專(zhuān)利名稱(chēng)：金屬鎂連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備與工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種輕金屬的連續(xù)生產(chǎn)エ藝和設(shè)備，特別是金屬鎂的連續(xù)生產(chǎn)エ藝和設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和各行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，對(duì)于輕金屬材料的需求越來(lái)越多，因 此有關(guān)輕金屬的制造技術(shù)正受到跟多人的關(guān)注。以往制取輕金屬材料時(shí)最常使用冶煉技術(shù)叫皮江法，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，有60%的金屬鎂是通過(guò)該種冶煉方法獲得的。由此可見(jiàn)，皮江法已經(jīng)成為輕金屬冶煉的主要方法。然而，皮江法也存在著許多不足，其中最大的缺欠就是無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，制取時(shí)需要向還原金屬管內(nèi)裝料、密封抽真空、加熱升溫至1200°C后保溫10小時(shí)以上，然后再空冷到常溫，將反應(yīng)殘留物從還原罐中取出，進(jìn)入到下一循環(huán)。非連續(xù)化生產(chǎn)ー方面明顯影響設(shè)備的作業(yè)效率，単位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出的輕金屬數(shù)量有限，難于滿(mǎn)足大工業(yè)生產(chǎn)所需的產(chǎn)品數(shù)量，而且產(chǎn)品成分也將會(huì)出現(xiàn)一定程度的波動(dòng)，影響產(chǎn)品質(zhì)量；更主要的是能源浪費(fèi)比較嚴(yán)重，還原罐中的物料高溫之下反應(yīng)完成以后，還原罐內(nèi)留下的殘留渣還保持著1000°c以上的高溫，熱晗很大，但是為了將殘留物排出，不得不進(jìn)行降溫處理，熱能無(wú)謂損失，至少?zèng)]有充分利用在直接生產(chǎn)之中，這和國(guó)家當(dāng)今實(shí)施的節(jié)能減排以及企業(yè)降耗增效極不相稱(chēng)，無(wú)疑影響了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。為了彌補(bǔ)皮江法冶煉輕金屬所存在的不足，有人提出了ー種半連續(xù)生產(chǎn)輕金屬的生產(chǎn)エ藝及其生產(chǎn)設(shè)備。該種方法設(shè)計(jì)出的主體設(shè)備由預(yù)熱儲(chǔ)料倉(cāng)和還原罐組成，其中預(yù)熱儲(chǔ)料倉(cāng)坐落于還原罐之上，通過(guò)可開(kāi)閉的上部隔板相連，還原罐分為上中下三段，上段處于加熱爐爐頂之上，裝有結(jié)晶器和抽真空連接ロ，中間段置于加熱爐之中，下段為帶有冷卻套的出料管，處于加熱爐爐底之下，在出料管的下部裝有具有密封性能的擋料板和外密封板。作業(yè)時(shí)，打開(kāi)上部隔板，將預(yù)熱儲(chǔ)料倉(cāng)中的物料放入到還原罐中，達(dá)到預(yù)計(jì)的數(shù)量之后關(guān)閉上部隔板，然后通過(guò)抽真空連接ロ對(duì)還原罐進(jìn)行抽真空，加熱爐加熱到1200°C后保溫6小時(shí)左右，打開(kāi)下部擋料板和外密封板，開(kāi)始排渣，排渣結(jié)束后關(guān)閉外密封板和擋料板，打開(kāi)上部隔板裝料，進(jìn)入下ー爐冶煉過(guò)程。該項(xiàng)技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了作業(yè)的半連續(xù)，節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間的同時(shí)也節(jié)約了一部分能源。相對(duì)前述的皮江法是比較明顯的技術(shù)進(jìn)步，但是金屬冶金屬于高溫流程エ業(yè)，連續(xù)化生產(chǎn)是人們努力爭(zhēng)取的目標(biāo)。為此本項(xiàng)發(fā)明人員在現(xiàn)有的半連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)基礎(chǔ)上，研究開(kāi)發(fā)出了一套可以實(shí)現(xiàn)輕金屬如金屬鎂、金屬鍶和金屬鋯等連續(xù)冶煉的設(shè)備與エ藝。

發(fā)明內(nèi)容
本項(xiàng)發(fā)明公布了ー種輕合金冶煉所需的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備與方法。該種設(shè)備與方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，其共同之處在都存在著上料系統(tǒng)、儲(chǔ)料罐、還原罐、加熱系統(tǒng)、結(jié)晶器、抽真空系統(tǒng)、排渣以及余熱回收等裝置，其特征在于在儲(chǔ)料罐和還原罐之間配有1-2個(gè)下料罐，下料罐上端的入料管道通過(guò)儲(chǔ)料罐下料閥與儲(chǔ)料罐相連接，下料罐下端的出料管道通過(guò)下料罐下料閥同還原罐相連通；還原罐可分為上、中、下三段，其中的上段和中段外側(cè)全部被耐火保溫材料所包裹,并坐落在罐體支架上,還原罐下段處于支架之下,罐體內(nèi)設(shè)有余熱回收系統(tǒng)；2-4個(gè)結(jié)晶器設(shè)于還原罐上段的下部，連接結(jié)晶器和還原罐的管道上設(shè)有結(jié)晶器進(jìn)ロ閥，結(jié)晶器自身設(shè)有單獨(dú)的水冷系統(tǒng)；加熱系統(tǒng)安裝在還原罐的中段，使得該段處于高溫區(qū)內(nèi)，且最高溫度可達(dá)1300°C。系統(tǒng)外由一定厚度的耐火材料所包圍，還原罐中段的下部安裝有還原渣過(guò)濾板，主要作用一是為了對(duì)于爐料提供支撐，使得還原前的爐料可以一直停留在還原渣過(guò)濾板之上不斷繼續(xù)反應(yīng)，ニ是對(duì)于反應(yīng)完成后的還原渣進(jìn)行過(guò)濾，讓已經(jīng)還原完了的還原渣透過(guò)還原渣過(guò)濾板的篩孔進(jìn)入到還原罐下段，逐漸下行并被排出還原罐外；在還原渣過(guò)濾板之上的中心部位固定豎立有鎂蒸汽導(dǎo)管，使得在下部反應(yīng)所產(chǎn)生的鎂蒸汽順利上升，進(jìn)入到結(jié)晶器內(nèi)，得到冷凝富集，還原罐底端通過(guò)連接管道和還原渣下渣閥同1-2個(gè)還原渣下渣罐相連通，還原渣下渣罐經(jīng)管道和還原渣罐排料閥同還原渣罐相通，還原渣罐又同還原渣排料系統(tǒng)相通，前述的下料罐、結(jié)晶器和還原渣下渣罐均設(shè)有專(zhuān)用真空閥和真空管路同抽真空系統(tǒng)相連接?，F(xiàn)結(jié)合附圖進(jìn)一歩加以說(shuō)明。附圖I是本項(xiàng)發(fā)明所公布的生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，在該示意圖中，分為左、右共有2個(gè)下料罐、2個(gè)還原渣下渣罐和2個(gè)結(jié)晶器，圖中1為貯料 罐，2A為貯料罐左下料閥，2B為貯料罐右下料閥，3A為左下料罐真空閥及真空管路，3B為右下料罐真空閥及真空管路，4A為左下料罐，4B為右下料罐，5A為左下料罐下料閥，5B為右下料罐下料閥，6為還原罐，其殼體由耐熱材料如合金鋼耐熱陶瓷制作，7為還原罐保溫層，一般使用輕質(zhì)粘土磚、硅酸纖維制作，8A為左結(jié)晶器，SB為右結(jié)晶器，9A為左結(jié)晶器真空閥及真空管路，9B為右結(jié)晶器真空閥及真空管路，IOA為左結(jié)晶器水冷系統(tǒng)，IOB為右結(jié)晶器水冷系統(tǒng)，IlA為左結(jié)晶器進(jìn)ロ閥，IlB為右結(jié)晶器進(jìn)ロ閥，12為耐火材料層，使用粘土質(zhì)耐火磚或者高鋁磚，13為還原罐的加熱系統(tǒng)，14為鎂蒸汽導(dǎo)管，15為還原渣過(guò)濾板，通常使用耐熱合金鋼或耐熱陶瓷等制作，16為下渣線(xiàn)，17A為左還原渣下渣閥，17B為右還原渣下渣閥，18A為左還原渣罐真空閥及真空管路，18B為右還原渣罐真空閥及真空管路，19A為左還原渣下渣罐，19B為右還原渣下渣罐，20A為左還原渣罐排渣閥，20B為右還原渣罐排渣閥，21為還原渣罐，22為還原渣排渣系統(tǒng)，可以采用氣カ輸送、高溫斗提或高溫螺旋輸送，23為還原渣收料處理系統(tǒng)，24為除塵器，25為還原渣余熱回收系統(tǒng)，26為上料系統(tǒng)，27為上料線(xiàn)，28為下料線(xiàn)，29為除塵器進(jìn)鳳管，30為罐體支架。現(xiàn)結(jié)合附圖I所述的形式，對(duì)該種生產(chǎn)設(shè)備的使用方法進(jìn)行說(shuō)明。采用本項(xiàng)發(fā)明公開(kāi)的方案進(jìn)行輕金屬冶煉生產(chǎn)，需要確定如下主要エ藝參數(shù)真空度，一般為< IOpa ;要求還原罐工作時(shí)罐內(nèi)要始終保持這種真空度；上料線(xiàn),位于還原罐內(nèi)距還原罐頂端30_40cm ；下料線(xiàn)，位于上料線(xiàn)之下，和上料線(xiàn)相距恰好為下料罐ー罐料所能填充滿(mǎn)的空間位置，即當(dāng)還原罐內(nèi)的料面降低到下料線(xiàn)所在位置時(shí)，下料罐裝進(jìn)一罐爐料后，料面的上升高度正好到達(dá)上料線(xiàn)位置；冶煉溫度，一般為1200-1300°C ；下渣線(xiàn)(16)設(shè)于還原罐底板之上、還原渣過(guò)濾板(15)之下，還原渣頂面達(dá)到下渣線(xiàn)(16)以后，放出下渣，正好可以裝滿(mǎn)左還原渣下渣罐19A或者右還原渣下渣罐19B;其具體エ藝按照如下步驟進(jìn)行操作
(I)裝料開(kāi)爐，打開(kāi)貯料罐左下料閥(2A)和左下料罐下料閥(5A)，讓由上料系統(tǒng)
(26)注入到貯料罐(I)內(nèi)的爐料直接裝入到還原罐(6)內(nèi)，待到爐料料面高度達(dá)到上料線(xiàn)之后，關(guān)閉包括左下料罐下料閥(5A)在內(nèi)的所有與還原罐(6)相通管路上的各個(gè)閥門(mén)，同時(shí)打開(kāi)左結(jié)晶器真空閥及真空管路(9A)，對(duì)還原罐(6)進(jìn)行抽真空，使之還原罐(6)內(nèi)真空度達(dá)到設(shè)定值，即< IOpa并一直保持；(2)加熱冶煉，啟動(dòng)加熱系統(tǒng)(14)，對(duì)爐料進(jìn)行加熱升溫，當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)定的冶煉溫度1200-1300°C時(shí)恒溫，此時(shí)爐料受熱分解，產(chǎn)生鎂蒸汽和下渣，鎂蒸汽進(jìn)入到冷卻水已處于工作狀態(tài)下的左結(jié)晶器(M)和右結(jié)晶器(8B)內(nèi)，并結(jié)晶；(3)上料，開(kāi)始加熱冶煉之際，即可關(guān)閉裝料開(kāi)爐時(shí)一直處于開(kāi)啟狀態(tài)的貯料罐左下料閥(2A)，此時(shí)左下料罐(4A)內(nèi)已經(jīng)充滿(mǎn)爐料，打開(kāi)左下料罐真空閥及真空管路(3A)，接通抽真空系統(tǒng)，對(duì)左下料罐(4A)實(shí)施抽真空處理，達(dá)到預(yù)定真空度后停止抽真空，等到 還原罐中料面高度降到下料線(xiàn)(28)時(shí)，打開(kāi)左下料罐下料閥(5A)，讓左下料罐(4A)內(nèi)的爐料全部流入還原罐(6)內(nèi)，還原罐內(nèi)料面高度回到了上料線(xiàn)(27)位置，關(guān)閉左下料罐下料閥(5A)，打開(kāi)貯料罐左下料閥(2A)，向左下料罐(4A)內(nèi)裝料，左下料罐(4A)內(nèi)充滿(mǎn)爐料后，關(guān)閉貯料罐左下料閥(2A)，打開(kāi)左下料罐真空閥及真空管路(3A)，接通抽真空系統(tǒng)，對(duì)左下料罐(4A)實(shí)施抽真空處理，達(dá)到預(yù)定真空度后停止抽真空，關(guān)閉貯料罐左下料閥(2A)，等到還原罐中料面高度降到下料線(xiàn)(28)時(shí)，打開(kāi)左下料罐下料閥(5A)，開(kāi)始再次加料，如此周而復(fù)始；按照?qǐng)DI所示結(jié)構(gòu)，B系統(tǒng)和A系統(tǒng)可以交互進(jìn)行，同步使用，也可作為A系統(tǒng)的備用設(shè)備，在A系統(tǒng)需要停止時(shí)啟動(dòng)B系統(tǒng)，以此保證加料的可持續(xù)性；(4)爐體出渣，顆粒狀物料在1200-1300°C高溫下發(fā)生分解，產(chǎn)生鎂蒸汽的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生粉狀的下渣，經(jīng)過(guò)還原渣過(guò)濾板(15)后，堆積到還原罐(6)的底部。處理這些廢渣時(shí)首先需要清空還原渣下渣罐(19A和19B)，然后關(guān)閉左、右還原渣下渣罐(19A和19B)的所有閥門(mén)，通過(guò)左還原渣罐真空閥及真空管路(18A)和右還原渣罐真空閥及真空管路(18B)對(duì)左還原渣下渣罐(19A)和右還原渣下渣罐(19B)抽真空，達(dá)到和還原罐(6) —致的真空度之后，保持真空度，還原罐(6)內(nèi)還原渣量達(dá)到下渣線(xiàn)(16)后，開(kāi)啟左還原渣下渣閥(17A)出渣，左還原渣下渣罐(18)裝滿(mǎn)后，關(guān)閉左還原渣下渣閥(17A)，開(kāi)啟左還原渣罐排渣閥(20A)出渣，下渣排出干凈后，關(guān)閥左還原渣罐排渣閥(20A)，對(duì)其進(jìn)行抽真空，等待下一次除渣，右還原渣下渣罐(19B)可以和右還原渣下渣罐(19A)交替使用，也可以作為左還原渣下渣罐(19A)的備用設(shè)備，當(dāng)左還原渣下渣罐(19A)檢修時(shí)使用；(5)產(chǎn)品收集。高溫之下，金屬鎂蒸發(fā)井隨著氣體進(jìn)入到左結(jié)晶器(8A)和右結(jié)晶器(8B)中，結(jié)晶器內(nèi)的真空度和還原罐(6)的真空度基本處于同一水平，當(dāng)金屬鎂在結(jié)晶器內(nèi)的積存量達(dá)到規(guī)定的數(shù)量后，關(guān)閉結(jié)晶器自身的進(jìn)ロ閥門(mén)，斷開(kāi)水冷系統(tǒng)和真空系統(tǒng)，卸掉結(jié)晶器，換上新的結(jié)晶器，接通水冷系統(tǒng)和真空系統(tǒng)，當(dāng)真空度和還原罐一致后，打開(kāi)進(jìn)ロ閥門(mén)，繼續(xù)使鎂蒸汽進(jìn)入新?lián)Q上的結(jié)晶器之中。為了保證鎂蒸汽中的金屬鎂能夠充分結(jié)晶，結(jié)晶器的冷卻系統(tǒng)要有足夠的冷卻強(qiáng)度，使之溫度始終保持在200°C以下；(6)余熱回收。本裝置設(shè)有余熱回收系統(tǒng)。由于還原罐是在真空環(huán)境中作業(yè)，因此所有與之直接相連的裝置同樣處于真空狀態(tài)，其保持各部位真空的相關(guān)系統(tǒng)，可以同一個(gè)單獨(dú)真空系統(tǒng)相連，也可以并聯(lián)在一個(gè)功率更大的同一個(gè)外接抽真空系統(tǒng)。在前述生產(chǎn)設(shè)備中，還原罐的加熱系統(tǒng)(14)可以使用電內(nèi)加熱或電外加熱、燃?xì)鈨?nèi)加熱或燃?xì)馔饧訜?、燃油?nèi)加熱或燃油外加熱、燃煤內(nèi)加熱或燃煤外加熱等多種方式；另夕卜，前述生產(chǎn)設(shè)備的鎂蒸汽導(dǎo)管(15)由耐熱材料制作，具體結(jié)構(gòu)包括如圖2所示的百葉窗形式、圖3所示的管壁鉆孔形式和圖4所示的透氣網(wǎng)形式，圖中31為擋料帽，其功能是防止?fàn)t料或還原渣落入鎂蒸汽導(dǎo)管內(nèi)，32為鎂蒸汽導(dǎo)管壁。前述生產(chǎn)設(shè)備中的還原渣余熱回收系統(tǒng)(25)可以由管式、板式、熱管換熱器和外部余熱鍋爐構(gòu)成，主要作用就是盡快降低還原渣的溫度，并使其熱能得到有效回收和利用。當(dāng)取消還原渣冷卻系統(tǒng)以后，還原渣直接下到還原渣罐(19A或19B)以后，溫度依然很高， 因此可以通過(guò)還原渣排渣系統(tǒng)(22)將其輸送到建在還原罐上段還原罐殼體(6)外側(cè)還原罐保溫層⑵內(nèi)側(cè)的流化床空腔(33)內(nèi)，具體如附圖5所示，圖5中33為流化床空腔、34為流化風(fēng)室、35為流化供風(fēng)系統(tǒng)、36為耐高溫多孔流化板，37還原渣收料處理系統(tǒng)。


附圖I是本項(xiàng)發(fā)明的完整示意圖。利用本圖所示的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)金屬鎂等輕金屬材料的連續(xù)化生產(chǎn)，即可以連續(xù)加料，連續(xù)排渣，明顯提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)設(shè)有有余熱回收系統(tǒng)。附圖2是管壁百葉窗式鎂蒸汽導(dǎo)管示意圖。附圖3是管壁鉆孔式鎂蒸汽導(dǎo)管示意圖。附圖4是管壁透氣網(wǎng)式鎂蒸汽導(dǎo)管示意圖。附圖5-7是本項(xiàng)發(fā)明設(shè)備不同實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，其中附圖5為取消還原渣余熱回收系統(tǒng)(25)，在還原罐上部設(shè)置ー個(gè)流態(tài)化床換熱系統(tǒng)；附圖6為在附圖5的基礎(chǔ)上，仍然實(shí)行外加熱，但只設(shè)ー個(gè)左下料罐和ー個(gè)左下渣罐(19A)時(shí)的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；附圖7是將兩個(gè)和附圖6所說(shuō)的形式一樣的設(shè)備并聯(lián)在一起的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例I對(duì)本項(xiàng)發(fā)明作出進(jìn)ー步的說(shuō)明。如附圖I所示，本項(xiàng)發(fā)明所公開(kāi)的設(shè)備包括上料系統(tǒng)(26)、儲(chǔ)料罐(I)、還原罐(6)、加熱系統(tǒng)(13)、結(jié)晶器(8A和SB)、抽真空系統(tǒng)、下渣罐(21)以及還原渣余熱回收系統(tǒng)(25)，其特征在于在儲(chǔ)料罐(I)和還原罐
(6)之間配有左下料罐(4A)和右下料罐(4B)，左下料罐(4A)上端的入料管道通過(guò)儲(chǔ)料罐左下料閥(2A)與儲(chǔ)料罐(I)相連接，左下料罐(4A)下端的出料管道通過(guò)左下料罐下料閥(5A)同還原罐(6)相連通，右下料罐(4B)上端的入料管道通過(guò)儲(chǔ)料罐右下料閥(2B)與儲(chǔ)料罐(I)相連接，右下料罐(4B)下端的出料管道通過(guò)右下料罐下料閥(5B)同還原罐(6)相連通，還原罐(6)可分為上、中、下三段，其中的上段和中段外側(cè)全部被還原罐保溫層(7)所包裹，并坐落在罐體支架(30)上，還原罐(6)下段處于支架之下，罐體內(nèi)設(shè)有還原渣余熱回收系統(tǒng)(25);左結(jié)晶器(8A)和右結(jié)晶器(SB)設(shè)于還原罐上段的下部，連接左結(jié)晶器(8A)和還原罐(6)的管道上設(shè)有左結(jié)晶器進(jìn)ロ閥(11A)，連接右結(jié)晶器(SB)和還原罐(6)的管道上設(shè)有右結(jié)晶器進(jìn)ロ閥(11B)，左結(jié)晶器(8A)設(shè)有單獨(dú)的左結(jié)晶器水冷系統(tǒng)(10A)，右結(jié)晶器(8B)設(shè)有單獨(dú)的右結(jié)晶器的水冷系統(tǒng)(IOB)，還原罐的加熱系統(tǒng)(13)安裝在還原罐的中段，系統(tǒng)外由一定厚度的耐火材料層(12)所包圍，使得該段處于高溫區(qū)內(nèi)，且最高溫度為1300°C，還原罐(6)中段的下部安裝有還原渣過(guò)濾板(15)，主要作用一是為了對(duì)于爐料提供支撐，使得還原前的爐料可以一直停留在還原渣過(guò)濾板(15)之上不斷繼續(xù)反應(yīng)，ニ是對(duì)于反應(yīng)完成后的還原渣進(jìn)行過(guò)濾，讓已經(jīng)完成還原反應(yīng)的還原渣透過(guò)還原渣過(guò)濾板(15)的篩孔進(jìn)入到還原罐(6)下段，逐漸下行并被排出還原罐(6)之外；在還原渣過(guò)濾板(15)之上的中心部位固定豎立有鎂蒸汽導(dǎo)管(14)，使得還原反應(yīng)所產(chǎn)生的鎂蒸汽順利上升，進(jìn)入到左、右結(jié)晶器(4A和4B)內(nèi)，得到冷凝富集，還原罐(6)底端通過(guò)連接管道分別同左還原渣下渣閥(17A)和右還原渣下渣閥(17B)相連通。左還原渣下渣閥(17A)和左還原渣下渣罐(19A)相連通，右還原渣下渣閥(17B)和右還原渣下渣罐(19B)相連通，左還原渣下渣 罐(19A)下端經(jīng)管道和左還原渣罐排料閥(20A)同還原渣罐(21)相通，右還原渣下渣罐(19B)下端經(jīng)管道和右還原渣罐排料閥(20B)同還原渣罐(21)相通，還原渣罐(21)又同還原渣排渣系統(tǒng)(22)所使用的高溫螺旋輸送機(jī)相通，由高溫螺旋輸送機(jī)輸送到還原渣收料處理系統(tǒng)(23)，還原渣收料處理系統(tǒng)(23)設(shè)有除塵器(24)。本設(shè)備的還原罐(6)是在真空環(huán)境中作業(yè)，所以前述的下料罐、結(jié)晶器和還原渣下渣罐等所有與之直接相連的裝置同樣處于真空狀態(tài)，均設(shè)有各自的專(zhuān)用真空閥和真空管路，通過(guò)管道并聯(lián)在一起后同一個(gè)抽真空系統(tǒng)相連接。本實(shí)施例中的還原罐的加熱系統(tǒng)(14)使用電外加熱系統(tǒng)；鎂蒸汽導(dǎo)管(15)采用如圖2所示的百葉窗形式。前述生產(chǎn)設(shè)備中的還原渣余熱回收系統(tǒng)(25)由管式換熱器和外部余熱鍋爐構(gòu)成。實(shí)施例2本實(shí)施例I如附圖6所示，由圖可見(jiàn)，本實(shí)施例中的設(shè)備取消了右下料罐(4B)和右還原渣下渣罐(19B)及其相關(guān)的閥門(mén)、真空管路等，實(shí)行單支路作業(yè)，同時(shí)取消還原渣余熱回收系統(tǒng)(25)，還原渣直接下到還原渣罐(19A)以后，通過(guò)還原渣排渣系統(tǒng)(22)的高溫螺旋輸送機(jī)將其輸送到建在還原罐上段處于還原罐殼體(6)外側(cè)還原罐保溫層(7)內(nèi)側(cè)的流化床空腔(33)內(nèi)，具體如附圖6所示，圖6中(36)為耐高溫多孔流化板，(34)為流化床風(fēng)室，流化床排出的廢氣經(jīng)除塵器(24)處理后排放，流化床供風(fēng)系統(tǒng)(35)負(fù)責(zé)向流化床空腔內(nèi)送風(fēng)，通過(guò)流化床換熱將還原渣的熱能傳給還原罐出)內(nèi)的冷料，(37)為排料系統(tǒng)，負(fù)責(zé)將換熱后的還原渣排出。
權(quán)利要求
1.ー種輕金屬的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，該種設(shè)備包括上料系統(tǒng)、儲(chǔ)料罐、還原罐、加熱系統(tǒng)、結(jié)晶器、抽真空系統(tǒng)、排渣以及余熱回收裝置，其特征在于在儲(chǔ)料罐和還原罐之間配有1-2個(gè)下料罐，下料罐上端的入料管道通過(guò)儲(chǔ)料罐下料閥與儲(chǔ)料罐相連接，下料罐下端的出料管道通過(guò)下料罐下料閥同還原罐相連通；還原罐分為上、中、下三段，其中的上段和中段外側(cè)全部被耐火保溫材料所包裏，并坐落在罐體支架上，還原罐下段處于支架之下，罐體內(nèi)設(shè)有余熱回收系統(tǒng)；2-4個(gè)結(jié)晶器設(shè)于還原罐上段的下部，連接結(jié)晶器和還原罐的管道上設(shè)有結(jié)晶器進(jìn)ロ閥，結(jié)晶器自身設(shè)有單獨(dú)的水冷系統(tǒng)；可使所處區(qū)域還原罐溫度達(dá)到1300°C的加熱系統(tǒng)安裝在還原罐的中段，還原罐中段的下部安裝有還原渣過(guò)濾板，在還原渣過(guò)濾板之上的中心部位固定豎立有鎂蒸汽導(dǎo)管，還原罐底端通過(guò)還原渣下渣閥同1-2個(gè)還原渣下渣罐相連通，還原渣下渣罐經(jīng)還原渣罐排料閥同還原渣罐相通，還原渣罐又同還原渣排料系統(tǒng)相通，下料罐、結(jié)晶器和還原渣下渣罐均設(shè)有專(zhuān)用真空閥和真空管路，分別同抽真空系統(tǒng)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種輕金屬的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所有與還原罐直接相連的裝置都同樣處于真空狀態(tài)，其保持各部位真空的相關(guān)系統(tǒng)可以和外界ー個(gè)單獨(dú)設(shè)立的真空系統(tǒng)相連,也可以并聯(lián)在一起并和ー個(gè)功率更大的同一個(gè)外接抽真空系統(tǒng)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種輕金屬的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于設(shè)備中的加熱系統(tǒng)(14)可以使用電內(nèi)加熱或電外加熱、燃?xì)鈨?nèi)加熱或燃?xì)馔饧訜帷⑷加蛢?nèi)加熱或燃油外加熱、燃煤內(nèi)加熱或燃煤外加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種輕金屬的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于生產(chǎn)設(shè)備的鎂蒸汽導(dǎo)管(15)由耐熱材料制作，具體結(jié)構(gòu)包括百葉窗形式、管壁鉆孔形式和透氣網(wǎng)形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種輕金屬的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于生產(chǎn)設(shè)備中的還原渣余熱回收系統(tǒng)(25)可以由管式、板式、熱管換熱器和外部余熱鍋爐構(gòu)成。
6.ー種輕金屬的連續(xù)生產(chǎn)エ藝，該生產(chǎn)エ藝使用的是如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中分為左、右共有2個(gè)下料罐、2個(gè)還原渣下渣罐和2個(gè)結(jié)晶器，主要エ藝參數(shù)如下， 真空度，小于IOpa; 上料線(xiàn)，位于還原罐內(nèi)距還原罐頂端30-40cm ； 下料線(xiàn)，位于上料線(xiàn)之下，和上料線(xiàn)相距恰好為下料罐ー罐料所能填充滿(mǎn)的空間位置，即當(dāng)還原罐內(nèi)的料面降低到下料線(xiàn)所在位置時(shí)，下料罐裝進(jìn)一罐爐料后，料面的上升高度正好到達(dá)上料線(xiàn)位置； 冶煉溫度，1200-1300°C ； 下渣線(xiàn)設(shè)于還原罐底板之上、還原渣過(guò)濾板之下，還原渣頂面達(dá)到下渣線(xiàn)以后，放出下渣，正好可以裝滿(mǎn)還原渣下渣罐； 其具體エ藝按照如下步驟進(jìn)行操作 (1)裝料開(kāi)爐，打開(kāi)貯料罐(I)左下料閥(2A)和左下料罐下料閥(5A)，讓由上料系統(tǒng)(26)注入到貯料罐(I)內(nèi)的爐料直接裝入到還原罐(6)內(nèi)，待到爐料料面高度達(dá)到上料線(xiàn)之后，關(guān)閉包括左下料罐下料閥(5A)在內(nèi)的所有與還原罐(6)相通管路上的各個(gè)閥門(mén)，同時(shí)打開(kāi)左結(jié)晶器真空閥及真空管路(9A)，對(duì)還原罐(6)進(jìn)行抽真空，使之還原罐(6)真空度達(dá)到設(shè)定值，即< IOpa并一直保持； (2)加熱冶煉，啟動(dòng)加熱系統(tǒng)(14)，對(duì)爐料進(jìn)行加熱升溫，當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)定的冶煉溫度1200-1300°C時(shí)恒溫； (3)上料，開(kāi)始加熱冶煉之際，關(guān)閉裝料開(kāi)爐時(shí)一直處于開(kāi)啟狀態(tài)的貯料罐左下料閥(2A)，打開(kāi)左下料罐真空閥及真空管路(3A)對(duì)左下料罐(4A)進(jìn)行抽真空，使之達(dá)到預(yù)定真空度< IOpa后保持真空度穩(wěn)定，等到還原罐中料面高度降到下料線(xiàn)(28)時(shí)，打開(kāi)左下料罐下料閥(5A)，讓左下料罐(4A)內(nèi)的爐料全部流入還原罐￠)內(nèi)，關(guān)閉左下料罐下料閥(5A)，打開(kāi)貯料罐左下料閥(2A)，左下料罐(4A)內(nèi)充滿(mǎn)爐料后，關(guān)閉貯料罐左下料閥(2A)，打開(kāi)左下料罐真空閥及真空管路(3A)，接通抽真空系統(tǒng)，對(duì)左下料罐(4A)實(shí)施抽真空處理，達(dá)到預(yù)定的真空度< IOpa后保持真空度穩(wěn)定，關(guān)閉貯料罐左下料閥(2A)，等到還原罐中料面高度降到下料線(xiàn)(28)時(shí)，打開(kāi)左下料罐下料閥(5A)，開(kāi)始再次加料； (4)爐體出渣，清空還原渣下渣罐(19A和19B)，然后關(guān)閉左、右還原渣下渣罐(19A和 19B)的所有閥門(mén)，通過(guò)左還原渣罐真空閥及真空管路(18A)和右還原渣罐真空閥及真空管路(18B)對(duì)還原渣下渣罐(19A和19B)抽真空，達(dá)到和還原罐(6) —致的真空度后保持不變，還原罐(6)內(nèi)還原渣量達(dá)到下渣線(xiàn)(16)后，開(kāi)啟左還原渣下渣閥(17A)出渣，左還原渣 下渣罐(18)裝滿(mǎn)后，關(guān)閉左還原渣下渣閥(17A)，開(kāi)啟左還原渣罐排渣閥(20A)出洛，下渣排出干凈后，關(guān)閥左還原渣罐排渣閥(20A)，對(duì)其進(jìn)行抽真空，等待下一次除渣； (5)產(chǎn)品收集，當(dāng)金屬鎂在結(jié)晶器內(nèi)的積存量達(dá)到飽和之后，關(guān)閉結(jié)晶器自身的進(jìn)ロ閥門(mén)，斷開(kāi)水冷系統(tǒng)和真空系統(tǒng)，卸掉結(jié)晶器，換上新的結(jié)晶器，接通結(jié)晶器水冷系統(tǒng)和真空系統(tǒng)，對(duì)結(jié)晶器實(shí)施抽真空，當(dāng)真空度和還原罐一致后，打開(kāi)結(jié)晶器的進(jìn)ロ閥門(mén)，結(jié)晶器的冷卻系統(tǒng)要使結(jié)晶器的溫度始終保持在200°C以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種輕金屬的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于生產(chǎn)設(shè)備通過(guò)還原渣排渣系統(tǒng)(22)將其輸送到建在還原罐上段還原罐殼體(6)外側(cè)還原罐保溫層(7)內(nèi)側(cè)的流化床空腔(33)內(nèi)。
全文摘要
一種輕金屬的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，包括上料系統(tǒng)、儲(chǔ)料罐、還原罐、加熱系統(tǒng)、結(jié)晶器、抽真空系統(tǒng)、排渣以及余熱回收裝置，其中，在儲(chǔ)料罐和還原罐之間配有下料罐，下料罐的入料管道通過(guò)儲(chǔ)料罐下料閥與儲(chǔ)料罐相連接，下料罐的出料管道通過(guò)下料罐下料閥同還原罐相連通；還原罐上段和中段外側(cè)被耐火保溫材料包裹，并在罐體支架上，罐體內(nèi)設(shè)有余熱回收系統(tǒng)；結(jié)晶器設(shè)于還原罐上段的下部，連接結(jié)晶器和還原罐的管道上設(shè)有結(jié)晶器進(jìn)口閥，結(jié)晶器設(shè)有水冷系統(tǒng)；加熱系統(tǒng)安裝在還原罐的中段，還原罐中段的下部安裝有還原渣過(guò)濾板，還原罐底端通過(guò)還原渣下渣閥同還原渣下渣罐相連通。本設(shè)備的還原罐始終在真空氣氛中工作，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，并能顯著節(jié)約能源。
文檔編號(hào)C22B26/22GK102692129SQ20121019120
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者馬成貴 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)鑫博工業(yè)技術(shù)發(fā)展有限公司