一種真空感應(yīng)爐煉鎂系統(tǒng)及其煉鎂方法
【專利摘要】本發(fā)明專利公開了一種真空感應(yīng)爐煉鎂系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括依次連接的粉磨系統(tǒng)、預(yù)熱分解系統(tǒng)、煅燒系統(tǒng)、二次加熱系統(tǒng)、真空反應(yīng)系統(tǒng)、冷凝收集系統(tǒng)，其煉鎂方法包括前序準(zhǔn)備、感應(yīng)爐真空煉鎂和結(jié)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，在硅鐵熔化為液體的熔池里，經(jīng)真空處理后，充入氬氣，噴人含鎂粉料，使其還原產(chǎn)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(jīng)精煉鑄成鎂錠，生產(chǎn)過程合理、緊促、設(shè)備配套、工藝完整、反應(yīng)過程快、時間短、生產(chǎn)效率高、降低生產(chǎn)成本1/3以上。
【專利說明】
一種真空感應(yīng)爐煉鎂系統(tǒng)及其煉鎂方法
技術(shù)領(lǐng)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(chǎn)率高，費用低，使環(huán)境污染少的真空感應(yīng)爐煉鎂系統(tǒng)及其煉鎂方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂是地球中儲量極為豐富的金屬元素，約占地球總質(zhì)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(shù)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(dǎo)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量的85%都是由熱還原法中的金屬還原法，即“皮江法”生產(chǎn)的。熱還原法生產(chǎn)以金屬還原法中的“皮江法”為例，目前生產(chǎn)存在諸多不足。①導(dǎo)熱半徑大，熱損失大，環(huán)境污染嚴(yán)重，還原時間長12—14小時;②全部人工操作，現(xiàn)場工人勞動強度大，效率低;③生產(chǎn)成本高，主要存在能耗高，還原罐成本高，收得率低，經(jīng)濟(jì)效益不理想;④不能形成規(guī)?；B續(xù)生產(chǎn)，不符合現(xiàn)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(chǎn)過程中會產(chǎn)生氯氣，對人員和環(huán)境造成傷害和污染，目前這種生產(chǎn)方法很少使用。
[0005]目前，我國金屬鎂生產(chǎn)已占全球份額的85%，大部采用熱還原法生產(chǎn)，ΒΓ皮江法”生產(chǎn)。
[0006]目前現(xiàn)有技術(shù)的“皮江法”生產(chǎn)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(jìn)行計量配料。粉磨后壓制成球，稱為球團(tuán)。將球團(tuán)裝入還原罐中，加熱到1200°C，內(nèi)部抽真空至13.3Pa或更高，則產(chǎn)生鎂蒸氣。鎂蒸氣在還原罐前端的冷凝器中形成結(jié)晶鎂，亦稱粗鎂。再經(jīng)熔劑精煉，產(chǎn)出商品鎂錠，即精鎂。皮江法煉鎂生產(chǎn)工序皮江法煉鎂生產(chǎn)工序(I)白云石煅燒:將白云石在回轉(zhuǎn)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，氧化鎂還原成鎂蒸氣，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(zhuǎn)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(xiàn)有技術(shù)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(yīng)，即在增溫條件下產(chǎn)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(chǎn)例記，且不能連續(xù)化生產(chǎn)。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(shè)備。針對目前煉鎂技術(shù)落后和生產(chǎn)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(chǎn)，對現(xiàn)場要求苛刻，投資和生產(chǎn)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(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種使其更具備連續(xù)化生產(chǎn)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(chǎn)率高，費用低，使環(huán)境污染少的真空感應(yīng)爐煉鎂系統(tǒng)及其煉鎂方法。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0010]一種真空感應(yīng)爐煉鎂系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括依次連接的粉磨系統(tǒng)、預(yù)熱分解系統(tǒng)、煅燒系統(tǒng)、二次加熱系統(tǒng)、真空反應(yīng)系統(tǒng)、冷凝收集系統(tǒng)，所述的真空反應(yīng)系統(tǒng)上設(shè)置有收渣系統(tǒng)，所述的冷凝收集系統(tǒng)上設(shè)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(fēng)機依次串接同時與產(chǎn)品出口貫穿，立磨機的底部連接有第一引風(fēng)機；
[0012]所述預(yù)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(yù)熱分解塔，旋風(fēng)除塵器與四級預(yù)熱分解塔并聯(lián)在入料螺旋輸送機上，所述旋風(fēng)除塵器上部連接有鼓風(fēng)機，下端連接有第二排風(fēng)機，鼓風(fēng)機上設(shè)置有排風(fēng)煙囪，旋風(fēng)除塵器的出料口處設(shè)置有回料鉸刀；
[0013]所述煅燒系統(tǒng)包括與四級預(yù)熱分解塔呈上下連貫的回轉(zhuǎn)窯，該回轉(zhuǎn)窯的尾部燃燒室設(shè)置燃?xì)鈬娚錁尣⑴c送風(fēng)機聯(lián)裝，燃?xì)鈬娚錁屗萌細(xì)庥蛇h(yuǎn)端燃?xì)赓A罐提供，回轉(zhuǎn)窯的窯尾端設(shè)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(fēng)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(fēng)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(yīng)系統(tǒng)上；
[0015]所述真空反應(yīng)系統(tǒng)包括通過輸送管和粉料噴吹槍與二次加熱系統(tǒng)中加熱罐連接的真空感應(yīng)爐、置于真空感應(yīng)爐內(nèi)的硅鐵液包、真空爐上蓋，該真空感應(yīng)爐由外到內(nèi)依次為感應(yīng)線圈、保溫層、硅鐵液包、真空反應(yīng)室，硅鐵液包內(nèi)盛裝硅鐵液，真空爐上蓋設(shè)置在升降裝置上，且該真空爐上蓋上設(shè)置有加料口和檢測口，所述粉料噴吹槍從加料口深入到硅鐵液包中，該粉料噴吹槍與外設(shè)吹氬閥連通，并同輸料管和加料閥交臂貫穿，在吹氬閥和粉料噴吹槍間安裝有止回閥；
[0016]所述收渣系統(tǒng)包括通過封閉型的溢渣口與真空反應(yīng)系統(tǒng)中硅鐵液包連接的收渣裝置，收渣裝置和真空感應(yīng)爐的下部均設(shè)置有平移裝置；
[0017]所述冷凝收集系統(tǒng)包括通過鎂蒸氣輸送筒與真空反應(yīng)系統(tǒng)中真空感應(yīng)爐連接的一級冷卻裝置，依次與一級冷卻裝置連接的除塵裝置、鎂蒸氣承載裝置、鎂蒸氣冷凝捕集裝置、金屬鎂液體罐，所述鎂蒸氣冷凝捕集裝置上連接有排塵集氣系統(tǒng)的第三除塵器，該第三除塵器依次通過真空抽氣裝置、氬氣凈化捕集裝置連接到該排塵集氣系統(tǒng)的氬氣貯氣罐上。
[0018]作為優(yōu)選地，所述的粉磨系統(tǒng)中第一貯存庫的出料口設(shè)置有調(diào)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。
[0019]作為優(yōu)選地，所述第二貯料庫出料口設(shè)置有庫底調(diào)控閥門，加熱罐出料口處設(shè)置有加料閥，加熱罐上連接有第二引風(fēng)機，第二除塵器上連接有第三排風(fēng)機。
[0020]作為優(yōu)選地，所述氬氣貯氣罐的入口設(shè)置有進(jìn)氣閥，出口設(shè)置有氬氣輸出閥，金屬鎂液體罐上設(shè)置有鎂液排放口，第三除塵器底部設(shè)置有自動鎖氣排塵閥。
[0021]本發(fā)明同時公開了一種真空感應(yīng)爐煉鎂方法，其特征在于包括前序準(zhǔn)備、感應(yīng)爐真空煉鎂和結(jié)束開停機三個階段；
[0022]所述前序準(zhǔn)備階段包括:
[0023]步驟一、準(zhǔn)備反應(yīng)物一含鎂礦粉:
[0024]1、粉磨:首先將鎂質(zhì)礦石(白云石)經(jīng)粉磨系統(tǒng)中的破碎機破碎，然后經(jīng)立磨機粉磨，保證檢驗細(xì)度0.05—0.3mm,放入第一貯料庫，2、預(yù)熱分解:將第一貯料庫中的粉磨料經(jīng)斗式提升機提升輸送入四級分解預(yù)熱塔中進(jìn)行預(yù)熱分解，3、煅燒:將四級分解預(yù)熱塔中的預(yù)熱分解料溜進(jìn)回轉(zhuǎn)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(jīng)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(jīng)“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；
[0025]步驟二、準(zhǔn)備反應(yīng)溶劑-預(yù)熔硅鐵合金液:在配備的真空感應(yīng)爐中，根據(jù)容量及比例計量加入75%左右的硅鐵，使其熔化成硅鐵液，在1200°C—1650°C左右保溫待用；
[0026]所述感應(yīng)爐真空煉鎂階段包括:
[0027]步驟三、真空感應(yīng)爐抽真空:分別啟動真空感應(yīng)爐和收渣裝置的底座平移裝置，使其對接就位，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(yīng)室與真空爐上蓋完全密封牢固，然后利用抽真空裝置將其抽成真空，真空壓力值為100-12000Pa;
[0028]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(yīng)室內(nèi)回填氬氣，同時開啟真空感應(yīng)爐加熱系統(tǒng)，通過檢測口瞭望和高溫攝像，使鐵液沸騰且溫度保持在1200-1650°C，并氬氣全部充盈；
[0029]步驟五、添加反應(yīng)物:將料粉噴吹槍從真空爐上蓋頂部插入硅鐵液中，并混合氬氣向娃鐵液中適量噴吹加熱后的鎂礦粉；由于氬氣噴吹的作用和電磁攪拌的機理，使鎂礦粉與硅鐵液得以充分?jǐn)嚢杌旌?，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(yīng)，產(chǎn)生鎂蒸汽；
[0030]步驟六、冷卻收集:步驟五產(chǎn)生的鎂蒸氣沿真空方向依次經(jīng)鎂蒸氣輸送筒輸送、一級冷卻裝置冷卻、除塵器除塵后流入鎂蒸氣承載裝置，進(jìn)而流入溫控在600 ± 50 V的鎂蒸氣冷凝捕集裝置中，該鎂蒸氣冷凝捕集裝置中得到的鎂液(或滴)流(滴)入金屬鎂液體罐中，待進(jìn)行澆錠或精煉，在真空高溫的冶煉中所使用的氬氣經(jīng)第三除塵器由真空抽氣裝置輸送到氬氣凈化捕集裝置處理后流向氬氣貯氣罐；
[0031]步驟七、清渣:還原反應(yīng)結(jié)束后，將收集有渣液的收渣裝置移位后倒掉，再將收渣裝置復(fù)位；
[0032]步驟八、按照步驟二?步驟七的步驟進(jìn)行下一輪操作，依次輪番作業(yè)；
[0033]所述結(jié)束開停機階段包括:
[0034]步驟九、真空反應(yīng)室的反應(yīng)結(jié)束后，依次關(guān)閉并提升料粉噴吹槍;再依次關(guān)閉吹氬閥、感應(yīng)爐加熱裝置、真空抽氣裝置和除塵裝置、第三除塵器、和氬氣輸出閥，并使收集的氣體不產(chǎn)生二次回流；
[0035]步驟十、當(dāng)從檢測儀器上看到真空反應(yīng)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(yīng)室與真空爐上蓋分離。
[0036]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的真空感應(yīng)爐煉鎂系統(tǒng)及其煉鎂方法中，用含硅量40%75%硅鐵，溫度1200 °C1650 °C，預(yù)先熔化后，加蓋密封，開動抽氣設(shè)備，使其形成真空，先向容器內(nèi)填充氬氣，待所充氬氣飽和后，開始向硅鐵液包中噴入700 0C 1000 0C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(chǎn)生還原反應(yīng)，真空度100---12000Pa，反應(yīng)后的鎂蒸汽通過鎂蒸汽承載裝置，經(jīng)過鎂蒸汽激冷器，冷卻形成鎂液體，然后通過鎂液接受裝置送至鎂液精煉處，進(jìn)行精煉澆注或直接生產(chǎn)其它產(chǎn)品，氬氣通過冷卻除塵裝置進(jìn)行凈化處理回收，經(jīng)除塵裝置處理后的氣體排放無任何環(huán)境污染。本發(fā)明生產(chǎn)過程合理、緊湊、設(shè)備配套，工藝完整，反應(yīng)過程快，時間短、生產(chǎn)效率高，可降低生產(chǎn)成本1/3以上。
【附圖說明】
[0037]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)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(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0038]附圖1為本發(fā)明的鎂質(zhì)礦石原料生產(chǎn)制備裝置的示意圖；
[0039]附圖2是附圖1的局部示意圖；
[0040]附圖3是附圖1的局部示意圖；
[0041]附圖4是附圖1的局部示意圖；
[0042]附圖5為是本發(fā)明的真空感應(yīng)爐煉鎂裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]附圖6是附圖5的局部不意圖；
[0044]附圖7是附圖5的局部不意圖；
[0045]圖中附圖標(biāo)記為:
[0046]101破碎機、102貯存庫、103調(diào)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(fēng)機、111第一引風(fēng)機、112產(chǎn)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(yù)熱塔、119第二排風(fēng)機、120旋風(fēng)除塵器、121回料鉸刀、122回轉(zhuǎn)窯、123燃?xì)鈬娚錁尅?24送風(fēng)機、125輸送機、126前置冷風(fēng)機、127鼓風(fēng)機、128排風(fēng)煙囪、129遠(yuǎn)端燃?xì)赓A罐、130第三提升機、131第二貯料庫、132庫底調(diào)控閥門、133 “Z”型埋刮板輸送機、134加熱罐、135熱風(fēng)爐、136第二引風(fēng)機、137第二除塵器、138第三排風(fēng)機、139加料閥、140輸料管、301真空感應(yīng)爐、302保溫層、303真空反應(yīng)室、304硅鐵液包、305硅鐵液、306料粉噴吹槍、307吹氬閥、308加料口、309真空爐上蓋、310檢測口、311升降裝置、312平移裝置、313溢渣口、314收渣裝置、315感應(yīng)線圈、316止回閥、401鎂蒸汽輸送筒、402—級冷卻裝置、403除塵裝置、404鎂蒸汽承載裝置、405鎂蒸汽冷凝捕集裝置、406金屬鎂液體罐、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進(jìn)氣閥、413氬氣輸出閥、414自動鎖氣排塵閥。
【具體實施方式】
[0047]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0048]如附圖1和2所示，本實施例公開了一種真空感應(yīng)爐煉鎂系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括依次連接的粉磨系統(tǒng)、預(yù)熱分解系統(tǒng)、煅燒系統(tǒng)、二次加熱系統(tǒng)、真空反應(yīng)系統(tǒng)、冷凝收集系統(tǒng)，所述的真空反應(yīng)系統(tǒng)上設(shè)置有收渣系統(tǒng)，所述的冷凝收集系統(tǒng)上設(shè)置有排塵集氣系統(tǒng);其中:
[0049]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(fēng)機110依次串接同時與產(chǎn)品出口112貫穿，立磨機107的底部連接有第一引風(fēng)機111;所述預(yù)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(yù)熱分解塔118，旋風(fēng)除塵器120與四級預(yù)熱分解塔118并聯(lián)在入料螺旋輸送機117上，所述旋風(fēng)除塵器120上部連接有鼓風(fēng)機127，下端連接有第二排風(fēng)機119，鼓風(fēng)機127上設(shè)置有排風(fēng)煙囪128，旋風(fēng)除塵器120的出料口處設(shè)置有回料鉸刀121;
[0050]所述煅燒系統(tǒng)包括與四級預(yù)熱分解塔118呈上下連貫的回轉(zhuǎn)窯122，該回轉(zhuǎn)窯122的尾部燃燒室設(shè)置燃?xì)鈬娚錁?23并與送風(fēng)機124聯(lián)裝，燃?xì)鈬娚錁?23所用燃?xì)庥蛇h(yuǎn)端燃?xì)赓A罐129提供，回轉(zhuǎn)窯122的窯尾端設(shè)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(fēng)機126，第三提升機130連接到第二貯料庫131上；
[0051]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(fēng)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(yīng)系統(tǒng)上；
[0052]所述真空反應(yīng)系統(tǒng)包括通過輸送管140和粉料噴吹槍306與二次加熱系統(tǒng)中加熱罐134連接的真空感應(yīng)爐301、置于真空感應(yīng)爐301內(nèi)的硅鐵液包304、真空爐上蓋309，該真空感應(yīng)爐301由外到內(nèi)依次為感應(yīng)線圈315、保溫層302、硅鐵液包304、真空反應(yīng)室303，硅鐵液包304內(nèi)盛裝硅鐵液305，真空爐上蓋309設(shè)置在升降裝置311上，且該真空爐上蓋309上設(shè)置有加料口 308和檢測口 310，所述粉料噴吹槍306從加料口 308深入到硅鐵液包304中，該粉料噴吹槍306與外設(shè)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和粉料噴吹槍306間安裝有止回閥316;所述收渣系統(tǒng)包括通過封閉型的溢渣口 313與真空反應(yīng)系統(tǒng)中硅鐵液包304連接的收渣裝置314，收渣裝置314和真空感應(yīng)爐301的下部均設(shè)置有平移裝置312;
[0053]所述冷凝收集系統(tǒng)包括通過鎂蒸氣輸送筒401與真空反應(yīng)系統(tǒng)中真空感應(yīng)爐301連接的一級冷卻裝置402，依次與一級冷卻裝置402連接的除塵裝置403、鎂蒸氣承載裝置404、鎂蒸氣冷凝捕集裝置405、金屬鎂液體罐406，所述鎂蒸氣冷凝捕集裝置405上連接有排塵集氣系統(tǒng)的第三除塵器408，該第三除塵器408依次通過真空抽氣裝置409、氬氣凈化捕集裝置410連接到該排塵集氣系統(tǒng)的氬氣貯氣罐411上。
[0054]其中，粉磨系統(tǒng)中第一貯存庫102的出料口設(shè)置有調(diào)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;第二貯料庫131出料口設(shè)置有庫底調(diào)控閥門132，加熱罐134出料口處設(shè)置有加料閥139，加熱罐134上連接有第二引風(fēng)機136，第二除塵器137上連接有第三排風(fēng)機138，所述氬氣貯氣罐411的入口設(shè)置有進(jìn)氣閥412，出口設(shè)置有氬氣輸出閥413，金屬鎂液體罐406上設(shè)置有鎂液排放口 407，第三除塵器408底部設(shè)置有自動鎖氣排塵閥414。
[0055]本實施例同時公開了一種真空感應(yīng)爐煉鎂方法，其特征在于包括前序準(zhǔn)備、感應(yīng)爐真空煉鎂和結(jié)束開停機三個階段；
[0056]所述前序準(zhǔn)備階段包括:
[0057]步驟一、準(zhǔn)備反應(yīng)物一含鎂礦粉:
[0058]1、粉磨:首先將鎂質(zhì)礦石(白云石)經(jīng)粉磨系統(tǒng)中的破碎機101破碎，然后經(jīng)立磨機107粉磨，保證檢驗細(xì)度0.05—0.3mm，放入第一貯料庫114，2、預(yù)熱分解:將第一貯料庫114中的粉磨料經(jīng)斗式提升機116提升輸送入四級分解預(yù)熱塔118中進(jìn)行預(yù)熱分解，3、煅燒:將四級分解預(yù)熱塔118中的預(yù)熱分解料溜進(jìn)回轉(zhuǎn)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(jīng)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(jīng)“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；
[0059]步驟二、準(zhǔn)備反應(yīng)溶劑-預(yù)熔硅鐵合金液:在配備的真空感應(yīng)爐301中，根據(jù)容量及比例計量加入75 %左右的硅鐵，使其熔化成硅鐵液，在1200 0C—1650 °C左右保溫待用；
[0060]所述感應(yīng)爐真空煉鎂階段包括:
[0061 ]步驟三、真空感應(yīng)爐301抽真空:分別啟動真空感應(yīng)爐301和收渣裝置314的底座平移裝置312，使其對接就位，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(yīng)室303與真空爐上蓋309完全密封牢固，然后利用抽真空裝置將其抽成真空，真空壓力值為 100-12000Pa;
[0062]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(yīng)室303內(nèi)回填氬氣，同時開啟真空感應(yīng)爐301加熱系統(tǒng)，通過檢測口310瞭望和高溫攝像，使鐵液沸騰且溫度保持在1200-1650°C，并氬氣全部充盈；
[0063]步驟五、添加反應(yīng)物:將料粉噴吹槍306從真空爐上蓋309頂部插入硅鐵液305中，并混合氬氣向娃鐵液3 O 5中適量噴吹加熱后的鎂礦粉；由于氬氣噴吹的作用和電磁攪拌的機理，使鎂礦粉與硅鐵液得以充分?jǐn)嚢杌旌?，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(yīng)，產(chǎn)生鎂蒸汽；
[0064]步驟六、冷卻收集:步驟五產(chǎn)生的鎂蒸氣沿真空方向依次經(jīng)鎂蒸氣輸送筒401輸送、一級冷卻裝置402冷卻、除塵器403除塵后流入鎂蒸氣承載裝置404，進(jìn)而流入溫控在600±500C的鎂蒸氣冷凝捕集裝置405中，該鎂蒸氣冷凝捕集裝置405中得到的鎂液(或滴)流(滴)入金屬鎂液體罐406中，待進(jìn)行澆錠或精煉，在真空高溫的冶煉中所使用的氬氣經(jīng)第三除塵器408由真空抽氣裝置409輸送到氬氣凈化捕集裝置410處理后流向氬氣貯氣罐411;
[0065]步驟七、清渣:還原反應(yīng)結(jié)束后，將收集有渣液的收渣裝置314移位后倒掉，再將收渣裝置314復(fù)位；
[0066]步驟八、按照步驟二?步驟七的步驟進(jìn)行下一輪操作，依次輪番作業(yè)；
[0067]所述結(jié)束開停機階段包括:
[0068]步驟九、真空反應(yīng)室的反應(yīng)結(jié)束后，依次關(guān)閉并提升料粉噴吹槍306;再依次關(guān)閉吹氬閥、感應(yīng)爐加熱裝置、真空抽氣裝置409和除塵裝置403、第三除塵器408、和氬氣輸出閥413，并使收集的氣體不產(chǎn)生二次回流；
[0069]步驟十、當(dāng)從檢測儀器上看到真空反應(yīng)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(yīng)室303與真空爐上蓋309分離。
[0070]如此循環(huán)，可形成連續(xù)生產(chǎn)，熱能得到充分利用，生產(chǎn)成本得到大幅度降低，氬氣進(jìn)行了凈化分離回收，粉塵氣體經(jīng)除塵器處理收集，不產(chǎn)生任何粉塵污染，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(shè)備則需先啟動。
[0071]可以理解的是，以上關(guān)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(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種真空感應(yīng)爐煉鎂系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括依次連接的粉磨系統(tǒng)、預(yù)熱分解系統(tǒng)、煅燒系統(tǒng)、二次加熱系統(tǒng)、真空反應(yīng)系統(tǒng)、冷凝收集系統(tǒng)，所述的真空反應(yīng)系統(tǒng)上設(shè)置有收渣系統(tǒng)，所述的冷凝收集系統(tǒng)上設(shè)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(fēng)機(110)依次串接同時與產(chǎn)品出口( 112)貫穿，立磨機(107)的底部連接有第一弓I風(fēng)機(111); 所述預(yù)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(yù)熱分解塔(118)，旋風(fēng)除塵器(120)與四級預(yù)熱分解塔(118)并聯(lián)在入料螺旋輸送機(117)上，所述旋風(fēng)除塵器(120)上部連接有鼓風(fēng)機(127)，下端連接有第二排風(fēng)機(119)，鼓風(fēng)機(127)上設(shè)置有排風(fēng)煙囪(128)，旋風(fēng)除塵器(120)的出料口處設(shè)置有回料鉸刀(121); 所述煅燒系統(tǒng)包括與四級預(yù)熱分解塔(118)呈上下連貫的回轉(zhuǎn)窯(122)，該回轉(zhuǎn)窯(122)的尾部燃燒室設(shè)置燃?xì)鈬娚錁?123)并與送風(fēng)機(124)聯(lián)裝，燃?xì)鈬娚錁?123)所用燃?xì)庥蛇h(yuǎn)端燃?xì)赓A罐(129)提供，回轉(zhuǎn)窯(122)的窯尾端設(shè)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(fēng)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(fēng)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(yīng)系統(tǒng)上； 所述真空反應(yīng)系統(tǒng)包括通過輸送管(140)和粉料噴吹槍(306)與二次加熱系統(tǒng)中加熱罐(134)連接的真空感應(yīng)爐(301)、置于真空感應(yīng)爐(301)內(nèi)的硅鐵液包(304)、真空爐上蓋(309)，該真空感應(yīng)爐(301)由外到內(nèi)依次為感應(yīng)線圈(315)、保溫層(302)、硅鐵液包(304)、真空反應(yīng)室(303)，硅鐵液包(304)內(nèi)盛裝硅鐵液(305)，真空爐上蓋(309)設(shè)置在升降裝置(311)上，且該真空爐上蓋(309)上設(shè)置有加料口(308)和檢測口(310)，所述粉料噴吹槍(306)從加料口(308)深入到硅鐵液包(304)中，該粉料噴吹槍(306)與外設(shè)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)和粉料噴吹槍(306)間安裝有止回閥(316); 所述收渣系統(tǒng)包括通過封閉型的溢渣口(313)與真空反應(yīng)系統(tǒng)中硅鐵液包(304)連接的收渣裝置(314)，收渣裝置(314)和真空感應(yīng)爐(301)的下部均設(shè)置有平移裝置(312); 所述冷凝收集系統(tǒng)包括通過鎂蒸氣輸送筒(401)與真空反應(yīng)系統(tǒng)中真空感應(yīng)爐(301)連接的一級冷卻裝置(402)，依次與一級冷卻裝置(402)連接的除塵裝置(403)、鎂蒸氣承載裝置(404)、鎂蒸氣冷凝捕集裝置(405)、金屬鎂液體罐(406)，所述鎂蒸氣冷凝捕集裝置(405)上連接有排塵集氣系統(tǒng)的第三除塵器(408)，該第三除塵器(408)依次通過真空抽氣裝置(409)、氬氣凈化捕集裝置(410)連接到該排塵集氣系統(tǒng)的氬氣貯氣罐(411)上。2.根據(jù)權(quán)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(shè)置有調(diào)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(jù)權(quán)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(shè)置有庫底調(diào)控閥門(132)，加熱罐(134)出料口處設(shè)置有加料閥(139)，加熱罐(134)上連接有第二引風(fēng)機(136)，第二除塵器(137)上連接有第三排風(fēng)機(138)。4.根據(jù)權(quán)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(shè)置有進(jìn)氣閥(412)，出口設(shè)置有氬氣輸出閥(413)，金屬鎂液體罐(406)上設(shè)置有鎂液排放口( 407)，第三除塵器(408)底部設(shè)置有自動鎖氣排塵閥(414)。5.—種真空感應(yīng)爐煉鎂方法，其特征在于包括前序準(zhǔn)備、感應(yīng)爐真空煉鎂和結(jié)束開停機三個階段； 所述前序準(zhǔn)備階段包括: 步驟一、準(zhǔn)備反應(yīng)物一含儀礦粉: . 1、粉磨:首先將鎂質(zhì)礦石(白云石)經(jīng)粉磨系統(tǒng)中的破碎機(101)破碎，然后經(jīng)立磨機(107)粉磨，保證檢驗細(xì)度0.05—0.3mm，放入第一貯料庫(114)，2、預(yù)熱分解:將第一貯料庫(114)中的粉磨料經(jīng)斗式提升機(116)提升輸送入四級分解預(yù)熱塔(118)中進(jìn)行預(yù)熱分解，.3、煅燒:將四級分解預(yù)熱塔(118)中的預(yù)熱分解料溜進(jìn)回轉(zhuǎn)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(jīng)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(jīng)“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(zhǔn)備反應(yīng)溶劑-預(yù)熔硅鐵合金液:在配備的真空感應(yīng)爐(301)中，根據(jù)容量及比例計量加入75%左右的硅鐵，使其熔化成硅鐵液，在1200°C—1650°C左右保溫待用； 所述感應(yīng)爐真空煉鎂階段包括: 步驟三、真空感應(yīng)爐(301)抽真空:分別啟動真空感應(yīng)爐(301)和收渣裝置(314)的底座平移裝置(312)，使其對接就位，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(yīng)室(303)與真空爐上蓋(309)完全密封牢固，然后利用抽真空裝置將其抽成真空，真空壓力值為100-12000Pa; 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(yīng)室(303)內(nèi)回填氬氣，同時開啟真空感應(yīng)爐(301)加熱系統(tǒng)，通過檢測口(310)瞭望和高溫攝像，使鐵液沸騰且溫度保持在1200-1650°C，并氬氣全部充盈； 步驟五、添加反應(yīng)物:將料粉噴吹槍(306)從真空爐上蓋(309)頂部插入硅鐵液(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和電磁攪拌的機理，使鎂礦粉與硅鐵液得以充分?jǐn)嚢杌旌?，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(yīng)，產(chǎn)生鎂蒸汽； 步驟六、冷卻收集:步驟五產(chǎn)生的鎂蒸氣沿真空方向依次經(jīng)鎂蒸氣輸送筒(401)輸送、一級冷卻裝置(402)冷卻、除塵器(403)除塵后流入鎂蒸氣承載裝置(404)，進(jìn)而流入溫控在.600±50°C的鎂蒸氣冷凝捕集裝置(405)中，該鎂蒸氣冷凝捕集裝置(405)中得到的鎂液(或滴)流(滴)入金屬鎂液體罐(406)中，待進(jìn)行澆錠或精煉，在真空高溫的冶煉中所使用的氬氣經(jīng)第三除塵器(408)由真空抽氣裝置(409)輸送到氬氣凈化捕集裝置(410)處理后流向氬氣貯氣罐(411); 步驟七、清渣:還原反應(yīng)結(jié)束后，將收集有渣液的收渣裝置(314)移位后倒掉，再將收渣裝置(314)復(fù)位； 步驟八、按照步驟二?步驟七的步驟進(jìn)行下一輪操作，依次輪番作業(yè)； 所述結(jié)束開停機階段包括: 步驟九、真空反應(yīng)室的反應(yīng)結(jié)束后，依次關(guān)閉并提升料粉噴吹槍(306);再依次關(guān)閉吹氬閥、感應(yīng)爐加熱裝置、真空抽氣裝置(409)和除塵裝置(403)、第三除塵器(408)、和氬氣輸出閥(413)，并使收集的氣體不產(chǎn)生二次回流； 步驟十、當(dāng)從檢測儀器上看到真空反應(yīng)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(yīng)室(303)與真空爐上蓋(309)分離。
【文檔編號】C22B26/22GK105970004SQ201610498925
【公開日】2016年9月28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