CN202047117U - 连续炼镁还原炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种连续炼镁还原炉，为解决现有还原炉能耗高问题，其是真空还原罩置于感应池炉上，并与感应池炉和真空室隔断组合形成原料熔化室、蒸发室、溶液上升通道、溶液下降通道和排渣通道。所述原料熔化室上面中心与下阀门与原料仓连接、加料口管道另接有真空平衡管，真空平衡管通过除尘器后再通过真空管连接至真空泵。所述蒸发室的顶部有镁蒸汽出口通过管道与镁液储罐相连接，位于镁液储罐内的管道出口连接有镁蒸汽扑集器，镁液储罐上面有开孔与真空泵连接。其具有热能利用率高、单台炉产量高且可连续生产的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及镁冶炼设备，特别是涉及一种连续炼镁还原炉。
技术背景
在金属镁冶炼中，目前使用的还原罐式还原炉一般每台炉装有40-60只还原罐，生产时需把煅烧好的白云石、硅铁和萤石按比例混合后球磨至细度约160目左右，用压球机压成约3cm的球状料，然后依次打开罐盖-装入球状原料-加盖密封-升温、抽真空-还原-卸盖-取出结晶镁-扒出还原渣-重新装料等工序为一个还原周期，每个还原周期约11-12小时，不能实现连续生产，且还原反应为固相反应，反应速度慢，耗能高。由于热量是从还原罐外部向内传导，如果还原罐尺寸较大，热量很难传导至内部，因此目前使用的还原罐直径都比较小(直径一般为325mm-339mm，长约3000m)，致使机械化作业难以施展，因此还原工段产量低，能耗高，工人劳动强度大，需要人员多，生产效率不高。
发明内容
本实用新型目的是提供了一种热能利用率高、节能效果好、还原反应时间短，单台炉产量高且可连续生产的连续炼镁还原炉。
为实现上述目的，本实用新型连续炼镁还原炉是真空还原罩(3)置于感应池炉(1)上，并与感应池炉(1)和真空室隔断(21)组合形成原料熔化室(5)、蒸发室(4)、溶液上升通道(22)、溶液下降通道(20)和排渣通道(19)。本实用新型连续炼镁还原炉从加料，还原，镁蒸汽的收集液化，出渣均可实行连续生产，比现有的还原罐式还原炉还原时间短，能源利用率高，对环境污染小，工人劳动强度低，单台炉产量高，易实观机械化和自动化控制。产出的液态镁可直接铸锭或精炼，省去了原料工段的球磨、压球等工序，可减少企业投资、降低生产成本，增加企业效益。具有热能利用率高、节能效果好、还原反应时间短，单台炉产量高且可连续生产的优点。
作为优化，所述真空还原罩(3)为圆型，与感应池炉(1)及其环形真空室隔断(21)组合形成外周环形蒸发室(4)、中心原料熔化室(5)及环形溶液上升通道(22)、环形溶液下降通道(20)和环形排渣通道(19)。
作为优化，所述圆型真空还原罩(3)是罩盖周边制有向下伸出的环形外罩壁，罩盖中部制有向下伸出的环形内罩壁；所述感应池炉(1)是池底周边制有向上伸出的外池壁、池底中部制有向上伸出的环形真空室隔断(21)；所述真空还原罩(3)与感应池炉(1)的组合方式是：真空还原罩(3)的环形外罩壁向下伸入到感应池炉(1)外池壁与环形真空室隔断(21)之间，并与池底、环形真空室隔断(21)和外池壁间分别留有溶液平流通道(23)、溶液下降通道(20)和排渣通道(19)；真空还原罩(3)的环形内罩壁向下伸入到感应池炉(1)环形真空室隔断(21)内空间，并与池底和环形真空室隔断(21)间分别留有溶液平流通道(23)和溶液上升通道(22)。
作为优化，所述真空还原罩(3)与感应池炉(1)组合后，所述真空还原罩(3)的罩盖向下与环形外罩壁和环形内罩壁围成的环形空间为环形蒸发室(4)，所述真空还原罩(3)的罩盖向下与环形内罩壁围成的圆形空间为原料熔化室(5)。
作为优化，所述外池壁上制有联通排渣通道(19)的排渣口(2)，且环形真空室隔断(21)的厚度随着与排渣口(2)距离增加而逐渐减少，或者环形真空室隔断(21)的高度随着与排渣口(2)距离增加而逐渐降低，或者环形真空室隔断(21)的厚度和高度随着与排渣口(2)距离增加而逐渐减少和降低。有利于周边平衡出渣，均衡反应，提高反应效率和产能。
作为优化，所述原料熔化室(5)上面中心的加料孔通过加料口管道与下阀门(6)与原料仓连接、加料口管道另接有真空平衡管(11)，真空平衡管(11)通过除尘器(12)后再通过真空管(13)连接至真空泵(15)。
作为优化，所述原料仓包括自下至上依次相连的下加料仓(7)、中阀门(8)、上加料仓(9)、上阀门(10)。
作为优化，所述上阀门(10)还进一步向上连接有用于添加经过粉碎和煅烧过的白云石、硅铁和萤石的喇叭形加料口。
作为优化，所述蒸发室(4)的顶部有镁蒸汽出口通过管道与镁液储罐(16)相连接，位于镁液储罐(16)内的管道出口连接有镁蒸汽扑集器(14)，镁液储罐(16)上面有开孔与真空泵(15)连接。
作为优化，所述镁蒸汽扑集器(14)为一扁平的U型通道，所述镁液储罐(16)还配有液位计(17)和制有镁液出口(18)；所述镁液储罐(16)上面有开孔通过真空管和三通与连接真空泵(15)的真空管连接；在溶液上升通道(22)中下部加装多根氩气吹管来控制溶液流动速度。
与现有技术相比，本实用新型由于采用了熔态法炼镁，由原来的固相反应改为液相反应，大大加快了反应速度，缩短了还原时间，节能效果十分明显，且提高了生产能力。
即其技术方案是由感应炉(1)、排渣口(2)、真空还原室(3)、加料阀(6)、下加料仓(7)、阀门(8)、上加料室(9)、阀门、真空平衡管(11)、除尘器(12)、真空管(13)、镁蒸汽扑集器(14)、真空泵(15)、镁液储罐(16)、液位计(17)、镁液出口(18)和环形真空室隔断(21)等组成。真空还原室(3)置于感应炉(1)上，与感应炉(1)和环形真空室隔断(21)组合形成原料熔化室(5)、蒸发室(4)、溶液上升通道(22)、溶液下降通道(20)和排渣通道(19)。
由于原来的还原炉采用还原罐，物料的加热是由外向内，如果罐体直径太大，热量难以传导至内部，因此还原罐尺寸一般直径都在320-339mm之间，由于还原罐尺寸小，很难实现机械化操作，且需要消耗镍铬等贵重金属。本发明由于采用感应炉加热，不需要还原罐，从加料、还原、出镁、出渣都可连续生产，且容易实现自动化控制，节能效果好，需要操作人员少，劳动强度低，设备投资少。具有热能利用率高、节能效果好、还原反应时间短，单台炉产量高且可连续生产的优点。
附图说明
图1是本实用新型连续炼镁还原炉的结构示意图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型连续炼镁还原炉是罩盖周边制有向下伸出的环形外罩壁，罩盖中部制有向下伸出的环形内罩壁的圆形真空还原罩3，置于池底周边制有向上伸出的外池壁、池底中部制有向上伸出的环形真空室隔断21的感应池炉1上，并与感应池炉1及其真空室隔断21组合形成中心原料原料熔化室5、外周环形蒸发室4、环形溶液上升通道22、环形溶液下降通道20和环形排渣通道19。所述真空还原罩3与感应池炉1组合后，所述真空还原罩3的罩盖向下与环形外罩壁和环形内罩壁围成的环形空间为环形蒸发室4，所述真空还原罩3的罩盖向下与环形内罩壁围成的圆形空间为原料熔化室5。
所述真空还原罩3与感应池炉1的组合方式是：真空还原罩3的环形外罩壁向下伸入到感应池炉(1)外池壁与环形真空室隔断21之间，并与池底、环形真空室隔断21和外池壁间分别留有溶液平流通道23、溶液下降通道20和排渣通道19；真空还原罩3的环形内罩壁向下伸入到感应池炉1环形真空室隔断21内空间，并与池底和环形真空室隔断21间分别留有溶液平流通道23和溶液上升通道22。
所述外池壁上制有联通排渣通道19的排渣口2，且环形真空室隔断21的厚度随着与排渣口2距离增加而逐渐减少，或者环形真空室隔断21的高度随着与排渣口2距离增加而逐渐降低，或者环形真空室隔断21的厚度和高度随着与排渣口2距离增加而逐渐减少和降低。
所述原料熔化室5上面中心的加料孔通过加料口管道与下阀门6与原料仓连接，所述原料仓为自下至上依次相连的下加料仓7、中阀门8、上加料仓9、上阀门10、用于添加经过粉碎和煅烧过的白云石、硅铁和萤石的喇叭形加料口；加料口管道另接有真空平衡管11，真空平衡管11通过除尘器12后再通过真空管13连接至真空泵15。
所述蒸发室4的顶部有镁蒸汽出口通过管道与配有液位计17和制有镁液出口18的镁液储罐16相连接，位于镁液储缺罐16内的管道出口连接有镁蒸汽扑集器14，镁液储罐16上面有开孔通过真空管13和三通与连接上述真空泵15的真空管13相连。所述镁蒸汽扑集器14为一扁平的U型通道。
其工作方式是：在感应池炉1中加入混合好的原料并启动使其熔化，熔化后的溶液应把真空室溶液上升通道22和溶液下降通道20全部侵入至溶液中，上升通道和下降通道上端至少在液面下10-80cm，溶液温度应保持在1550-1650℃范围，此时开启加料阀(下阀门)6，加入原料，并启动真空泵15，在原料的重力作用下溶液通过真空还原室的溶液上升通道22向上流动，为了调节流动速度，可以在溶液(原料)上升通道中下部加装多根氩气吹管来控制溶液流动速度；同时加入的原料开始逐渐熔化，液体原料中的氧化钙与硅反应生成硅酸二钙，氧化镁与硅发生还原反应，生成单质镁和二氧化硅并随溶液向真空蒸发室4流动，由于真空泵的作用，真空蒸发室压力较小，约为1000Pa左右，单质镁在蒸发室较低的压力下蒸发并逐渐形成饱和镁蒸汽，因压差作用镁蒸汽通过管道进入镁液扑集器14被扑捉成为液态镁储存至镁液储罐16。此时还原后的还原废渣在压力的作用下由真空蒸发室的溶液下降通道20向下流动，并沿感应炉炉壁和真空还原室之间的排渣通道19向上移动，最后由排渣口2排出。真空平衡管11的作用是保持原料熔化室5和蒸发室4的压力基本一致，防止蒸发室在运行中由于外部压力较大而被破坏。
总之，本实用新型连续炼镁还原炉利用感应炉加热，采用熔态真空蒸馏方法冶炼原镁。还原炉的真空还原室置于感应炉上，与感应炉、真空室隔断组合形成原料熔化室、溶液上升通道、蒸发室、原料下降通道和排渣通道。新型连续炼镁还原炉可连续进行加料、熔化、蒸发、镁蒸汽扑集、储存和排出废还原渣。与目前广泛使用的罐式还原炉相比，由于采用液相反应，本实用新型连续炼镁还原炉具有还原时间短，热效率高，节能效果好，污染物排放量少，可连续生产，单台设备产量大、易实现机械和自动化等特点。
Claims (10)
1.一种连续炼镁还原炉，其特征在于是真空还原罩(3)置于感应池炉(1)上，并与感应池炉(1)和真空室隔断(21)组合形成原料熔化室(5)、蒸发室(4)、溶液上升通道(22)、溶液下降通道(20)和排渣通道(19)。
2.根据权利要求1所述连续炼镁还原炉，其特征在于所述真空还原罩(3)为圆型，与感应池炉(1)及其环形真空室隔断(21)组合形成外周环形蒸发室(4)、中心原料熔化室(5)及环形溶液上升通道(22)、环形溶液下降通道(20)和环形排渣通道(19)。
3.根据权利要求2所述连续炼镁还原炉，其特征在于所述圆型真空还原罩(3)是罩盖周边制有向下伸出的环形外罩壁，罩盖中部制有向下伸出的环形内罩壁；所述感应池炉(1)是池底周边制有向上伸出的外池壁、池底中部制有向上伸出的环形真空室隔断(21)；所述真空还原罩(3)与感应池炉(1)的组合方式是：真空还原罩(3)的环形外罩壁向下伸入到感应池炉(1)外池壁与环形真空室隔断(21)之间，并与池底、环形真空室隔断(21)和外池壁间分别留有溶液平流通道(23)、溶液下降通道(20)和排渣通道(19)；真空还原罩(3)的环形内罩壁向下伸入到感应池炉(1)环形真空室隔断(21)内空间，并与池底和环形真空室隔断(21)间分别留有溶液平流通道(23)和溶液上升通道(22)。
4.根据权利要求3所述连续炼镁还原炉，其特征在于所述真空还原罩(3)与感应池炉(1)组合后，所述真空还原罩(3)的罩盖向下与环形外罩壁和环形内罩壁围成的环形空间为环形蒸发室(4)，所述真空还原罩(3)的罩盖向下与环形内罩壁围成的圆形空间为原料熔化室(5)。
5.根据权利要求3所述连续炼镁还原炉，其特征在于所述外池壁上制有联通排渣通道(19)的排渣口(2)，且环形真空室隔断(21)的厚度随着与排渣口(2)距离增加而逐渐减少，或者环形真空室隔断(21)的高度随着与排渣口(2)距离增加而逐渐降低，或者环形真空室隔断(21)的厚度和高度随着与排渣口(2)距离增加而逐渐减少和降低。
6.根据权利要求1所述连续炼镁还原炉，其特征在于所述原料熔化室(5)上面中心的加料孔通过加料口管道与下阀门(6)与原料仓连接、加料口管道另接有真空平衡管(11)，真空平衡管(11)通过除尘器(12)后再通过真空管(13)连接至真空泵(15)。
7.根据权利要求6所述连续炼镁还原炉，其特征在于所述原料仓包括自下至上依次相连的下加料仓(7)、中阀门(8)、上加料仓(9)、上阀门(10)。
8.根据权利要求7所述连续炼镁还原炉，其特征在于所述上阀门(10)还进一步向上连接有用于添加经过粉碎和煅烧过的白云石、硅铁和萤石的喇叭形加料口。
9.根据权利要求1所述连续炼镁还原炉，其特征在于所述蒸发室(4)的顶部有镁蒸汽出口通过管道与镁液储罐(16)相连接，位于镁液储罐(16)内的管道出口连接有镁蒸汽扑集器(14)，镁液储罐(16)上面有开孔与真空泵(15)连接。
10.根据权利要求9所述连续炼镁还原炉，其特征在于所述镁蒸汽扑集器(14)为一扁平的U型通道，所述镁液储罐(16)还配有液位计(17)和制有镁液出口(18)；所述镁液储罐(16)上面有开孔通过真空管和三通与连接真空泵(15)的真空管连接；在溶液上升通道(22)中下部加装多根氩气吹管来控制溶液流动速度。
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| CN104120282A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-10-29 | 东北大学 | 一种快速连续炼镁的方法 |
| CN104120282B (zh) * | 2014-07-21 | 2015-12-30 | 东北大学 | 一种快速连续炼镁的方法 |
| CN104120244A (zh) * | 2014-07-23 | 2014-10-29 | 覃聪 | 一种真空冶炼炉 |
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| CN107699712B (zh) * | 2017-09-27 | 2020-06-12 | 温州翰轩林工业设计有限公司 | 一种镁冶金炉和镁冶炼方法 |
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