CN107699712B

CN107699712B - 一种镁冶金炉和镁冶炼方法

Info

Publication number: CN107699712B
Application number: CN201710892855.3A
Authority: CN
Inventors: 李运雄
Original assignee: Wenzhou Hanxuanlin Industrial Design Co ltd
Current assignee: Hami shengmei Magnesium Industry Co.,Ltd.
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2020-06-12
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: CN107699712A

Abstract

本发明公开了一种镁冶金炉，包括有炉本体、加料流管以及可分离的炉盖，炉盖位于炉本体上面，加料流管的底端与炉本体的底部相连通，炉本体的底部的侧壁上设置有排渣口，炉本体的顶部的侧壁上设置有接口，炉本体的外侧壁上环绕设置有线圈。本发明提出的镁冶金炉，具有结构简单，建造方便等优点，使用该镁冶金炉能够高效冶炼镁。本发明还提供一种镁冶炼方法，直接利用矿热炉冶炼出来的高温熔液作为原料还原氧化镁，高温熔液从炉本体的底部加入，充分利用液态硅铁的物理热，能耗大大降低，具有反应充分，消耗低，生产效率高，劳动强度小等优点。

Description

一种镁冶金炉和镁冶炼方法

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其涉及一种镁冶金炉和镁冶炼方法。

背景技术

目前，镁的冶炼主要有两种工艺：电解法和硅热法。电解法中需要使用到无水氯化镁，但由于制取无水氯化镁制备难度大，因此制约了电解法的使用。硅热法是将硅铁和氧化镁粉碎，搅拌均匀后装入罐内，然后将罐内的空气抽走，并填充惰性气体，最后用煤炭等加热罐体，硅和氧化镁在惰性气体（无氧环境）和高温的条件下反应生成镁蒸气，镁蒸气冷凝后就得到了镁熔液，浇注后就能得到镁锭。这种技术能耗高，硅铁反应不充分，消耗高，生产效率低，装料和清理残渣困难，劳动强度大。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种能够高效冶炼镁的镁冶金炉。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种镁冶金炉，包括有炉本体、加料流管以及可分离的炉盖，所述炉盖位于所述炉本体上面，所述加料流管的底端与所述炉本体的底部相连通，所述炉本体的底部的侧壁上设置有排渣口，所述炉本体的顶部的侧壁上设置有接口，所述炉本体的外侧壁上环绕设置有线圈。

进一步地，所述加料流管的底端与所述炉本体的底部相连通，包括：所述加料流管设置于所述炉本体外侧，所述加料流管呈“L”型，上部竖直设置，下部水平设置，所述加料流管的下部穿过所述炉本体的侧壁并位于所述炉本体的底部内，或者，所述加料流管设置于所述炉本体内侧，所述加料流管整体竖直设置，所述加料流管的上部穿出所述炉盖，所述加料流管的下部位于所述炉本体的底部内。

进一步地，所述加料流管与所述炉本体的连通位置高于所述排渣口的设置位置。

进一步地，所述加料流管由黏土质耐火材料或高铝质耐火材料或镁质耐火材料制成；所述炉本体的侧壁内侧由碳素耐火材料或高铝质耐火材料或镁质耐火材料制成，外侧由黏土质耐火材料制成；所述炉盖由钢制成，内侧填充黏土质耐火材料或高铝质耐火材料或镁质耐火材料。

本发明还提供一种镁冶炼方法，该方法使用上述镁冶金炉，包括有以下步骤：

1）封堵住所述排渣口，往所述炉本体内部加入铁水至高过所述排渣口以及所述加料流管与所述炉本体的连通位置；

2）往所述炉本体内部加入石灰和燃烧过的氧化镁砂，部分或者全部铁水在石灰和氧化镁砂的作用下凝固，然后盖上所述炉盖并将所述炉盖与所述炉本体之间的缝隙密封好；

3）通过所述接口对所述炉本体内部进行抽真空处理，抽完空气后再通过所述接口向所述炉本体内部填充惰性气体，直至所述炉本体内部的气压与大气压平衡；

4）将所述线圈接上电源，在电磁感应作用下，凝固的铁水被加热熔化；

5）将硅铁熔液或者硅钙钡熔液或者单晶硅熔液通过所述加料流管加入所述炉本体内部，以让硅铁或者硅钙钡或者单晶硅和氧化镁在高温和惰性气体环境下反应得到镁蒸气，镁蒸气通过所述接口进入镁蒸气冷凝器，经过冷凝后即可得到镁熔液。

进一步地，镁冶炼方法还包括以下步骤：

6）待硅铁和氧化镁反应完成后，关闭镁蒸气冷凝器，打开所述排渣口，由于在电磁感应作用下，反应生成的炉渣被加热熔化具有流动性，因此炉渣和铁水或铜水或锰水可通过所述排渣口排出。

进一步地，镁冶炼方法还包括以下步骤：

7）通过所述接口向所述炉本体内部填充惰性气体，提高所述炉本体内部的气压，以使得炉渣和铁水或铜水或锰水排得更彻底；排渣完成后所述炉本体内部剩余镁蒸气从所述排渣口排出并燃烧。

进一步地，镁冶炼方法还包括以下步骤：

8）炉渣排完后、镁蒸气不再燃烧后，封堵住所述排渣口并吹扫所述加料流管，并进一步清除所述炉本体内部镁蒸气。

进一步地，镁冶炼方法还包括以下步骤：

9）打开所述炉盖并清理所述炉本体内部残留炉渣。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出了一种镁冶金炉，具有结构简单，建造方便等优点，使用该镁冶金炉能够高效冶炼镁。本发明还提供一种镁冶炼方法，直接利用矿热炉冶炼出来的高温熔液作为原料还原氧化镁，高温熔液从炉本体的底部加入，从而充分利用液态硅铁的物理热，能耗大大降低，具有反应充分，消耗低，生产效率高，劳动强度小等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为镁冶金炉的主视示意图；

图2为镁冶金炉的俯视示意图；

图3为图2中AA向的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1至图3，本发明提供一种镁冶金炉，包括有炉本体1、加料流管3以及可分离的炉盖2；炉盖2位于炉本体1上面，加料流管3的底端与炉本体1的底部相连通，具体为加料流管3设置于炉本体1外侧，加料流管3呈“L”型，上部竖直设置，下部水平设置，加料流管3的下部穿过炉本体1的侧壁并位于炉本体1的底部内；炉本体1的底部的侧壁上设置有排渣口4，加料流管3与炉本体1的连通位置高于排渣口4的设置位置；炉本体1的顶部的侧壁上设置有接口5，接口5可与外部的真空泵、镁蒸气冷凝器以及惰性气体罐等连接；炉本体1的外侧壁上环绕设置有线圈6，线圈6通电时，在电磁感应的作用下，铁水被加热熔化而具有流动性。其中，加料流管3由黏土质耐火材料制成；炉本体1的侧壁内侧由碳素耐火材料制成，外侧由黏土质耐火材料制成；炉盖2由钢制成，内侧填充黏土质耐火材料。黏土质耐火材料能够保证本发明在镁冶炼过程中承受住高温而不损坏。

“L”型设置的加料流管3能够方便流体（硅铁熔液等）进入炉本体1内部，设置于炉本体1外部也易于加料流管3的清理和维护。加料流管3与炉本体1的连通位置高于排渣口4的设置位置，这种设置能够方便冶炼完成后的排渣。

本发明提供的一种镁冶炼方法，该方法配合上述镁冶金炉一起使用，包括有以下步骤：

1）用炮泥封堵住排渣口4，往炉本体1内部加入铁水至高过排渣口4以及加料流管3与炉本体1的连通位置。

其中，在封堵排渣口4前或者同时，还有前期准备：将接口5连接真空泵、镁蒸气冷凝器以及惰性气体罐，通过阀门控制接口5与真空泵、镁蒸气冷凝器以及惰性气体罐的连通；生产使用的硅铁溶液由矿热炉冶炼后，盛放在钢包内，并保温。

2）往炉本体1内部加入石灰和燃烧过的氧化镁砂，铁水在石灰和氧化镁砂的作用下凝固并封堵住加料流管3与炉本体1的连通位置，然后盖上炉盖2并将炉盖2与炉本体1之间的缝隙密封好。

3）启动真空泵，通过接口5对炉本体1内部进行抽真空处理，抽完空气后，打开惰性气体罐阀门再通过接口5向炉本体1内部填充惰性气体（如氩气、氦气等），直至炉本体1内部的气压与大气压平衡，平衡后关闭惰性气体罐阀门。

4）将线圈6接上电源，在电磁感应作用下，凝固的铁水被加热熔化并具有流动性。

5）将钢包吊到加料流管3上方，水口对入加料流管3上端入口，打开水口，将硅铁熔液通过加料流管3加入炉本体1内部，以让硅铁和氧化镁在高温和惰性气体环境下反应生成镁蒸气、二氧化硅和铁水，二氧化硅与石灰作用形成炉渣，镁蒸气通过接口5进入镁蒸气冷凝器，经过冷凝后即可得到镁熔液。

在获得美熔液后，为了能够实现对炉本体1以及加料流管3等的清理以实现下一次冶炼，还可以包括以下步骤：

6）待硅铁和氧化镁反应完成后，关闭镁蒸气冷凝器，打开排渣口4，由于在电磁感应作用下，二氧化硅与石灰反应生成的炉渣被加热熔化具有流动性，因此炉渣和铁水可通过排渣口4排出。排渣口4排出的炉渣和铁水可通过现有技术分离，铁水用于下一炉的生产。

7）使用惰性气体罐通过接口5向炉本体1内部填充惰性气体，提高炉本体1内部的气压，以使得炉渣和铁水排得更彻底；排渣完成后炉本体1内部剩余镁蒸气从排渣口4排出并燃烧。

8）炉渣排完后、镁蒸气不再燃烧后，用炮泥封堵住排渣口4并吹扫加料流管3，并进一步清除炉本体1内部镁蒸气，防止爆炸。

9）打开炉盖2并清理炉本体1内部残留炉渣。

本发明提出的镁冶金炉，具有结构简单，建造方便等优点，使用该镁冶金炉能够高效冶炼镁。本发明提供的镁冶炼方法，直接利用矿热炉冶炼出来的高温液态的硅铁作为原料还原氧化镁，充分利用液态硅铁的物理热，能耗大大降低，具有反应充分，消耗低，生产效率高，劳动强度小等优点。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种镁冶金炉，包括有炉本体（1）、加料流管（3）以及可分离的炉盖（2），所述炉盖（2）位于所述炉本体（1）上面，其特征在于：所述加料流管（3）的底端与所述炉本体（1）的底部相连通，所述炉本体（1）的底部的侧壁上设置有排渣口（4），所述炉本体（1）的顶部的侧壁上设置有接口（5），所述炉本体（1）的外侧壁上环绕设置有线圈（6）；所述加料流管（3）的底端与所述炉本体（1）的底部相连通，包括：所述加料流管（3）设置于所述炉本体（1）外侧，所述加料流管（3）呈“L”型，上部竖直设置，下部水平设置，所述加料流管（3）的下部穿过所述炉本体（1）的侧壁并位于所述炉本体（1）的底部内，或者，所述加料流管（3）设置于所述炉本体（1）内侧，所述加料流管（3）整体竖直设置，所述加料流管（3）的上部穿出所述炉盖（2），所述加料流管（3）的下部位于所述炉本体（1）的底部内。

2.根据权利要求1所述的镁冶金炉，其特征在于：所述加料流管（3）与所述炉本体（1）的连通位置高于所述排渣口（4）的设置位置。

3.根据权利要求1所述的镁冶金炉，其特征在于：所述加料流管（3）由黏土质耐火材料或高铝质耐火材料或镁质耐火材料制成；所述炉本体（1）的侧壁内侧由碳素耐火材料制成，外侧由黏土质耐火材料或高铝质耐火材料或镁质耐火材料制成；所述炉盖（2）由钢制成，内侧填充黏土质耐火材料或高铝质耐火材料或镁质耐火材料。

4.一种使用权利要求1至3任一项所述的镁冶金炉进行的镁冶炼方法，其特征在于，包括有以下步骤：

1）封堵住所述排渣口（4），往所述炉本体（1）内部加入铁水至高过所述排渣口（4）以及所述加料流管（3）与所述炉本体（1）的连通位置；

2）往所述炉本体（1）内部加入石灰和氧化镁，部分或者全部铁水在石灰和氧化镁的作用下凝固，然后盖上所述炉盖（2）并将所述炉盖（2）与所述炉本体（1）之间的缝隙密封好；

3）通过所述接口（5）对所述炉本体（1）内部进行抽真空处理，抽完空气后再通过所述接口（5）向所述炉本体（1）内部填充惰性气体，直至所述炉本体（1）内部的气压与大气压平衡；

4）将所述线圈（6）接上电源，在电磁感应作用下，凝固的铁水被加热熔化；

5）将硅铁熔液或者硅钙钡熔液或者单晶硅熔液通过所述加料流管（3）加入所述炉本体（1）内部，以让硅铁或者硅钙钡或者单晶硅和氧化镁在高温和惰性气体环境下反应得到镁蒸气，镁蒸气通过所述接口（5）进入镁蒸气冷凝器，经过冷凝后即可得到镁熔液。

5.根据权利要求4所述的镁冶炼方法，其特征在于，还包括以下步骤：

6）待硅铁和氧化镁反应完成后，关闭镁蒸气冷凝器，打开所述排渣口（4），由于在电磁感应作用下，反应生成的炉渣被加热熔化具有流动性，因此炉渣和铁水可通过所述排渣口（4）排出。

6.根据权利要求5所述的镁冶炼方法，其特征在于，还包括以下步骤：

7）通过所述接口（5）向所述炉本体（1）内部填充惰性气体，提高所述炉本体（1）内部的气压，以使得炉渣和铁水排得更彻底；排渣完成后所述炉本体（1）内部剩余镁蒸气从所述排渣口（4）排出并燃烧。

7.根据权利要求6所述的镁冶炼方法，其特征在于，还包括以下步骤：

8）炉渣排完后、镁蒸气不再燃烧后，封堵住所述排渣口（4）并吹扫所述加料流管（3），并进一步清除所述炉本体（1）内部镁蒸气。

8.根据权利要求7所述的镁冶炼方法，其特征在于，还包括以下步骤：

9）打开所述炉盖（2）并清理所述炉本体（1）内部残留炉渣。