豎罐煉鍶工藝及裝置的製作方法
2023-06-18 19:57:16
專利名稱：豎罐煉鍶工藝及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬有色冶金金屬的生產或精煉類，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劑，主要優點在於變質時間長、變質效果好，是目前最通用的長效變質劑。
目前國內外金屬鍶的生產工藝基本原理同熱法鎂的還原工藝相似，設備採用煉鎂用的橫罐爐；傳統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的橫罐爐存在著以下不足單爐產量低，熱能利用率低，生產周期長，同時佔用場地空間大；爐管橫放容易在高溫下單向下垂變形。
傳統的橫罐煉鍶的主要關鍵工藝及參數為1、制團粉料以制團機在315KN壓力下壓製成直徑約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。
發明內容
本發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上有較大改進在碳酸鍶煅燒成氧化鍶，然後加20％鋁粉球磨後成料團過程中與橫罐法基本相同，僅在料團製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，同時爐膛結構也做了很大的改進。
2、制團用油壓機在200KN壓力下壓製成20公斤料團，料團壓製成帶半十字槽口的圓柱體。由牛皮紙包裝後，多個串入料杆上，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。
本發明豎罐煉鍶所採用裝置是它主要由燃燒室、爐膛、爐體、還原罐、爐膛隔牆和爐體框架所組成。
爐膛設在爐體中央，兩邊有出氣口，爐膛中央有爐膛隔牆，燃燒室設在爐體下部一側，便於加熱。還原罐垂直置於爐膛中央爐膛隔牆兩邊，可由一隻到數隻還原罐均勻排列在爐膛中。
本發明豎罐煉鍶裝置中的還原罐是由冷卻水套、收集器、擋火板、料杆、料團、真空還原罐、真空密封蓋板和抽真空管所組成。真空還原罐垂直置於爐膛內中央爐膛隔牆兩側均勻分布；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；真空還原罐內面中上部設置有擋火板，在擋火板上部的真空還原罐內放置有收集器，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；在真空還原罐內部設置有料杆，在料杆上串有待還原的料團若干只；料團壓製成帶半十字槽口的圓柱體，便於金屬鍶在槽中還原蒸發。
本發明豎罐煉鍶工藝由於還原罐由橫罐改豎罐，單爐產量高，熱能利用率高，生產周期短，同時佔用場地空間小，還原罐豎放後不產生變形，壽命長。
我公司自採用豎罐煉鍶還原工藝以來，經濟效益顯著提高，生產成本大幅度下降，採用橫罐工藝單爐產量45公斤，回收率51％，每噸生產成本為31070元，自採用豎罐工藝後，單爐產量上升到67.5公斤，回收率上升到65％以上，每噸生產成本降低了6170元，生產周期也從過去的18.5小時縮短為現在的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徵在於1、還原罐的擺放方式由橫擺變為豎立，爐膛結構進行改進，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、還原罐內部所裝料團形式的改變橫罐工藝加入料團由於受重力作用不均勻，局部受力，容易碎裂，一般採用煤球狀料團加入，該料團結構在還原過程對鍶蒸氣的逸出不利，而豎罐工藝的料團結構形狀有較大的改變，重力作用均勻，同時有利於鍶蒸氣的逸出。
3、關鍵工藝的參數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為本發明豎罐煉鍶裝置結構示意圖；圖2為本發明豎罐煉鍶裝置結構俯視示意圖；圖3為本發明豎罐煉鍶裝置中還原罐(4)結構示意圖；圖4為料團(4-5)結構示意圖；圖5為料團(4-5)結構側視圖；圖6為料團(4-5)結構俯視圖。
在圖1和圖2中，1-燃燒室；2-爐膛，兩邊有通氣口，中間有爐膛隔牆(5)；3-爐體；4-還原罐，若干只；5-爐膛隔牆；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，接水循環冷卻系統；4-2-收集器；4-3-擋火板；4-4-料杆，用於吊掛料團(4-5)；4-5-料團，料團(4-5)形狀見圖4、圖5、圖6，壓製成半十字槽形狀的圓柱體；4-6-真空還原罐，置於爐膛(2)內加熱；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，烘乾。
2、將冷卻水套(4-1)套在真空還原罐(4-6)上部固定，並將冷卻水出口管(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)四隻垂直吊放在圖1或圖2中的爐膛(2)中央爐膛隔牆(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)與水循環冷卻系統連接，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，球磨後的物料用油壓機在200KN壓力下製成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個串入料杆(4-4)上，吊入真空還原罐(4-6)內。
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，然後蓋上真空密封蓋板(4-7)。
8、在燃燒室(1)內點火升溫，同時開啟真空泵組，使真空還原罐(4-6)內抽真空。同時開啟水循環冷卻系統，使冷卻水套(4-1)內有冷卻水循環。
9、控制真空還原罐(4-6)內真空度5-30pa，最佳值10-15pa。控制真空還原罐(4-6)內還原溫度1100-1200℃，最佳值1150±15℃。控制還原周期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)內的料團(4-5)中。鋁粉置換氧化鍶中氧變成氧化鋁並還原成金屬鍶，金屬鍶蒸發進入真空還原罐(4-6)上部的收集器(4-2)中，由於冷凝而成結晶狀金屬鍶固態。
10、待還原周期到14小時後，降溫，緩慢停真空度，最後停冷卻水。
11、打開真空密封蓋板(4-7)，吊出收集器(4-2)，將收集器(4-2)中冷凝下來的結晶狀金屬鍶壓模包裝。
12、取出擋火板(4-3)，吊出料杆(4-4)和料團(4-5)，重新在料杆(4-4)上串入待還原的新鮮料團(4-5)，重複6到12步驟。
權利要求
1.一種豎罐煉鍶工藝，其特徵是採用真空還原技術，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)、爐膛隔牆(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)中央有爐膛隔牆(5)，燃燒室(1)設在爐體(3)下部一側，其特徵是還原罐(4)垂直置於爐膛(2)中央爐膛隔牆(5)兩邊均勻分布。
3.根據權利要求2所述豎罐煉鍶裝置，其特徵是還原罐(4)由冷卻水套(4-1)、收集器(4-2)、擋火板(4-3)、料杆(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)垂直置於爐膛(2)中央爐膛隔牆(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)內部設置有料杆(4-4)，在料杆(4-4)上套有待還原的料團(4-5)。
4.根據權利要求3所述豎罐煉鍶裝置，其特徵是料團(4-5)製成半十字槽口的圓柱體。
全文摘要
本發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。其特點在於將鋁粉還原氧化鍶變成金屬鍶的橫罐工藝改為豎罐工藝，其特點是單爐產量高、熱利用率高、生產周期短、佔地空間小、還原罐不變形、壽命長、經濟效益顯著。
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 優先權日2002年6月7日
發明者梅小明, 尚世顯, 劉小稻 申請人:南京雲海特種金屬有限公司