專利名稱：內(nèi)加熱式煉鎂爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用含鎂礦石做原料，硅鐵做還原劑，火焰做內(nèi)加熱源的連續(xù)，周期性操作的內(nèi)加熱式煉鎂爐。
目前，世界上煉鎂工藝普遍采用硅熱法(皮江法)和電解法，在我國電解法由于原料和環(huán)保等因素而受到限制，我國的白云石資源非常豐富，貯藏量占世界第一位，因此國內(nèi)大多數(shù)鎂廠普遍采用硅熱法煉鎂工藝，硅熱法煉鎂大多數(shù)采用橫罐還原爐。白云石在回轉(zhuǎn)窯中煅燒成煅白，經(jīng)粉磨后加硅鐵粉(含75％Si)螢光粉(含95％CaF2)混合、制球(壓力為1-3噸/厘米2)裝袋，送入高溫合金鋼還原罐(3Cr24NiTN)內(nèi)，置于還原爐中，在1150-1180℃及13.33Pa真空度下，經(jīng)11個(gè)小時(shí)獲得環(huán)鎂、精煉、包裝得商品鎂。還原后爐渣的主要成分為2CaO·SiO2，可作副產(chǎn)品用。還原過程的反應(yīng)為，這種外熱的“皮江”法，能耗高，一次性投資大，產(chǎn)能低，無法實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和大工業(yè)生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益不理想，制約了我國煉鎂工業(yè)的發(fā)展。
本實(shí)用新型的目的就是設(shè)計(jì)出一種用含鎂礦石做原料，硅鐵做還原劑，用煤、煤氣、天然氣或油做內(nèi)加熱源的內(nèi)加熱式煉鎂爐，使其達(dá)到提高產(chǎn)能，提高真空度，提高熱效率，提高硅的利用率，提高鎂的還原率，能連續(xù)周期性生產(chǎn)的目的。
本實(shí)用新型所述的內(nèi)加熱式煉鎂爐是由鎂還原反應(yīng)釜、結(jié)晶器、燃燒室、進(jìn)料排渣系統(tǒng)，以及燃燒系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，儀表自動(dòng)化系統(tǒng)等部分組成。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是它是由耐火保溫磚構(gòu)成爐體的外殼，在爐體內(nèi)由隔板和耐火磚墻分隔出燃燒室和出煙道，燃燒室位于爐體內(nèi)的下方，鎂還原反應(yīng)釜設(shè)置在爐體內(nèi)燃燒室的上部空間，爐體內(nèi)壁和鎂還原反應(yīng)釜筒體外壁之間構(gòu)成一個(gè)回?zé)煹?，回?zé)煹琅c位于燃燒室側(cè)面的出煙道連通，鎂還原反應(yīng)釜上端由吊耳固定在爐壁上，下端穿過燃燒室的隔板位于燃燒室內(nèi)，并固定在燃燒室隔板上，在鎂還原反應(yīng)釜筒體上安裝有熱膨脹節(jié)，熱輻射管從鎂還原反應(yīng)釜內(nèi)穿過，以同心圓的方式排列，其下端與燃燒室相通，上端與回?zé)煹肋B通，在鎂還原反應(yīng)釜的中心安裝一根能升降的進(jìn)料出渣套管，外管下端與滑料板相連，內(nèi)管下端與料斗相連，料斗底部設(shè)一個(gè)能開關(guān)的料斗門，結(jié)晶器位于爐體的頂部或側(cè)面，它是由與鎂還原反應(yīng)釜相連通的結(jié)晶內(nèi)套，套在結(jié)晶內(nèi)套外并與循環(huán)冷卻水系統(tǒng)相連的冷凝器，與抽真空系統(tǒng)相連接的真空接口構(gòu)成，燃燒爐氣從輻射管中通過，鎂還原反應(yīng)釜的筒體內(nèi)壁和輻射管外壁構(gòu)成硅、氧化鎂還原反應(yīng)室，堆集在該室內(nèi)的鎂料球團(tuán)被加熱到1180-1200℃時(shí)進(jìn)行硅還原反應(yīng)。從輻射管中心通過的爐氣從輻射管上端出來進(jìn)入回?zé)煹?，然后從下端的出煙道排出爐外，這一高溫?zé)煔獍颜麄€(gè)鎂還原反應(yīng)釜置于在1000-1150℃的高溫保護(hù)中工作，實(shí)現(xiàn)了高節(jié)能，快反應(yīng)的目的。由于鎂還應(yīng)反應(yīng)釜的上端吊在爐壁上，使反應(yīng)釜的撓度力，熱膨脹力、自重力、還原料重力都向下方，把置于高溫下的反應(yīng)釜拉的緊緊的，所以高熱、高真空大直徑的情況下筒體也吸不扁。反應(yīng)釜增設(shè)的膨脹節(jié)，可補(bǔ)償由于筒體和輻射管受熱溫度不同而引起的膨脹長度的差值，同時(shí)也增強(qiáng)了筒體的剛度。冷凝器的冷水套將從鎂還原反應(yīng)釜中出來的鎂蒸氣冷卻到450-550℃，結(jié)晶成環(huán)鎂，鎂結(jié)晶在冷凝內(nèi)套上，出鎂時(shí)冷凝內(nèi)套和環(huán)鎂一起取出。在結(jié)晶結(jié)構(gòu)中接有真空系統(tǒng)，保持真空度小于13.33Pa(0.1毫米汞柱)。由于反應(yīng)釜內(nèi)的還原料平均導(dǎo)熱半徑是“皮江”法的1/3，所以4個(gè)小時(shí)可作一個(gè)周期。進(jìn)料出渣時(shí)，由自動(dòng)升降的進(jìn)料排渣器完成，當(dāng)需要進(jìn)料時(shí)，進(jìn)料排渣套管的內(nèi)外管帶著料斗一起升至鎂還原反應(yīng)釜頂部，料斗門關(guān)閉，隨著進(jìn)料的增加，內(nèi)外管帶著料斗下降至反應(yīng)釜底部，當(dāng)需要排渣時(shí)，進(jìn)料排渣套管的外管帶著滑料板升起，料斗門打開，渣排出釜外。
本實(shí)用新型所述的內(nèi)熱式煉鎂爐，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，出鎂效率比“皮江法”提高了15-20％，節(jié)能60-70％，節(jié)約高溫合金鋼80％，還原反應(yīng)速度快了8小時(shí)，真空機(jī)組減少了2/3，純度可達(dá)到99.98％，實(shí)現(xiàn)了大工業(yè)自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)。
實(shí)施例下面根據(jù)附圖
對本實(shí)用新型所述的內(nèi)加熱式煉鎂爐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)地?cái)⑹觥?br> 附圖內(nèi)加熱式煉鎂爐結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1．真空接口、2．結(jié)晶內(nèi)套、3．冷凝器、4．循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、5．鎂結(jié)晶器、6．進(jìn)料口、7．外殼、8．吊耳、9．鎂還原反應(yīng)釜、10．輻射管、11．膨脹節(jié)、12．外管、13．內(nèi)管、14．滑料板、15．料斗、16．料斗門、17．出渣口、18．排渣門、19．燃燒系統(tǒng)、20．出煙道、21．隔板、22．燃燒室、23．回?zé)煹馈?4．筒體、25．管、26．頂蓋。
用耐火保溫磚砌成爐體的外殼(7)，爐體內(nèi)用耐火磚分隔成三個(gè)空間，下方兩個(gè)空間分別為燃燒室(22)和出煙道(20)，出煙道一端與燃燒室上方的爐體內(nèi)空間相通，一端與爐體外連通。在燃燒室和上方空間的隔板(21)上留一個(gè)與鎂還原反應(yīng)釜直徑相同的圓孔，在燃燒室的側(cè)面，爐體外殼上開一個(gè)孔與燃燒系統(tǒng)(19)對接。用高溫合金鋼制成鎂還原反應(yīng)釜(9)的筒體(24)，在筒體上焊上膨脹節(jié)(11)，根據(jù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)量所需的熱量確定輻射管的數(shù)量，將輻射管以同心圓的方式排列在筒體內(nèi)，輻射管(10)兩端分別從筒體兩端穿過。在筒體兩端中心分別焊兩根粗管作為進(jìn)料口(6)和出渣口(17)，并與反應(yīng)釜內(nèi)外相通。在反應(yīng)釜內(nèi)中心安裝一根能升降的進(jìn)料排渣套管，將滑料板(14)固定在外管(12)下端外壁上，將進(jìn)料斗(15)固定在內(nèi)管(13)下端，在料斗底部設(shè)一個(gè)料斗門(16)，在出渣口的下端設(shè)一個(gè)排渣門(18)，將制備好的反應(yīng)釜安裝在爐體的上部空間，使?fàn)t體的內(nèi)壁與反應(yīng)釜筒體外壁形成一個(gè)回?zé)煹?23)，反應(yīng)釜的上端由吊耳(8)固定在爐壁上，下端部穿過燃燒室隔板孔置于燃燒室中，出渣口穿過燃燒室底部由排渣門與外界連通，進(jìn)料口穿過爐體頂蓋(26)由投料口與外界連通。在反應(yīng)釜的上側(cè)面或頂部接一根管(25)，穿過爐體外殼與鎂結(jié)晶器(5)的結(jié)晶內(nèi)套(2)相連通，冷凝器(3)套在結(jié)晶內(nèi)套上，并與循環(huán)冷卻水系統(tǒng)(4)連接，在鎂結(jié)晶器上設(shè)一個(gè)抽真空接口(1)，與抽真空系統(tǒng)連接。
權(quán)利要求1．一種內(nèi)加熱式煉鎂爐，它是由鎂還原反應(yīng)釜、結(jié)晶器、燃燒室、進(jìn)料排渣系統(tǒng)，以及燃燒系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，儀表自動(dòng)化系統(tǒng)等部分組成，其特征在于它是由耐火保溫磚構(gòu)成爐體的外殼(7)，在爐體內(nèi)由隔板(21)和耐火磚墻分隔出燃燒室(22)和出煙道(20)，燃燒室位于爐體內(nèi)的下方，鎂還原反應(yīng)釜(9)設(shè)置在爐體內(nèi)燃燒室的上部空間，爐體內(nèi)壁和鎂還原反應(yīng)釜筒體外壁之間構(gòu)成一個(gè)回?zé)煹?23)，回?zé)煹琅c位于燃燒室側(cè)面的出煙道連通，鎂還原反應(yīng)釜上端由吊耳(8)固定在爐壁上，下端穿過燃燒室的隔板位于燃燒室內(nèi)，并固定在燃燒室隔板上，在鎂還原反應(yīng)釜筒體(24)上安裝有熱膨脹節(jié)(11)，熱輻射管(10)從鎂還原反應(yīng)釜內(nèi)穿過，以同心圓的方式排列，其下端與燃燒室相通，上端與回?zé)煹肋B通，在鎂還原反應(yīng)釜的中心安裝一根能升降的進(jìn)料出渣套管，外管(12)下端與滑料板(14)相連，內(nèi)管(13)下端與料斗(15)相連，料斗底部設(shè)一個(gè)能開關(guān)的料斗門(16)，結(jié)晶器(5)位于爐體的頂部或側(cè)面，它是由與鎂還原反應(yīng)釜相連通的結(jié)晶內(nèi)套(2)，套在結(jié)晶內(nèi)套外并與循環(huán)冷卻水系統(tǒng)(4)相連的冷凝器(3)，與抽真空系統(tǒng)相連接的真空接口(1)構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用含鎂礦石做原料,硅鐵做還原劑,火焰做內(nèi)加熱源的內(nèi)加熱式煉鎂爐,其特點(diǎn)是:加熱輻射管從鎂還原反應(yīng)釜中穿過,以同心圓方式在釜中排列,當(dāng)熱氣從輻射管中穿過時(shí),堆集在輻射管周圍,反應(yīng)釜中的鎂料球團(tuán)被加熱到1180—1200℃進(jìn)行還原反應(yīng),產(chǎn)生鎂蒸氣,經(jīng)冷凝后生成環(huán)鎂,此煉鎂爐設(shè)計(jì)合理,結(jié)構(gòu)簡單,熱效率高,節(jié)能60—70%,出鎂收率提高15—20%,節(jié)約昂貴的高溫合金鋼80%,反應(yīng)時(shí)間縮短了8個(gè)小時(shí),純度可達(dá)99.98%,成本下降25%,實(shí)現(xiàn)了大工業(yè)生產(chǎn)和自動(dòng)控制。
文檔編號C22B26/22GK2443004SQ0025407
公開日2001年8月15日 申請日期2000年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月30日
發(fā)明者于洪喜, 姚廣和, 盧再連, 尤金德, 司繼松 申請人:于洪喜