一種電弧爐真空煉鎂系統(tǒng)及其煉鎂方法
【專利摘要】本發(fā)明專利公開了一種電弧爐真空煉鎂系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括依次連接的粉磨系統(tǒng)、預熱分解系統(tǒng)、煅燒系統(tǒng)、二次加熱系統(tǒng)、真空反應系統(tǒng)、冷凝收集系統(tǒng)，其煉鎂方法包括前序準備、電弧爐真空煉鎂和結束開停機三個階段；本發(fā)明用粉磨分解加熱后的含鎂粉料，在鐵熔化為液體的熔池里，經真空處理后，充入氬氣，噴人高溫鎂粉料，使其還原產生鎂蒸汽，鎂蒸汽通過收集冷凝后，變?yōu)殒V液體，形成粗鎂，然后經精煉鑄成鎂錠，生產過程合理、緊促、設備配套、工藝完整、反應過程快、時間短、生產效率高、降低生產成本1/3以上。
【專利說明】
一種電弧爐真空煉鎂系統(tǒng)及其煉鎂方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及金屬冶煉系統(tǒng)及其方法，具體涉及一種產率高，費用低，使環(huán)境污染少的電弧爐真空煉鎂系統(tǒng)及其煉鎂方法。
【背景技術】
[0002]鎂是地球中儲量極為豐富的金屬元素，約占地球總質量的2.1%---2.7%，我國儲量是全球鎂資源儲量最大的國家。目前，已探明數百億噸。鎂及鎂合金具有比重小，強度高，減震性好，抗沖擊，切削性好，導熱性好，可回收再生利用，對環(huán)境污染少，具有優(yōu)良的環(huán)境優(yōu)勢和性能優(yōu)勢，使用范圍廣泛，是一種可循環(huán)利用的難得金屬。大力發(fā)展鎂產業(yè)在我國和全球具有明顯的資源優(yōu)勢和市場優(yōu)勢。
[0003]鎂的生產方法目前主要有氯化鎂熔鹽電解法和熱還原法兩類。目前，全球鎂產量的85%都是由熱還原法中的金屬還原法，即“皮江法”生產的。熱還原法生產以金屬還原法中的“皮江法”為例，目前生產存在諸多不足。①導熱半徑大，熱損失大，環(huán)境污染嚴重，還原時間長12—14小時;②全部人工操作，現場工人勞動強度大，效率低;③生產成本高，主要存在能耗高，還原罐成本高，收得率低，經濟效益不理想;④不能形成規(guī)?；B續(xù)生產，不符合現代大工業(yè)發(fā)展的要求。
[0004]有些國家利用自身資源條件，采用氯化鎂熔鹽電解法生產過程中會產生氯氣，對人員和環(huán)境造成傷害和污染，目前這種生產方法很少使用。
[0005]目前，我國金屬鎂生產已占全球份額的85%，大部采用熱還原法生產，ΒΓ皮江法”生產。
[0006]目前現有技術的“皮江法”生產工藝主要是以煅燒白云石為原料、硅鐵為還原劑、螢石為催化劑，進行計量配料。粉磨后壓制成球，稱為球團。將球團裝入還原罐中，加熱到1200°C，內部抽真空至13.3Pa或更高，則產生鎂蒸汽。鎂蒸汽在還原罐前端的冷凝器中形成結晶鎂，亦稱粗鎂。再經熔劑精煉，產出商品鎂錠，即精鎂。皮江法煉鎂生產工序皮江法煉鎂生產工序(I)白云石煅燒:將白云石在回轉窖或豎窖中加熱至1100?1200°C，燒成煅白(Mg0.CaOhU)配料制球:將煅白、硅鐵粉和螢石粉計量配料、粉磨，然后壓制成球。(3)還原:將料球在還原罐中加熱至1200+10°C，在13.3Pa或更高真空條件下，保持8?10小時，氧化鎂還原成鎂蒸汽，冷凝后成為粗鎂。(4)精煉鑄錠:將粗鎂加熱熔化，在約710°C高溫下，用溶劑精煉后，鑄成鎂錠，亦稱精鎂。(5)酸洗:將鎂錠用硫酸或硝酸清洗表面，除去表面夾雜，使表面美觀。(6)造氣車間:將原煤轉換成煤氣，作為燃料使用。直接使用原煤的鎂廠沒有造氣車間。
[0007]目前現有技術中中國專利申請?zhí)枮?5100495.6，名為電爐熱裝料硅熱還原真空煉鎂新工藝，繼承了 “皮江法”鎂以硅鐵為還原劑，在熱狀態(tài)下，可以還原出鎂這一 “皮江法”的核心理論。通過還原反應，即在增溫條件下產生鎂蒸汽，然后通過冷凝器變?yōu)殒V液體，但專利期已失效，沒有生產例記，且不能連續(xù)化生產。中國專利(201010255111.9)，單漫漬管硅浴真空環(huán)流煉鎂裝置及其方法，中國專利(201010255097.2)雙漫漬管硅浴真空環(huán)流煉鎂裝置及其方法，和專利(201080000976.9)—種真空環(huán)流熔態(tài)硅熱法煉鎂的方法及其設備。針對目前煉鎂技術落后和生產缺陷，提出了熔態(tài)硅熱法還原煉鎂的觀點，但由于單、雙浸漬管的環(huán)流機理制約對硅熱浴容積要求極高，加熱難度較大，出渣造成不能連續(xù)化生產，對現場要求苛刻，投資和生產規(guī)模極大，并且在暴露大氣的環(huán)境中，金屬鎂收得率低。

【發(fā)明內容】

[0008]針對現有技術中的問題，本發(fā)明提供一種使其更具備連續(xù)化生產的直接條件，可以充分使金屬鎂原料從分解加熱得到充分利用，從而使得產率高，費用低，使環(huán)境污染少的電弧爐真空煉鎂系統(tǒng)及其煉鎂方法。
[0009]為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是:
[0010]—種電弧爐真空煉鎂系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括依次連接的粉磨系統(tǒng)、預熱分解系統(tǒng)、煅燒系統(tǒng)、二次加熱系統(tǒng)、真空反應系統(tǒng)、冷凝收集系統(tǒng)，所述的冷凝收集系統(tǒng)上設置有排塵集氣系統(tǒng);其中:
[0011]所述粉磨系統(tǒng)包括依次連接的破碎機、貯存庫、第一提升機、磨頭穩(wěn)料倉、立磨機、分離器、第一除塵器、第二提升機、第一貯料庫，分離器連接在立磨機的上部，并與第一除塵器、第一排風機依次串接同時與產品出口貫穿，立磨機的底部連接有第一引風機；
[0012]所述預熱分解系統(tǒng)包括通過圓管計量鉸刀與粉磨系統(tǒng)中第一貯料庫連接的斗式提升機，還包括與斗式提升機依次連接的入料螺旋輸送機和四級預熱分解塔，旋風除塵器與四級預熱分解塔并聯在入料螺旋輸送機上，所述旋風除塵器上部連接有鼓風機，下端連接有第二排風機，鼓風機上設置有排風煙囪，旋風除塵器的出料口處設置有回料鉸刀；
[0013]所述煅燒系統(tǒng)包括與四級預熱分解塔呈上下連貫的回轉窯，該回轉窯的尾部燃燒室設置燃氣噴射槍并與送風機聯裝，燃氣噴射槍所用燃氣由遠端燃氣貯罐提供，回轉窯的窯尾端設置有輸送料的輸送機，輸送機一端連接到第三提升機，另一端裝置有前置冷風機，第三提升機連接到第二貯料庫上；
[0014]所述二次加熱系統(tǒng)包括通過“Z”形埋刮板輸送機與第二貯料庫連接的加熱罐，與加熱罐連接的熱風爐，第二貯料庫和加熱罐均通過管道連接到第二除塵器上，加熱罐尾部通過加料閥和輸料管連接到真空反應系統(tǒng)上；
[0015]所述真空反應系統(tǒng)包括通過輸料管和料粉噴吹槍與二次加熱系統(tǒng)中加熱罐連接的真空電弧爐、置于真空電弧爐內的預熔硅鐵液包、真空爐上蓋，還包括配備的兩個或兩個以上的硅鐵液包，硅鐵液包內盛裝有預熔化硅鐵液，硅鐵液包上部的電弧爐上蓋上設置有加熱電極裝置和硅鐵合金加料口，該真空電弧爐由外到內依次為外爐體、保溫磚、真空反應室、預熔硅鐵液包、及預熔硅鐵液包內盛裝的硅鐵液，真空爐上蓋設置在升降裝置上，且該真空爐上蓋上設置有電極加熱裝置，真空電弧爐的出渣口上設置有排渣閥，真空電弧爐和硅鐵液包之間設置有旋轉移動裝置，真空電弧爐底部設置有平移裝置，所述料粉噴吹槍從真空電弧爐側壁上深入到硅鐵液中，該料粉噴吹槍與外設吹氬閥連通，并同輸料管和加料閥交臂貫穿，在吹氬閥和料粉噴吹槍間安裝有止回閥；
[0016]所述冷凝收集系統(tǒng)包括通過鎂蒸汽輸送筒與真空反應系統(tǒng)中真空爐上蓋連接的鎂蒸汽集結承載器，依次與鎂蒸汽集結承載器連接的止回閥、鎂蒸汽冷凝捕集裝置、鎂液收集罐，所述鎂蒸汽冷凝捕集裝置上部連接有排塵集氣系統(tǒng)的第三除塵器，該第三除塵器頂部設置有真空抽氣裝置和冷水噴霧器，該真空抽氣裝置通過氬氣凈化捕集裝置連接到氬氣貯氣罐上，第三除塵器內部交錯分布有百葉窗。
[0017]進一步地，粉磨系統(tǒng)中第一貯存庫的出料口設置有調節(jié)閘板，磨頭穩(wěn)料倉的出料口通過電子皮帶秤連接到立磨機上。
[0018]進一步地，第二貯料庫出料口設置有庫底調控閥門，加熱罐出料口處設置有加料閥，加熱罐上連接有第二引風機，第二除塵器上連接有第三排風機。
[0019]進一步地，氬氣貯氣罐的入口設置有進氣閥，出口設置有氬氣輸出閥，且該氬氣貯氣罐上設置有安全閥，鎂液收集罐上設置有鎂液排放口，第三除塵器底部設置有自動鎖氣排塵閥。
[0020]本發(fā)明同時公開了一種電弧爐真空煉鎂方法，其特征在于包括前序準備、電弧爐真空煉鎂和結束開停機三個階段；
[0021 ]所述前序準備階段包括:
[0022]步驟一、準備反應物一含鎂礦粉:
[0023]1、粉磨:首先將鎂質礦石(白云石)經粉磨系統(tǒng)中的破碎機破碎，然后經立磨機粉磨，保證檢驗細度0.05—0.3mm,放入第一貯料庫，2、預熱分解:將第一貯料庫中的粉磨料經斗式提升機提升輸送入四級分解預熱塔中進行預熱分解，3、煅燒:將四級分解預熱塔中的預熱分解料溜進回轉窯煅燒，使碳酸鈣溢出，形成含氧化鎂40%?46%的鍛白粉(主要成分為Mgo、Cao)，并將鍛白粉經第三提升機輸送至第三貯料庫中貯存，4、加熱:將第三貯料庫中的鍛白粉經“Z”型埋刮板輸送機輸送至加熱罐中，予以再加熱至900°C±150°C，暫存待用；
[0024]步驟二、準備反應溶劑-預恪娃鐵液:在配備的娃鐵液包中，根據容量及比例計量加入工業(yè)硅和75 %左右的硅鐵，插入加熱電極裝置，使其熔化成硅鐵液，在1400°C—1650°C左右保溫待用；
[0025]所述電弧爐真空煉鎂階段包括:
[0026]步驟三、真空電弧爐抽真空:用旋轉移動裝置將硅鐵液包吊置于真空電弧爐的真空反應室中，啟動真空電弧爐底座的平移裝置，使其就位，再啟用真空爐上蓋的升降裝置，蓋上真空爐上蓋，使其真空反應室與真空爐上蓋完全密封牢固，然后利用真空抽氣裝置將其抽成真空，真空壓力值為20-2500Pa;
[0027]步驟四、氬氣填充:打開吹氬閥，向步驟三抽真空后的真空反應室內回填氬氣，同時開啟電極加熱裝置，使硅鐵液沸騰且溫度保持在1400_1650°C，并氬氣全部充盈；
[0028]步驟五、添加反應物:將料粉噴吹槍從真空電弧爐側部插入硅鐵液中，并混合氬氣向硅鐵液中適量噴吹加熱后的鎂礦粉；由于氬氣噴吹的作用，使鎂礦粉與硅鐵液得以充分攪拌混合，且在真空狀態(tài)和控制范圍的高溫下發(fā)生置換還原反應，產生鎂蒸汽；
[0029]步驟六、冷卻收集:步驟五產生的鎂蒸汽沿真空方向依次經鎂蒸汽輸送筒輸送、鎂蒸汽集結承載器承載、止回閥，進而流入溫控在650 ± 40 V的鎂蒸汽冷凝捕集裝置中，該鎂蒸汽冷凝捕集裝置中得到的鎂液(或滴)流(滴)入鎂液收集罐中，待進行澆錠或精煉，在真空高溫的冶煉中所使用的氬氣經氣第三除塵器由氬氣凈化捕集裝置處理后流向氬氣貯氣觸;
[0030]步驟七、清渣:還原反應結束后，將預熔硅鐵液包中的渣液通過排渣閥排出；
[0031]步驟八、按照步驟二?步驟七的步驟進行下一輪操作，依次輪番作業(yè)；
[0032]所述結束開停機階段包括:
[0033]步驟九、真空反應室的反應結束后，關閉料粉噴吹槍;再依次關閉吹氬閥、電弧爐加熱裝置、真空抽氣裝置、氬氣凈化捕集裝置、氬氣輸出閥、冷水噴霧器，并使收集的氣體不產生二次回流；
[0034]步驟十、當從檢測儀器上看到真空反應室壓強與大氣平衡后，分別啟動升降裝置和平移裝置，使其真空反應室與真空爐上蓋分離，啟動旋轉移動裝置將用畢和預用的硅鐵包進行更換，各就其位。
[0035]應當注意的是，第三除塵器工作前應先打開頂部均勻分布的若干個冷水噴霧器，使水霧交叉覆蓋于整個收塵室，并利用室內的水溫提高粉塵的物理沉降作用，噴霧水自收塵器壁和百葉窗集流于沉降室下錐斗，由自動鎖氣排塵閥定時排入沉淀池，冷卻凈化后重復利用。
[0036]從以上描述可以看出，本發(fā)明具備以下優(yōu)點:
[0037]本發(fā)明的電弧爐真空煉鎂新方法的優(yōu)點在于用粉磨分解加熱后的含鎂粉料，在硅鐵熔化為液體的熔池里，經真空處理后，充入氬氣，噴人高溫含鎂粉料，使其產生鎂蒸汽，鎂蒸汽通過收集冷凝后，變?yōu)殒V液體，形成粗鎂，然后經精煉鑄成鎂錠。如此循環(huán)，可形成連續(xù)生產，熱能得到充分利用，生產成本得到大幅度降低。
[0038]用含硅量40%75%預先熔化硅鐵液，溫度1400g1650G，送至交直流電弧加熱設備位置，加蓋密封后，并通過電弧加熱保持其溫度，開動抽氣設備，使其形成真空，先向容器內填充氬氣，待所充氬氣飽和后，開始向硅鐵液包中噴人900e100e含量20 % —80 %含鎂礦粉，在充滿氬氣的沸騰環(huán)境中，鎂礦粉與硅鐵液產生還原反應，真空度200- —25000P3，反應后的鎂蒸汽通過鎂汽承載裝置，經過鎂液激冷器，形成鎂液體，然后通過鎂液接受裝置送至鎂液精煉處，進行精煉澆注或直接生產其它產品，氬氣通過冷卻除塵裝置進行處理回收。本發(fā)明生產過程合理、緊湊、設備配套，工藝完整，反應過程快，時間短、生產效率高，降低生產成本1/3以上。
【附圖說明】
[0039]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0040]附圖1為本發(fā)明的鎂質礦石原料生產制備裝置的示意圖；
[0041]附圖2是附圖1的局部示意圖；
[0042]附圖3是附圖1的局部示意圖；
[0043]附圖4是附圖1的局部示意圖；
[0044]附圖5為是本發(fā)明的電弧爐真空煉鎂裝置的結構示意圖；
[0045]附圖6是附圖5的局部不意圖；
[0046]附圖7是附圖5的局部不意圖；
[0047]圖中附圖標記為:
[0048]101破碎機、102貯存庫、103調節(jié)閘板、104第一提升機、105磨頭穩(wěn)料倉、106電子皮帶秤、107立磨機、108分離器、109第一除塵器、110第一排風機、111第一引風機、112產品出口、113第三提升機、114第一貯料庫、115圓管計量鉸刀、116斗式提升機、117入料螺旋輸送機、118四級分解預熱塔、119第二排風機、120旋風除塵器、121回料鉸刀、122回轉窯、123燃氣噴射槍、124送風機、125輸送機、126前置冷風機、127鼓風機、128排風煙囪、129遠端燃氣貯罐、130第三提升機、131第二貯料庫、132庫底調控閥門、133 “Z”型埋刮板輸送機、134加熱罐、135熱風爐、136第二引風機、137第二除塵器、138第三排風機、139加料閥、140輸料管、201硅鐵液包、202加熱電極裝置、203電弧爐上蓋、204預熔化硅鐵液、205硅鐵合金加料口、301真空電弧爐、302保溫磚、303真空反應室、304預熔硅鐵液包、305硅鐵液、306料粉噴吹槍、307吹氬閥、308止回閥、309真空爐上蓋、310電極加熱裝置、311升降裝置、312平移裝置、313旋轉移動裝置、401鎂蒸汽輸送筒、402鎂蒸汽集結承載器、403止回閥、404鎂蒸汽冷凝捕集裝置、405鎂液收集罐、406金屬鎂液體、407鎂液排放口、408第三除塵器、409真空抽氣裝置、410氬氣凈化捕集裝置、411氬氣貯氣罐、412安全閥、413氬氣輸出閥、414自動鎖氣排塵閥、415冷水噴霧器、416百葉窗。
【具體實施方式】
[0049]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步說明。
[0050]如附圖1和2所示，本實施例公開了一種真空感應爐煉鎂系統(tǒng)，包括依次連接的粉磨系統(tǒng)、預熱分解系統(tǒng)、煅燒系統(tǒng)、二次加熱系統(tǒng)、真空反應系統(tǒng)、冷凝收集系統(tǒng)，所述的冷凝收集系統(tǒng)上設置有排塵集氣系統(tǒng);其中:
[0051]所述粉磨系統(tǒng)包括依次連接的破碎機101、貯存庫102、第一提升機104、磨頭穩(wěn)料倉105、立磨機107、分離器108、第一除塵器109、第二提升機113、第一貯料庫114，分離器108連接在立磨機107的上部，并與第一除塵器109、第一排風機110依次串接同時與產品出口112貫穿，立磨機107的底部連接有第一引風機111;所述預熱分解系統(tǒng)包括通過圓管計量鉸刀115與粉磨系統(tǒng)中第一貯料庫114連接的斗式提升機116，還包括與斗式提升機116依次連接的入料螺旋輸送機117和四級預熱分解塔118，旋風除塵器120與四級預熱分解塔118并聯在入料螺旋輸送機117上，所述旋風除塵器120上部連接有鼓風機127，下端連接有第二排風機119，鼓風機127上設置有排風煙囪128，旋風除塵器120的出料口處設置有回料鉸刀121;
[0052]所述煅燒系統(tǒng)包括與四級預熱分解塔118呈上下連貫的回轉窯122，該回轉窯122的尾部燃燒室設置燃氣噴射槍123并與送風機124聯裝，燃氣噴射槍123所用燃氣由遠端燃氣貯罐129提供，回轉窯122的窯尾端設置有輸送料的輸送機125，輸送機125—端連接到第三提升機130，另一端裝置有前置冷風機126，第三提升機130連接到第二貯料庫131上;所述二次加熱系統(tǒng)包括通過“Z”形埋刮板輸送機133與第二貯料庫131連接的加熱罐134，與加熱罐134連接的熱風爐135，第二貯料庫131和加熱罐134均通過管道連接到第二除塵器137上，加熱罐134尾部通過加料閥139和輸料管140連接到真空反應系統(tǒng)上；
[0053]所述真空反應系統(tǒng)包括通過輸料管140和料粉噴吹槍306與二次加熱系統(tǒng)中加熱罐134連接的真空電弧爐301、置于真空電弧爐301內的預熔硅鐵液包304、真空爐上蓋309，還包括配備的兩個或兩個以上的硅鐵液包201，硅鐵液包201內盛裝有預熔化硅鐵液204，硅鐵液包201上部的電弧爐上蓋203上設置有加熱電極裝置202和硅鐵合金加料口 205，該真空電弧爐301由外到內依次為外爐體、保溫磚302、真空反應室303、預熔硅鐵液包304、及預熔硅鐵液包304內盛裝的硅鐵液305，真空爐上蓋309設置在升降裝置311上，且該真空爐上蓋309上設置有電極加熱裝置310，真空電弧爐301的出渣口上設置有排渣閥314，真空電弧爐301和硅鐵液包201之間設置有旋轉移動裝置313，真空電弧爐301底部設置有平移裝置312，所述料粉噴吹槍306從真空電弧爐301側壁上深入到硅鐵液305中，該料粉噴吹槍306與外設吹氬閥307連通，并同輸料管140和加料閥139交臂貫穿，在吹氬閥307和料粉噴吹槍306間安裝有止回閥308;
[0054]所述冷凝收集系統(tǒng)包括通過鎂蒸汽輸送筒401與真空反應系統(tǒng)中真空爐上蓋309連接的鎂蒸汽集結承載器402，依次與鎂蒸汽集結承載器402連接的止回閥403、鎂蒸汽冷凝捕集裝置404、鎂液收集罐405，所述鎂蒸汽冷凝捕集裝置404上部連接有排塵集氣系統(tǒng)的第三除塵器408，該第三除塵器408頂部設置有真空抽氣裝置409和冷水噴霧器415，該真空抽氣裝置409通過氬氣凈化捕集裝置410連接到氬氣貯氣罐411上，第三除塵器408內部交錯分布有百葉窗416。
[0055]進一步地，粉磨系統(tǒng)中第一貯存庫102的出料口設置有調節(jié)閘板103，磨頭穩(wěn)料倉105的出料口通過電子皮帶秤106連接到立磨機107上。
[0056]進一步地，第二貯料庫131出料口設置有庫底調控閥門132，加熱罐134出料口處設置有加料閥139，加熱罐134上連接有第二引風機136，第二除塵器137上連接有第三排風機138。
[0057]進一步地，氬氣貯氣罐411的入口設置有進氣閥，出口設置有氬氣輸出閥413，且該氬氣貯氣罐411上設置有安全閥412，鎂液收集罐405上設置有鎂液排放口 407，第三除塵器408底部設置有自動鎖氣排塵閥414。
[0058]本實施例同時公開了一種電弧爐真空煉鎂方法，其特征在于包括前序準備、電弧爐真空煉鎂和結束開停機三個階段；
[0059]所述前序準備階段包括:
[0060]步驟一、準備反應物一含鎂礦粉:
[0061 ] 1、粉磨:首先將鎂質礦石(白云石)經粉磨系統(tǒng)中的破碎機101破碎，然后經立磨機107粉磨，保證檢驗細度0.05—0.3mm，放入第一貯料庫114，2、預熱分解:將第一貯料庫114中的粉磨料經斗式提升機116提升輸送入四級分解預熱塔118中進行預熱分解，3、煅燒:將四級分解預熱塔118中的預熱分解料溜進回轉窯122煅燒，使碳酸鈣溢出，形成含氧化鎂40 %?46 %的鍛白粉(主要成分為Mgo、Cao)，并將鍛白粉經第三提升機130輸送至第三貯料庫131中貯存，4、加熱:將第三貯料庫131中的鍛白粉經“Z”型埋刮板輸送機133輸送至加熱罐134中，予以再加熱至900°C±150°C，暫存待用；
[0062]步驟二、準備反應溶劑-預熔硅鐵液:在配備的硅鐵液包201中，根據容量及比例計量加入工業(yè)硅和75 %左右的硅鐵，插入加熱電極裝置202，使其熔化成硅鐵液，在1400 °C —1650°C左右保溫待用；
[0063]所述電弧爐真空煉鎂階段包括:
[0064]步驟三、真空電弧爐301抽真空:用旋轉移動裝置313將硅鐵液包201吊置于真空電弧爐301的真空反應室303中，啟動真空電弧爐301底座的平移裝置312，使其就位，再啟用真空爐上蓋的升降裝置311，蓋上真空爐上蓋309，使其真空反應室303與真空爐上蓋309完全密封牢固，然后利用真空抽氣裝置409將其抽成真空，真空壓力值為20-2500Pa;
[0065]步驟四、氬氣填充:打開吹氬閥307，向步驟三抽真空后的真空反應室303內回填氬氣，同時開啟電極加熱裝置310，使硅鐵液沸騰且溫度保持在1400-1650°C，并氬氣全部充盈；
[0066]步驟五、添加反應物:將料粉噴吹槍306從真空電弧爐301側部插入硅鐵液305中，并混合氬氣向娃鐵液305中適量噴吹加熱后的鎂礦粉；由于氬氣噴吹的作用，使鎂礦粉與娃鐵液305得以充分攪拌混合，且在真空狀態(tài)和控制范圍的高溫下發(fā)生置換還原反應，產生鎂蒸汽；
[0067]步驟六、冷卻收集:步驟五產生的鎂蒸汽沿真空方向依次經鎂蒸汽輸送筒401輸送、鎂蒸汽集結承載器402承載、止回閥403，進而流入溫控在650±40°C的鎂蒸汽冷凝捕集裝置404中，該鎂蒸汽冷凝捕集裝置404中得到的鎂液(或滴)流(滴)入鎂液收集罐405中，待進行澆錠或精煉，在真空高溫的冶煉中所使用的氬氣經氣第三除塵器408由氬氣凈化捕集裝置410處理后流向氬氣貯氣罐411;
[0068]步驟七、清渣:還原反應結束后，將預熔硅鐵液包304中的渣液通過排渣閥314排出；
[0069]步驟八、按照步驟二?步驟七的步驟進行下一輪操作，依次輪番作業(yè)；
[0070]所述結束開停機階段包括:
[0071]步驟九、真空反應室的反應結束后，關閉料粉噴吹槍306;再依次關閉吹氬閥、電弧爐加熱裝置、真空抽氣裝置409、氬氣凈化捕集裝置410、氬氣輸出閥413、冷水噴霧器415，并使收集的氣體不產生二次回流；
[0072]步驟十、當從檢測儀器上看到真空反應室303壓強與大氣平衡后，分別啟動升降裝置311和平移裝置312，使其真空反應室303與真空爐上蓋309分離，啟動旋轉移動裝置313將用畢和預用的硅鐵包進行更換，各就其位。
[0073]應當注意的是，第三除塵器408工作前應先打開頂部均勻分布的若干個冷水噴霧器415，使水霧交叉覆蓋于整個收塵室，并利用室內的水溫提高粉塵的物理沉降作用，噴霧水自收塵器壁和百葉窗集流于沉降室下錐斗，由自動鎖氣排塵閥414定時排入沉淀池，冷卻凈化后重復利用。
[0074]如此循環(huán)，可形成連續(xù)生產，熱能得到充分利用，生產成本得到大幅度降低。其上步驟中的開停機程序，一般為先開動的要后停止;反之，后停止的設備則需先啟動。
[0075]可以理解的是，以上關于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換，以達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種電弧爐真空煉鎂系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括依次連接的粉磨系統(tǒng)、預熱分解系統(tǒng)、煅燒系統(tǒng)、二次加熱系統(tǒng)、真空反應系統(tǒng)、冷凝收集系統(tǒng)，所述的冷凝收集系統(tǒng)上設置有排塵集氣系統(tǒng);其中: 所述粉磨系統(tǒng)包括依次連接的破碎機(101)、貯存庫(102)、第一提升機(104)、磨頭穩(wěn)料倉(105)、立磨機(107)、分離器(108)、第一除塵器(109)、第二提升機(113)、第一貯料庫(114)，分離器(108)連接在立磨機(107)的上部，并與第一除塵器(109)、第一排風機(110)依次串接同時與產品出口( 112)貫穿，立磨機(107)的底部連接有第一弓I風機(111); 所述預熱分解系統(tǒng)包括通過圓管計量鉸刀(115)與粉磨系統(tǒng)中第一貯料庫(114)連接的斗式提升機(116)，還包括與斗式提升機(116)依次連接的入料螺旋輸送機(117)和四級預熱分解塔(118)，旋風除塵器(120)與四級預熱分解塔(118)并聯在入料螺旋輸送機(117)上，所述旋風除塵器(120)上部連接有鼓風機(127)，下端連接有第二排風機(119)，鼓風機(127)上設置有排風煙囪(128)，旋風除塵器(120)的出料口處設置有回料鉸刀(121); 所述煅燒系統(tǒng)包括與四級預熱分解塔(118)呈上下連貫的回轉窯(122)，該回轉窯(122)的尾部燃燒室設置燃氣噴射槍(123)并與送風機(124)聯裝，燃氣噴射槍(123)所用燃氣由遠端燃氣貯罐(129)提供，回轉窯(122)的窯尾端設置有輸送料的輸送機(125)，輸送機(125) —端連接到第三提升機(I30)，另一端裝置有前置冷風機(I26)，第三提升機(I30)連接到第二貯料庫(131)上； 所述二次加熱系統(tǒng)包括通過“Z”形埋刮板輸送機(133)與第二貯料庫(131)連接的加熱罐(134)，與加熱罐(134)連接的熱風爐(135)，第二貯料庫(131)和加熱罐(134)均通過管道連接到第二除塵器(137)上，加熱罐(134)尾部通過加料閥(139)和輸料管(140)連接到真空反應系統(tǒng)上； 所述真空反應系統(tǒng)包括通過輸料管(140)和料粉噴吹槍(306)與二次加熱系統(tǒng)中加熱罐(I34)連接的真空電弧爐(301)、置于真空電弧爐(301)內的預熔硅鐵液包(304)、真空爐上蓋(309)，還包括配備的兩個或兩個以上的硅鐵液包(201)，硅鐵液包(201)內盛裝有預熔化硅鐵液(204)，硅鐵液包(201)上部的電弧爐上蓋(203)上設置有加熱電極裝置(202)和硅鐵合金加料口(205)，該真空電弧爐(301)由外到內依次為外爐體、保溫磚(302)、真空反應室(303)、預熔硅鐵液包(304)、及預熔硅鐵液包(304)內盛裝的硅鐵液(305)，真空爐上蓋(309)設置在升降裝置(311)上，且該真空爐上蓋(309)上設置有電極加熱裝置(310)，真空電弧爐(301)的出渣口上設置有排渣閥(314)，真空電弧爐(301)和硅鐵液包(201)之間設置有旋轉移動裝置(313)，真空電弧爐(301)底部設置有平移裝置(312)，所述料粉噴吹槍(306)從真空電弧爐(301)側壁上深入到硅鐵液(305)中，該料粉噴吹槍(306)與外設吹氬閥(307)連通，并同輸料管(140)和加料閥(139)交臂貫穿，在吹氬閥(307)和料粉噴吹槍(306)間安裝有止回閥(308); 所述冷凝收集系統(tǒng)包括通過鎂蒸汽輸送筒(401)與真空反應系統(tǒng)中真空爐上蓋(309)連接的鎂蒸汽集結承載器(402)，依次與鎂蒸汽集結承載器(402)連接的止回閥(403)、鎂蒸汽冷凝捕集裝置(404)、鎂液收集罐(405)，所述鎂蒸汽冷凝捕集裝置(404)上部連接有排塵集氣系統(tǒng)的第三除塵器(408)，該第三除塵器(408)頂部設置有真空抽氣裝置(409)和冷水噴霧器(415)，該真空抽氣裝置(409)通過氬氣凈化捕集裝置(410)連接到氬氣貯氣罐(411)上，第三除塵器(408)內部交錯分布有百葉窗(416)。2.根據權利要求1所述的一種電弧爐真空煉鎂系統(tǒng)，其特征在于:所述的粉磨系統(tǒng)中第一貯存庫(102)的出料口設置有調節(jié)閘板(103)，磨頭穩(wěn)料倉(105)的出料口通過電子皮帶秤(106)連接到立磨機(107)上。3.根據權利要求1所述的一種電弧爐真空煉鎂系統(tǒng)，其特征在于:所述第二貯料庫(131)出料口設置有庫底調控閥門(132)，加熱罐(134)出料口處設置有加料閥(139)，加熱罐(134)上連接有第二引風機(136)，第二除塵器(137)上連接有第三排風機(138)。4.根據權利要求1所述的一種電弧爐真空煉鎂系統(tǒng)，其特征在于:所述氬氣貯氣罐(411)的入口設置有進氣閥，出口設置有氬氣輸出閥(413)，且該氬氣貯氣罐(411)上設置有安全閥(412)，鎂液收集罐(405)上設置有鎂液排放口(407)，第三除塵器(408)底部設置有自動鎖氣排塵閥(414)。5.一種電弧爐真空煉鎂方法，其特征在于包括前序準備、電弧爐真空煉鎂和結束開停機三個階段； 所述前序準備階段包括: 步驟一、準備反應物一含儀礦粉: A、粉磨:首先將鎂質礦石(白云石)經粉磨系統(tǒng)中的破碎機(101)破碎，然后經立磨機(107)粉磨，保證檢驗細度0.05—0.3mm，放入第一貯料庫(114)，B、預熱分解:將第一貯料庫(114)中的粉磨料經斗式提升機(116)提升輸送入四級分解預熱塔(118)中進行預熱分解，C、煅燒:將四級分解預熱塔(118)中的預熱分解料溜進回轉窯(122)煅燒，使碳酸鈣溢出，形成含氧化鎂40 %?46 %的鍛白粉(主要成分為Mgo、Cao)，并將鍛白粉經第三提升機(130)輸送至第三貯料庫(131)中貯存，D、加熱:將第三貯料庫(131)中的鍛白粉經“Z”型埋刮板輸送機(133)輸送至加熱罐(134)中，予以再加熱至900°C±150°C，暫存待用； 步驟二、準備反應溶劑-預恪娃鐵液:在配備的娃鐵液包(201)中，根據容量及比例計量加入工業(yè)硅和75%左右的硅鐵，插入加熱電極裝置(202)，使其熔化成硅鐵液，在1400°C —1650°C左右保溫待用； 所述電弧爐真空煉鎂階段包括: 步驟三、真空電弧爐(301)抽真空:用旋轉移動裝置(313)將硅鐵液包(201)吊置于真空電弧爐(301)的真空反應室(303)中，啟動真空電弧爐(301)底座的平移裝置(312 )，使其就位，再啟用真空爐上蓋的升降裝置(311)，蓋上真空爐上蓋(309)，使其真空反應室(303)與真空爐上蓋(309)完全密封牢固，然后利用真空抽氣裝置(409)將其抽成真空，真空壓力值為20-2500Pa; 步驟四、氬氣填充:打開吹氬閥(307)，向步驟三抽真空后的真空反應室(303)內回填氬氣，同時開啟電極加熱裝置(310)，使硅鐵液沸騰且溫度保持在1400-1650°C，并氬氣全部充盈； 步驟五、添加反應物:將料粉噴吹槍(306)從真空電弧爐(301)側部插入硅鐵液(305)中，并混合氬氣向娃鐵液(305)中適量噴吹加熱后的鎂礦粉；由于氬氣噴吹的作用，使鎂礦粉與硅鐵液(305)得以充分攪拌混合，且在真空狀態(tài)和控制范圍的高溫下發(fā)生置換還原反應，產生鎂蒸汽； 步驟六、冷卻收集:步驟五產生的鎂蒸汽沿真空方向依次經鎂蒸汽輸送筒(401)輸送、鎂蒸汽集結承載器(402)承載、止回閥(403)，進而流入溫控在650±40°C的鎂蒸汽冷凝捕集裝置(404)中，該鎂蒸汽冷凝捕集裝置(404)中得到的鎂液(或滴)流(滴)入鎂液收集罐(405)中，待進行澆錠或精煉，在真空高溫的冶煉中所使用的氬氣經氣第三除塵器(408)由氬氣凈化捕集裝置(410)處理后流向氬氣貯氣罐(411); 步驟七、清渣:還原反應結束后，將預熔硅鐵液包(304)中的渣液通過排渣閥(314)排出； 步驟八、按照步驟二?步驟七的步驟進行下一輪操作，依次輪番作業(yè)； 所述結束開停機階段包括: 步驟九、真空反應室的反應結束后，關閉料粉噴吹槍(306);再依次關閉吹氬閥、電弧爐加熱裝置、真空抽氣裝置(409)、氬氣凈化捕集裝置(410)、氬氣輸出閥(413)、冷水噴霧器(415)，并使收集的氣體不產生二次回流;步驟十、當從檢測儀器上看到真空反應室(303)壓強與大氣平衡后，分別啟動升降裝置(311)和平移裝置(312)，使其真空反應室(303)與真空爐上蓋(309)分離，啟動旋轉移動裝置(313)將用畢和預用的硅鐵包進行更換，各就其位。
【文檔編號】C22B26/22GK105950889SQ201610496951
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】狄保法, 樊道卿, 狄凌飛
【申請人】狄保法