內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備的製作方法

2023-07-23 23:39:06 2

專利名稱：內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及機械類，特別涉及一種金屬冶煉設備，尤指一種內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備。
背景技術：
目前，傳統的冶煉設備主要是還原罐，其內徑300mm左右、長2m左右，用煤或煤氣燃燒加熱還原罐及其內裝的物科，稱為「外熱法」。為了加熱均勻，因罐體容積局限，熱效率低，還原時間一般在8～12小時。傳統的冶煉設備是間歇式生產，產量低，罐體在高溫、真空條件下易變形、耗損大、成本高、勞動強度大且影響環境，需要加以改進。

發明內容
本發明的目的在於提供一種內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備，解決了傳統的冶煉設備存在的產量低，罐體在高溫、真空條件下易變形、耗損大、成本高、勞動強度大及影響環境等問題。
本發明的技術方案一是用電加熱取代煤或煤氣燃燒加熱；二是用發熱體直接加熱物料的內熱法取代用燃料燃燒加熱還原罐，再間接加熱其內物料的外熱法；三是用大容量的電熱爐取代小容積的還原罐。為實現冶煉乾餾時置換還原出的鎂蒸氣快速冷凝的目的，採用冷凍冷卻，為改間歇式生產為連續式生，採用冷凍冷卻冷凝器與冷卻冷凝器兩套交替作業，達到連續出鎂的目的；採用密封真空連續給料器、連續排渣器，達到在真空狀態下連續給料、連續排渣的目的。
本發明的結構是由密封真空電熱爐、液態鎂冷凍冷卻冷凝器及固態鎂冷卻冷凝器依序相連，或者由密封真空電熱爐和固態鎂冷卻冷凝器直接相連所構成，其中，密封真空電熱爐的爐殼內設有耐熱保溫層，密封真空電熱爐的內部設發熱體；密封真空電熱爐的上部設有給料口、觀察孔、真空出氣口及保護性氣體管，底部設有排渣口；給料口、真空出氣口及排渣口分別設有真空閥門；其中，發熱體可設為環壁式筒籠狀發熱體或中心式管籠狀/柱狀發熱體，其固定在發熱體坐架上；該環壁式筒籠狀發熱體內還可以設有中心式管籠狀/柱狀發熱體；該發熱體也可以設為旋片/旋板式發熱體，該旋片/旋板式發熱體通過中央支柱及爐壁上的溝槽固定，該中央支柱固定在發熱體坐架上，該中央支柱為管狀，管壁呈多孔狀；該發熱體還可設為豎片/豎板狀發熱體，或斜片/斜板狀熱發體，或S型片/S型板狀發熱體；液態鎂冷凍冷卻冷凝器的外殼內設有保溫層，其殼體上設有保護性氣體管、真空蒸氣入口，該真空蒸氣入口與密封真空電熱爐的真空出氣口相連；液態鎂收集漏鬥位於高溫鎂蒸氣室內，底部為液態鎂儲罐，該液態鎂收集漏鬥與強冷凍冷卻筒相對應，強冷凍冷卻筒的外部設有水冷套及冷凍冷氣套，頂部設有擋板，水冷套設有入水口及出水口；強冷凍冷卻筒的一端為真空氣出口與固態鎂冷卻冷凝器的真空蒸氣入口相連；固態鎂冷卻冷凝器通過液態鎂冷凍冷卻冷凝器與密封真空電熱爐連接，或者直接與該密封真空電熱爐連接；該固態鎂冷卻冷凝器為一個或多個串聯；連續出鎂時，需配備雙套液態鎂冷凍冷卻冷凝器和固態鎂冷卻冷凝器，或者雙套固態鎂冷卻冷凝器；交替作業。
密封真空電熱爐的給料口及排渣口分別連接有連續給料器、連續排渣器，該連續給料器、連續排渣器由兩個裝料或排渣罐串聯組成，該裝料或排渣罐的罐殼內設有保溫層，上部設有給料或排渣口及真空氣出口，下部設有給料或排渣口；給料或排渣口設有給料或出渣閥門；密封真空電熱爐底部的爐渣區內設有預熱器，該預熱器內裝設預熱物料。
本發明可同時應用於製取金屬鈣、金屬鍶。
本發明的優點在於設備先進，技術含量高，採用電加熱，直接加熱爐內物料，爐體容積大，熱效率高，加熱快速、穩定、準確、均勻，降低了能耗，實現了連續式生產，尤其在電熱爐冶煉粗鎂的關鍵工序，其加熱升溫溫度及時間、保溫溫度和時間均可按實際需要設定多組不同的曲線編程，做到自動化控制；提高了產量，降低了成本，產品質量可靠，設備使用期較長，維修方便，改善了勞動條件，減輕了勞動強度，特別有利於環境保護，具有突出的實質性特點及實用性。


圖1為本發明密封真空電熱爐的結構示意圖；圖2為本發明密封真空電熱爐的另一結構示意圖；圖3為本發明密封真空電熱爐的又一結構示意圖；圖4為本發明液態鎂冷凍冷卻冷凝器的結構示意圖；圖5為本發明固態鎂冷卻冷凝器的結構示意圖；圖6為本發明連續給料、連續排渣器的結構示意圖；圖7為本發明高溫爐渣餘熱預熱器的結構示意圖。
具體實施例方式如附圖1至附圖7所示，本發明既可應用於液態鎂生產工藝，又可應用於固態鎂生產工藝，其是由密封真空電熱爐1、液態鎂冷凍冷卻冷凝器2及固態鎂冷卻冷凝器3依序相連，或者由密封真空電熱爐1和固態鎂冷卻冷凝器3直接相連所構成，其中，密封真空電熱爐1的形狀可設為圓筒狀豎式、方形豎式或長方形豎式等；爐殼11由炭鋼或不鏽鋼板焊接而成，厚度在20～30mm，為雙層水冷結構，爐殼11內設有耐熱保溫層12，該保溫層由耐高溫1600℃以上的耐火保溫材料組成，並有一定的厚度，達到保溫的效果；密封真空電熱爐1的內部設發熱體13；密封真空電熱爐1的上部設有給料口14、觀察孔15、真空出氣口16及保護性氣體管17，底部設有排渣口18；給料口14、真空出氣口16及排渣口18分別設有真空閥門10；其中，發熱體13的材質可為金屬、合金和非金屬的石墨、炭質、陶瓷、C-C』複合材料及高溫、高強度的新材料；該發熱體13可設為環壁式筒籠狀發熱體131或中心式管籠狀/柱狀發熱體133，如附圖1所示，其固定在發熱體坐架132上；該環壁式筒籠狀發熱體131內還可以設有中心式管籠狀/柱狀發熱體133；環壁式筒籠狀發熱體131在密封真空電熱爐1內直接加熱物料，進行真空蒸餾；該發熱體13也可以設為旋片/旋板式發熱體134，如附圖2所示，該旋片/旋板式發熱體134通過中央支柱135及爐壁上的溝槽136固定，該中央支柱135固定在發熱體坐架132上，該中央支柱135為管狀，管壁呈多孔狀，為耐高溫的耐火材料組成，以便於乾餾的蒸氣上溢；旋片/旋板式發熱體134自上而下呈螺旋體，旋片/旋板的坡度應大於自然安息角度，加熱物體可自然下落；旋片/旋板間的間距，以加熱物料的溫度增勻和快速為佳，不宜過大；使用時，在條件許可的情況下，可盡力擴大旋片/旋板的直徑和長度，以此擴大電熱爐1的南山規模和產量；該發熱體13還可設為豎片/豎板狀發熱體137，或斜片/斜板狀熱發體，或S型片/S型板狀發熱體，如附圖3所示；片/板狀發熱體的間距以對物料加熱升溫快速、均勻為宜，不能過大；若擴大電熱爐1的規模與產量，可採用大型發熱體並適當增加發熱體的數量；配備真空機組及真空管道，密封密封真空電熱爐1內冶煉真空度在10pa以上。
如附圖4所示，液態鎂冷凍冷卻冷凝器2的溫度一般控制在650～700℃，其外殼21內設有保溫層22，其殼體上設有保護性氣體管23、真空蒸氣入口24，該真空蒸氣入口24與密封真空電熱爐1的真空出氣口16相連；液態鎂收集漏鬥25位於高溫鎂蒸氣室26內，底部為液態鎂儲罐27，該液態鎂收集漏鬥25與強冷凍冷卻筒20相對應，強冷凍冷卻筒20的外部設有水冷套201及冷凍冷氣套202，可快速調節溫度；頂部設有擋板203，水冷套201設有入水口2011及出水口2012；強冷凍冷卻筒20的一端為真空出口204與固態鎂冷卻冷凝器3的真空蒸氣入口31相連。
如附圖5所示，固態鎂冷卻冷凝器3通過液態鎂冷凍冷卻冷凝器2與密封真空電熱爐1連接，或者直接與該密封真空電熱爐1連接；該固態鎂冷卻冷凝器3為一個或多個串聯；連續出鎂時，需配備雙套液態鎂冷凍冷卻冷凝器2和固態鎂冷卻冷凝器3，或者雙套固態鎂冷卻冷凝器3；交替作業。
密封真空電熱爐1的給料口14及排渣口18分別連接有連續給料、連續排渣器4，如附圖6所示，該連續給料、連續排渣器4由兩個裝料或排渣罐41串聯組成，該裝料或排渣罐41的罐殼42內設有保溫層43，上部設有給料或排渣口44及真空氣出口45，下部設有給料或排渣口46；給料或排渣口44設有給料或出渣閥門47。
如附圖7所示，密封真空電熱爐1底部的爐渣區5內設有預熱器51，該預熱器內裝設預熱物料52，達到節約能源的目的。
本發明可同時應用於製取金屬鈣、金屬鍶。
權利要求
1.一種內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備，其特徵在於該設備既可應用於液態鎂生產工藝，又可應用於固態鎂生產工藝，其是由密封真空電熱爐(1)、液態鎂冷凍冷卻冷凝器(2)及固態鎂冷卻冷凝器(3)依序相連，或者由密封真空電熱爐(1)和固態鎂冷卻冷凝器(3)直接相連所構成，其中，密封真空電熱爐(1)的爐殼(11)內設有耐熱保溫層(12)，密封真空電熱爐(1)的內部設發熱體(13)；密封真空電熱爐(1)的上部設有給料口(14)、觀察孔(15)、真空出氣口(16)及保護性氣體管(17)，底部設有排渣口(18)；給料口(14)、真空出氣口(16)及排渣口(18)分別設有真空閥門(10)。
2.根據權利要求1所述的內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備，其特徵在於所說的發熱體(13)為環壁式筒籠狀發熱體(131)或中心式管籠狀/柱狀發熱體(133)，其固定在發熱體坐架(132)上。
3.根據權利要求2所述的內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備，其特徵在於所說的環壁式筒籠狀發熱體(131)內設有中心式管籠狀/柱狀發熱體(133)。
4.根據權利要求1所述的內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備，其特徵在於所說的發熱體(13)為旋片/旋板式發熱體(134)，該旋片/旋板式發熱體(134)通過中央支柱(135)及爐壁上的溝槽(136)固定，該中央支柱(135)固定在發熱體坐架(132)上，該中央支柱(135)為管狀，管壁呈多孔狀。
5.根據權利要求1所述的內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備，其特徵在於所說的發熱體(13)為豎片/豎板狀發熱體(137)，或斜片/斜板狀熱發體，或S型片/S型板狀發熱體。
6.根據權利要求1所述的內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備，其特徵在於所說的液態鎂冷凍冷卻冷凝器(2)的外殼(21)內設有保溫層(22)，其殼體上設有保護性氣體管(23)、真空蒸氣入口(24)，該真空蒸氣入口(24)與密封真空電熱爐(1)的真空出氣口(16)相連；液態鎂收集漏鬥(25)位於高溫鎂蒸氣室(26)內，底部為液態鎂儲罐(27)，該液態鎂收集漏鬥(25)與強冷凍冷卻筒(20)相對應，強冷凍冷卻筒(20)的外部設有水冷套(201)及冷凍冷氣套(202)，頂部設有擋板(203)，水冷套(201)設有入水口(2011)及出水口(2012)；強冷凍冷卻筒(20)的一端為真空出口(204)與固態鎂冷卻冷凝器(3)的真空蒸氣入口(31)相連。
7.根據權利要求1所述的內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備，其特徵在於所說的固態鎂冷卻冷凝器(3)為一個或多個串聯，該固態鎂冷卻冷凝器(3)通過液態鎂冷凍冷卻冷凝器(2)與密封真空電熱爐(1)連接，或者直接與該密封真空電熱爐(1)連接；連續出鎂，需配備雙套液態鎂冷凍冷卻冷凝器(2)和固態鎂冷卻冷凝器(3)，或者雙套固態鎂冷卻冷凝器(3)；交替作業。
8.根據權利要求1所述的內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備，其特徵在於所說的給料口(14)及排渣口(18)分別連接有連續給料、連續排渣器(4)，該連續給料、連續排渣器(4)由兩個裝料或排渣罐(41)串聯組成，該裝料或排渣罐(41)的罐殼(42)內設有保溫層(43)，上部設有給料或排渣口(44)及真空氣出口(45)，下部設有給料或排渣口(46)；給料或排渣口(44)設有給料或出渣閥門(47)。
9.根據權利要求1所述的內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備，其特徵在於所說的密封密封密封真空電熱爐(1)底部的爐渣區(5)內設有預熱器(51)，該預熱器內裝設預熱物料(52)。
10.根據權利要求1所述的內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備，其特徵在於該設備同時應用於製取金屬鈣、金屬鍶。
全文摘要
本發明涉及一種內熱法密封真空電熱爐連續制鎂設備，屬於機械類。結構是由密封真空電熱爐、液態鎂冷凍冷卻冷凝器及固態鎂冷卻冷凝器依序相連，或者由密封真空電熱爐和固態鎂冷卻冷凝器直接相連所構成，其中，密封真空電熱爐的爐殼內設有耐熱保溫層，密封真空電熱爐的內部設發熱體；密封真空電熱爐的上部設有給料口、觀察孔、真空出氣口及保護性氣體管，底部設有排渣口；給料口、真空出氣口及排渣口分別設有真空閥門；優點在於設備先進，技術含量高，熱效率高，加熱快速、穩定、準確、均勻，降低了能耗，實現了連續式生產，降低了成本，產品質量可靠，設備使用期較長，維修方便，特別有利於環境保護。
文檔編號C22B5/00GK101020969SQ200710055430
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月20日 優先權日2007年3月20日
發明者羅希文, 羅剛, 羅琛, 羅旭 申請人:羅希文