專利名稱：豎罐煉鍶工藝及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬有色冶金金屬的生產(chǎn)或精煉類，涉及金屬還原技術領域。
背景技術：
金屬鍶是目前市場上最流行的一種鋁合金變質(zhì)劑，主要優(yōu)點在于變質(zhì)時間長、變質(zhì)效果好，是目前最通用的長效變質(zhì)劑。
目前國內(nèi)外金屬鍶的生產(chǎn)工藝基本原理同熱法鎂的還原工藝相似，設備采用煉鎂用的橫罐爐；傳統(tǒng)的橫罐爐煉鍶工藝基本的工藝原理與橫罐爐煉鎂一致主要的工藝流程為但傳統(tǒng)的橫罐爐存在著以下不足單爐產(chǎn)量低，熱能利用率低，生產(chǎn)周期長，同時占用場地空間大；爐管橫放容易在高溫下單向下垂變形。
傳統(tǒng)的橫罐煉鍶的主要關鍵工藝及參數(shù)為1、制團粉料以制團機在315KN壓力下壓制成直徑約5mm的煤球狀料團，直接加入還原罐；2、還原真空度2-5pa，溫度1200±30℃；3、還原周期18.5小時/爐。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術問題是為克服上述橫罐煉鍶工藝所存在的缺陷而提出了一種豎罐煉鍶工藝，它的基本化學冶金原理同橫罐法但在一些關鍵的工藝及參數(shù)上有較大改進在碳酸鍶煅燒成氧化鍶，然后加20％鋁粉球磨后成料團過程中與橫罐法基本相同，僅在料團制備和還原成金屬鍶的過程由橫罐工藝改為豎罐工藝，其豎罐煉鍶工藝條件為1、還原罐在爐膛中由橫擺改為豎直吊入，同時爐膛結(jié)構也做了很大的改進。
2、制團用油壓機在200KN壓力下壓制成20公斤料團，料團壓制成帶半十字槽口的圓柱體。由牛皮紙包裝后，多個串入料桿上，豎直吊入真空還原罐中。
3、還原工藝條件真空度5-30pa，最佳值10-15pa；還原溫度1100-1200℃，最佳值1150±15℃；還原周期13-15小時，最佳值14±0.5小時。
本發(fā)明豎罐煉鍶所采用裝置是它主要由燃燒室、爐膛、爐體、還原罐、爐膛隔墻和爐體框架所組成。
爐膛設在爐體中央，兩邊有出氣口，爐膛中央有爐膛隔墻，燃燒室設在爐體下部一側(cè)，便于加熱。還原罐垂直置于爐膛中央爐膛隔墻兩邊，可由一只到數(shù)只還原罐均勻排列在爐膛中。
本發(fā)明豎罐煉鍶裝置中的還原罐是由冷卻水套、收集器、擋火板、料桿、料團、真空還原罐、真空密封蓋板和抽真空管所組成。真空還原罐垂直置于爐膛內(nèi)中央爐膛隔墻兩側(cè)均勻分布；冷卻水套套在真空還原罐上部，冷卻水套下部和上部分別接有冷卻水進口管和冷卻水出口管；真空還原罐內(nèi)面中上部設置有擋火板，在擋火板上部的真空還原罐內(nèi)放置有收集器，在擋火板上部的真空還原罐外壁上接有抽真空管；真空還原罐頂部出口處蓋有真空密封蓋板；在真空還原罐內(nèi)部設置有料桿，在料桿上串有待還原的料團若干只；料團壓制成帶半十字槽口的圓柱體，便于金屬鍶在槽中還原蒸發(fā)。
本發(fā)明豎罐煉鍶工藝由于還原罐由橫罐改豎罐，單爐產(chǎn)量高，熱能利用率高，生產(chǎn)周期短，同時占用場地空間小，還原罐豎放后不產(chǎn)生變形，壽命長。
我公司自采用豎罐煉鍶還原工藝以來，經(jīng)濟效益顯著提高，生產(chǎn)成本大幅度下降，采用橫罐工藝單爐產(chǎn)量45公斤，回收率51％，每噸生產(chǎn)成本為31070元，自采用豎罐工藝后，單爐產(chǎn)量上升到67.5公斤，回收率上升到65％以上，每噸生產(chǎn)成本降低了6170元，生產(chǎn)周期也從過去的18.5小時縮短為現(xiàn)在的14小時，還原罐的使用壽命是原來的一倍以上。
綜上所述，豎罐煉鍶工藝的技術特征在于1、還原罐的擺放方式由橫擺變?yōu)樨Q立，爐膛結(jié)構進行改進，爐膛的空間縮小，利用率增加，熱損失減少，還原罐變形均勻，使用周期增加；2、還原罐內(nèi)部所裝料團形式的改變橫罐工藝加入料團由于受重力作用不均勻，局部受力，容易碎裂，一般采用煤球狀料團加入，該料團結(jié)構在還原過程對鍶蒸氣的逸出不利，而豎罐工藝的料團結(jié)構形狀有較大的改變，重力作用均勻，同時有利于鍶蒸氣的逸出。
3、關鍵工藝的參數(shù)作了相應的修改制團壓力、還原溫度、還原真空度、還原周期。


圖1為本發(fā)明豎罐煉鍶裝置結(jié)構示意圖；圖2為本發(fā)明豎罐煉鍶裝置結(jié)構俯視示意圖；圖3為本發(fā)明豎罐煉鍶裝置中還原罐(4)結(jié)構示意圖；圖4為料團(4-5)結(jié)構示意圖；圖5為料團(4-5)結(jié)構側(cè)視圖；圖6為料團(4-5)結(jié)構俯視圖。
在圖1和圖2中，1-燃燒室；2-爐膛，兩邊有通氣口，中間有爐膛隔墻(5)；3-爐體；4-還原罐，若干只；5-爐膛隔墻；6-爐體框架，加固爐體用。
在圖3中，4-1-冷卻水套，4-4-1-冷卻水出口管，4-1-2-冷卻水進口管，接水循環(huán)冷卻系統(tǒng)；4-2-收集器；4-3-擋火板；4-4-料桿，用于吊掛料團(4-5)；4-5-料團，料團(4-5)形狀見圖4、圖5、圖6，壓制成半十字槽形狀的圓柱體；4-6-真空還原罐，置于爐膛(2)內(nèi)加熱；4-7-真空密封蓋板；4-8-抽真空管，接真空泵組。
具體實施例方式
見圖1至圖61、按圖1和圖2形狀砌制豎罐煉鍶裝置，烘干。
2、將冷卻水套(4-1)套在真空還原罐(4-6)上部固定，并將冷卻水出口管(4-1-1)和冷卻水進水管(4-1-2)接在冷卻水套(4-1)上部和下部，另將抽真空管(4-8)接在真空還原罐(4-6)上部外壁上。
3、將上述真空還原罐(4-6)四只垂直吊放在圖1或圖2中的爐膛(2)中央爐膛隔墻(5)兩邊均勻分布。
4、將真空還原罐(4-6)上的冷卻水套(4-1)的冷卻水進口管(4-1-2)和冷卻水出口管(4-1-1)與水循環(huán)冷卻系統(tǒng)連接，同時，將抽真空管(4-8)與真空泵組接通。
5、將煅燒過的氧化鍶加20％鋁粉混合球磨，球磨后的物料用油壓機在200KN壓力下制成20公斤料團(4-5)，料團(4-5)形狀如圖4、圖5、圖6所示的半十字槽口的圓柱體，用牛皮紙包裝。
6、將料團(4-5)6個串入料桿(4-4)上，吊入真空還原罐(4-6)內(nèi)。
7、將擋火板(4-3)和收集器(4-2)依次吊入真空還原罐(4-6)中上部和上部，然后蓋上真空密封蓋板(4-7)。
8、在燃燒室(1)內(nèi)點火升溫，同時開啟真空泵組，使真空還原罐(4-6)內(nèi)抽真空。同時開啟水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，使冷卻水套(4-1)內(nèi)有冷卻水循環(huán)。
9、控制真空還原罐(4-6)內(nèi)真空度5-30pa，最佳值10-15pa?？刂普婵者€原罐(4-6)內(nèi)還原溫度1100-1200℃，最佳值1150±15℃?？刂七€原周期13-15小時，最佳值14±0.5小時。在此還原反應期在真空還原罐(4-6)內(nèi)的料團(4-5)中。鋁粉置換氧化鍶中氧變成氧化鋁并還原成金屬鍶，金屬鍶蒸發(fā)進入真空還原罐(4-6)上部的收集器(4-2)中，由于冷凝而成結(jié)晶狀金屬鍶固態(tài)。
10、待還原周期到14小時后，降溫，緩慢停真空度，最后停冷卻水。
11、打開真空密封蓋板(4-7)，吊出收集器(4-2)，將收集器(4-2)中冷凝下來的結(jié)晶狀金屬鍶壓模包裝。
12、取出擋火板(4-3)，吊出料桿(4-4)和料團(4-5)，重新在料桿(4-4)上串入待還原的新鮮料團(4-5)，重復6到12步驟。
權利要求
1.一種豎罐煉鍶工藝，其特征是采用真空還原技術，利用高溫真空條件在豎罐中用鋁粉還原氧化鍶變成金屬鍶，其還原工藝條件為(1)真空度5-30pa；(2)還原溫度1100-1200℃；(3)還原周期13-15小時。
2.一種豎罐煉鍶裝置，它由燃燒室(1)、爐膛(2)、爐體(3)、還原罐(4)、爐膛隔墻(5)和爐體框架(6)所組成，爐膛(2)設在爐體(3)中央，兩邊有出氣口，爐膛(2)中央有爐膛隔墻(5)，燃燒室(1)設在爐體(3)下部一側(cè)，其特征是還原罐(4)垂直置于爐膛(2)中央爐膛隔墻(5)兩邊均勻分布。
3.根據(jù)權利要求2所述豎罐煉鍶裝置，其特征是還原罐(4)由冷卻水套(4-1)、收集器(4-2)、擋火板(4-3)、料桿(4-4)、料團(4-5)、真空還原罐(4-6)、真空密封蓋板(4-7)和抽真空管(4-8)所組成，真空還原罐(4-6)垂直置于爐膛(2)中央爐膛隔墻(5)兩邊均勻分布；冷卻水套(4-1)套在真空還原罐(4-6)上部，冷卻水套(4-1)下部和上部分別接有冷卻水進口管(4-1-2)和冷卻水出口管(4-1-1)；真空還原罐(4-6)內(nèi)面中上部設置有擋火板(4-3)，在擋火板(4-3)上部的真空還原罐(4-6)內(nèi)放置有收集器(4-2)，在擋火板(4-3)上部的真空還原罐(4-6)外壁上接有抽真空管(4-8)；真空還原罐(4-6)頂部出口處蓋有真空密封蓋板(4-7)；在真空還原罐(4-6)內(nèi)部設置有料桿(4-4)，在料桿(4-4)上套有待還原的料團(4-5)。
4.根據(jù)權利要求3所述豎罐煉鍶裝置，其特征是料團(4-5)制成半十字槽口的圓柱體。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬還原技術領域，公開了一種豎罐煉鍶工藝及裝置。其特點在于將鋁粉還原氧化鍶變成金屬鍶的橫罐工藝改為豎罐工藝，其特點是單爐產(chǎn)量高、熱利用率高、生產(chǎn)周期短、占地空間小、還原罐不變形、壽命長、經(jīng)濟效益顯著。
文檔編號C22B26/20GK1398995SQ02113129
公開日2003年2月26日 申請日期2002年6月7日 優(yōu)先權日2002年6月7日
發(fā)明者梅小明, 尚世顯, 劉小稻 申請人:南京云海特種金屬有限公司