專利名稱：低能耗內(nèi)熱硅還原真空煉鎂爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輕金屬的真空還原冶煉裝置，特別適用于以白云石作原料，以硅鐵還原制取金屬鎂，或用于其它原料的真空冶煉。
目前，國(guó)內(nèi)冶煉金屬鎂的方法現(xiàn)有兩種一是電解法，由于電解法的流程長(zhǎng)、電耗大、對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重污染，且建廠周期長(zhǎng)，產(chǎn)品純度低等問(wèn)題，一般中小型廠 都不采用。二是外熱式硅還原法，近年來(lái)國(guó)內(nèi)新建的大批中小型煉鎂廠均采用這種方法。外熱式硅還原法要使用和消耗大量含鎳鉻很高的耐熱鋼真空反應(yīng)罐，使生產(chǎn)成本增高，建廠投資加大。由于我國(guó)缺少鎳鉻資源，大量使用更將造成鎳鉻供應(yīng)的緊張。還有這種方法能耗亦大，對(duì)環(huán)境也有一定的污染。此外，耐熱合金罐的使用溫度不能高于1200℃，即限制了反應(yīng)溫度的提高，直接影響反應(yīng)速度和回收率的提高。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種低能耗內(nèi)熱硅還原真空煉鎂爐，從而使熱能損失最低，降低能耗，且根據(jù)爐子溫度場(chǎng)的分布，合理選擇材料和結(jié)構(gòu)方式，不需使用貴重的高鎳鉻合金罐及其它貴重稀缺材料，使材料消耗費(fèi)用大幅度降低，也可以最大限度地提高反應(yīng)料的溫度，使回收率提高。
本實(shí)用新型是由外爐殼、內(nèi)爐殼、復(fù)合保溫層、粒狀保溫料、導(dǎo)熱層、發(fā)熱爐心、反應(yīng)料、隔熱屏、真空機(jī)組等組成。其外爐殼可由普通炭素鋼板卷焊成圓柱形，內(nèi)爐殼用普通炭素鋼板或其它材料制作為與外爐殼同心結(jié)構(gòu)的圓柱形，內(nèi)外爐殼之間的空間填充粒狀保溫料和真空密封，以形成高效能的外保溫層。內(nèi)爐殼的作用在于改善真空和有利于鎂蒸汽的收集。其采用普通碳素鋼時(shí)，只需要適當(dāng)提高復(fù)合保溫層的保溫能力，使內(nèi)爐殼的工作溫度略高于鎂蒸汽的冷凝溫度；如果用其它耐溫高于普炭鋼的結(jié)構(gòu)材料，則可提高內(nèi)爐殼的工作溫度。復(fù)合保溫層是由耐火纖維和泡沫高鋁所構(gòu)成，具有良好的保溫性能，構(gòu)成內(nèi)爐殼的內(nèi)壁，能承受1300℃以上的高溫，使反應(yīng)料能工作于較高的溫度，提高反應(yīng)速度，增加回收率。同時(shí)防止熱能損失。粒狀保溫料是由膨脹珍珠巖填充于外爐殼與內(nèi)爐殼之間，在真空條件下具有極高的保溫能力，對(duì)降低能耗起重要作用。導(dǎo)熱層由導(dǎo)熱和其它高溫性能很好的氮化硅結(jié)合炭化硅質(zhì)耐火材料成多孔圓柱形殼體，與爐殼同心罩于發(fā)熱爐心。能把爐心所產(chǎn)生的熱量全部有效地傳遞給反應(yīng)料，且有利于鎂蒸汽的擴(kuò)散。導(dǎo)熱層與內(nèi)爐殼之間的空腔放置反應(yīng)料。發(fā)熱爐心是由石墨制成的具有較高抗氧化能力和機(jī)械強(qiáng)度的組合發(fā)熱體，置于爐體中央，與爐殼和導(dǎo)熱層構(gòu)成多層同心結(jié)構(gòu)，其最高工作溫度可達(dá)2500℃，且具有能在工作過(guò)程中改變其電阻以調(diào)整爐子功率的性能，這樣極大地簡(jiǎn)化了電源結(jié)構(gòu)。鎂結(jié)晶器置于上爐口內(nèi)鎂結(jié)晶器的下面裝有隔熱屏，保持結(jié)晶器處于較低溫度。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.溫度場(chǎng)分布合理，良好的復(fù)合保溫層使熱量損失很小，能耗極低，僅為外熱法噸鎂能耗的五分之一。
2.不用高鎳鉻耐熱合金罐和建高溫窯爐的大量材料，造價(jià)和設(shè)備耗損都比外熱法低的多，因此生產(chǎn)成本低，噸鎂設(shè)備耗損約為外熱法的五分之一。
3.反應(yīng)中不放出有害氣體，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
4.由于熱量從導(dǎo)熱層直接傳給反應(yīng)料，所以不僅熱效率高，還可以提高反應(yīng)料溫度，增加鎂的回收率。
5.設(shè)備投資少，占地面積小，建廠周期短，適用于各種規(guī)模的煉鎂廠。
6.原料的準(zhǔn)備與外熱法的原料完全相同，因此要把外熱法改為內(nèi)熱法，不用改變備料工序。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
附圖及圖面說(shuō)明如下附圖 本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意


圖1.外爐殼、2.內(nèi)爐殼、3.泡沫高鋁4.耐火纖維、5.粒狀保溫料、6.導(dǎo)熱層、7.鎂結(jié)晶器、8.隔熱屏、9.發(fā)熱爐心、10.反應(yīng)料、11.電源、12.真空機(jī)組。
外爐殼(1)與內(nèi)爐殼(2)由普通炭素鋼板卷焊成圓柱形，外爐殼與內(nèi)爐殼之間留有空間，粒狀保溫料(5)填充其間，由耐火纖維(4)和泡沫高鋁(3)組成的復(fù)合保溫層為內(nèi)爐殼的內(nèi)壁，導(dǎo)熱層(6)為多孔圓柱形殼體罩于發(fā)熱爐心(9)，與內(nèi)爐殼(2)之間的空腔放置反應(yīng)料(10)，發(fā)熱爐心(9)置于爐體中心，與內(nèi)外爐殼和導(dǎo)熱層構(gòu)成多層同心結(jié)構(gòu)，鎂結(jié)晶器(7)置于上爐口內(nèi)，其下面裝有隔熱屏(8)，保證結(jié)晶器處于低溫狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種低能耗內(nèi)熱硅還原真空煉鎂爐是由爐殼、發(fā)熱爐心、結(jié)晶器、隔熱屏、反應(yīng)料、真空機(jī)組等組成，其特征在于爐殼由外爐殼(1)和內(nèi)爐殼(2)構(gòu)成雙爐殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)爐殼(2)內(nèi)壁附有復(fù)合保溫層(3)、(4)，在以發(fā)熱爐心(9)為中心，罩有導(dǎo)熱層(6)，與內(nèi)外爐殼等構(gòu)成多層同心結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低能耗內(nèi)熱硅還原真空煉鎂爐，其特征在于外爐殼(1)與內(nèi)爐殼(2)之間填充有粒狀保溫料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低能耗內(nèi)熱硅還原真空煉鎂爐，其特征在于導(dǎo)熱層(6)為多孔導(dǎo)熱層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的低能耗內(nèi)熱硅還真空煉鎂爐，其特征在于導(dǎo)熱層(6)由氮化硅結(jié)合炭化硅質(zhì)耐火材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型是一種低能耗內(nèi)熱硅還原真空煉鎂爐，其根據(jù)爐子溫度場(chǎng)的分布，合理選擇材料和結(jié)構(gòu)方式，不需使用貴重的高鎳鉻合金罐及其它貴重的稀缺材料，使熱能損失最低、能耗、材料消耗費(fèi)用大幅度降低，能耗和設(shè)備耗損僅為外熱法的五分之一，回收率卻得到大大提高，且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。本實(shí)用新型采用雙爐殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)爐殼內(nèi)壁附有復(fù)合保溫層，多孔導(dǎo)熱層與其構(gòu)成多層同心結(jié)構(gòu)，且裝有能在工作過(guò)程中調(diào)整爐子功率性能的發(fā)熱爐芯。
文檔編號(hào)F27B5/05GK2060531SQ89219958
公開(kāi)日1990年8月15日 申請(qǐng)日期1989年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月19日
發(fā)明者鄭遠(yuǎn)厚 申請(qǐng)人:包頭鋼鐵稀土公司冶金研究所