而构成。从主体110的大致中央部隔开一定距离而配置第一测定部161与第二测定部162。测定部还能够由非为第一测定部161和第二测定部162的、单一测定部构成。

[0041] 温度传感器170a～f、180a～f由热电偶构成，并包括以从延伸部160朝向正下方延伸至原料m内部的方式形成而测定原料的温度的原料温度传感器170a～f和以从延伸部160朝向上方延伸的方式形成而测定还原炉内部的温度的内部温度传感器180a～f。

[0042] 以与上述支撑部150a～f相同的数量来具备温度传感器170a～f、180a～f，该温度传感器170a～f、180a～f在各支撑部150a～f所配置的位置测定原料温度和/或内部温度。

[0043] 参考图3来说明支撑部150a～f和温度传感器170a～f、180a～f，在本实施例中，在支撑环152外表面以120度间距配置有3个支撑部150a～f的支撑杆151。但未必是3个，根据需要由多个支撑杆来构成支撑杆151亦可，多个支撑杆151最好以等间距配置。

[0044] 延伸部160贯通支撑环152的内部，且以同心状配置支撑环152和延伸部160。以延伸部160为中心，上侧配置有内部温度传感器180a～f，且下侧配置有原料温度传感器170a～f。

[0045] 在本实施例中，在第一测定部161和第二测定部162分别配置有3对温度传感器，但根据需要还可增加其数量。

[0046] 上述温度传感器170a～f、180a～f具有金属丝形态，上述延伸部160与上述温度传感器170a～f、180a～f通过包裹上述延伸部160和温度传感器170a～f、180a～f的环状衬套190而连接。衬套190配置于与上述支撑环152对应的位置而发挥轴承作用，即、衬套190阻止上述温度传感器170a～f、180a～f在支撑环152随主体110而旋转期间与支撑环152直接相接而被磨损。

[0047] 从图3a和图3b可知，在本发明中，延伸部160固定于主体110外部构造，因而即便上述主体110旋转，延伸部160也不旋转，与上述延伸部160连接的温度传感器170a～f、180a～f亦同。

[0048] 因此，即便主体110旋转，原料温度传感器170a～f也总是能够测定仅仅堆积在下部的原料m的温度，与此相同地、内部温度传感器180a～f能够精确地测定不与原料接触的还原炉内部温度。即、从图3a和图3b可知，即便包括了支撑部150a～f的主体110旋转，温度传感器170a～f、180a～f也总是测定同一位置的温度。

[0049] 另外，尽管支撑部150a～f具有长悬臂形状，但通过支撑部150a～f就能够支撑上述延伸部160，从而不会发生延伸部160下垂。另外，尽管这种支撑部150a～f与旋转的主体110连接而与主体110一起旋转，由于延伸部160与支撑部150a～f的支撑环152同心配置且延伸部160配置在支撑环的内部，因而也不会发生干扰的问题。

[0050] 参考图4即可知道温度传感器尤其原料温度传感器170a～f的向下延伸长度。主体110包括从上述主体110的内表面向半径方向内侧突出形成的挡板111，这种挡板111有助于将原料m混合而与气氛气体接触。

[0051] 但在为原料温度传感器170a～f的情况下，由于其不是与主体110一起旋转，因此，原料温度传感器170a～f在具有与挡板111相同高度的情况下，有可能与挡板111发生碰撞。因此，上述原料温度传感器170a～f与上述主体内表面之间的距离最好大于上述挡板111的突出高度且小于平均原料装入高度l。

[0052] 与此相反，在为内部温度传感器180a～f的情况下，只要不与原料m发生接触即可，因此，从延伸部160稍微延伸而形成内部温度传感器180a～f也无妨，而内部温度传感器180a～f通常大致延伸为主体110半径的一半左右。

[0053] 在本发明中，虽然以回转窑还原炉100为中心进行说明，但还能够适用于非为还原炉的回转窑。

[0054] 在本发明中，能够沿着回转窑还原炉100的轴方向在多个点测定原料m的温度、以及内部温度，由此，比较原料m的还原开始温度与所测定的原料m温度，从而能够类推还原地点和最大还原地点(区域)。另外，由于测定多个点，因而还能够测定内部温度上升速度及冷却速度。

[0055] 这样一来，通过上述回转窑还原炉100内部的温度，能够按照后续工序所需的还原率而提供原料m。尤其，能够调节加热部140、原料m的供给、以及主体旋转即从装入侧至排出侧的移动速度而调节原料m的还原率。

[0056] 另外，能够将加热部140以与上述温度传感器170a～f、180a～f对应的方式沿轴方向分割并区分，且基于各温度传感器170a～f、180a～f所测定的值而区分控制加热部140，而调节还原率。

[0057] 图5和图6中图示有本发明的另一实施例。从图5和图6的实施例可知，虽然其基本构造与图2至图4的实施例相同，但延伸部160和温度传感器170a～f、180a～f的配置与图2至图4的实施例相异。

[0058] 从图5和图6可知，在另一实施例中省略了衬套190，且延伸部160由内部空的管子构成，金属丝形态的温度传感器170a～f、180a～f穿过管子内部。在延伸部160的各个与支撑部150a～f对应的位置分别具备朝向上侧和下侧的通孔165，位于管子内部的金属丝形态的温度传感器170a～f、180a～f通过通孔165穿出管子外部，并延伸至原料内部、主体内部，从而能够测定原料温度和内部温度(气氛温度)。

[0059] 在如此构成的情况下，具有无需另行设置衬套的优点，且金属丝形态的温度传感器尤其是配置于下侧的原料温度传感器170a～f不会被挤压，因而传感器受损的危险少。

[0060] 以上虽然基于附图并以实施例为中心进行了说明，但本发明并不限定于此，当然，本发明能够通过各种变形而实施。