專利名稱：蒸氣流向?qū)Я魍驳闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬真空冶煉還原罐，特別涉及一種用來(lái)冶煉金屬鎂或鈣的 真空冶煉還原罐。
背景技術(shù)：
某些蒸氣壓較高的堿金屬和堿土金屬，如鏗、銘、鎂、鈣等，可以用硅、鋁 或它們的合金在真空的條件下用金屬熱還原法制得。鎂的金屬熱還原制備方法中 硅熱或鋁熱金屬熱還原則得到最廣泛的應(yīng)用，但其還原劑多以硅鐵合金的形式被 使用，而被還原的原料多為鍛燒后的白云石，也可以用菱鎂礦和石灰石混合物的 鍛后產(chǎn)物。使用硅鐵還原劑，稱為硅熱法煉鎂應(yīng)用最多。
依據(jù)加熱方法的不同，可將目前的硅熱法煉鎂分為三種 一種是皮江法煉鎂 (The Pidgeon Process), —種是法國(guó)的半連續(xù)法煉4美(The Magnetherm Process), 另一種是意大利的皮爾加諾法煉鎂(The Bolgano Process)。前者屬于外加熱的硅 熱法煉鎂，而后兩種方法為內(nèi)電阻加熱硅熱法煉鎂。
其中國(guó)內(nèi)外使用最廣泛的是皮江法，即以鍛燒白云石(Mgo、 Cao)為原料和 以硅鐵(si-Fe)為還原劑來(lái)煉鎂，將原料與還原劑按比例混合后壓團(tuán)成球團(tuán)料， 然后將球團(tuán)料放入還原罐內(nèi)，再將還原罐加入還原爐內(nèi)高溫(1200。C)與真空(1 ~ 23.3Pa)環(huán)境下發(fā)生反應(yīng)。 一段時(shí)間后，鎂蒸氣從球團(tuán)料中析出，到達(dá)還原罐頂 部后被結(jié)晶器所收集。 一般經(jīng)過(guò)11-12小時(shí)的還原時(shí)間后，才能將一個(gè)還原罐的 鎂金屬基本析出。析出完成后，還需要將還原罐予以拆除，再?gòu)牟鸪说倪€原罐 內(nèi)將結(jié)晶器取出。最后，更換還原罐內(nèi)的球團(tuán)料和結(jié)晶器后，重新放入還原爐內(nèi)， 如此循環(huán)進(jìn)行。
采用皮江法煉鎂的優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單，長(zhǎng)期以來(lái)一直延用，但其存在的不足之 處除了能耗高、對(duì)環(huán)境造成污染外，還有
1、球團(tuán)料擠靠在還原爐內(nèi)，對(duì)鎂蒸氣的流通形成很大的阻礙，導(dǎo)致金屬鎂析 出不徹底，還加長(zhǎng)了還原時(shí)間，并導(dǎo)致料鎂比無(wú)法降低，造成能源的進(jìn)一步浪費(fèi)，降低了生產(chǎn)效率；
2、 結(jié)晶器設(shè)置在還原爐頂部，必須將還原罐拆除后才能將結(jié)晶器取出予以拆 換，停產(chǎn)換料時(shí)間長(zhǎng)，因此拉長(zhǎng)了生產(chǎn)周期，增加了加熱還原罐的成本；此外， 出鎂更換結(jié)晶器的程序繁瑣，還導(dǎo)致工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，不安全隱患多；
3、 結(jié)晶器設(shè)置在還原爐頂部，容易發(fā)生回火燃燒損失。
因此，還有必要對(duì)現(xiàn)有的皮江法煉鎂的還原罐結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以符合現(xiàn)代工 業(yè)生產(chǎn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種蒸氣流向?qū)Я魍?，提?鎂蒸氣在還原罐內(nèi)的流通速度，以提高生產(chǎn)效率。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種蒸氣流向?qū)Я魍玻涮卣髟谟谒龅膶?dǎo)流筒呈中空筒狀，其筒身上設(shè) 有多個(gè)貫穿壁厚的孔隙，將導(dǎo)流筒的內(nèi)部與外部連通。
較佳的技術(shù)方案中，還可以附加以下技術(shù)特征所述的導(dǎo)流筒固定在一個(gè)還 原罐內(nèi)，并與還原罐的內(nèi)壁之間具有間隙，所述的間隙可供球團(tuán)料放置。
較佳的技術(shù)方案中，還可以附加以下技術(shù)特征所述的還原罐內(nèi)部對(duì)應(yīng)于導(dǎo) 流筒的一端設(shè)有擋體。
較佳的技術(shù)方案中，還可以附加以下技術(shù)特征所述的導(dǎo)流筒的材質(zhì)是 Cr25Ni20Si2不銹鋼材料。
較佳的技術(shù)方案中，還可以附加以下技術(shù)特征所述的孔隙是圓孔、橢圓孔、 多邊形孔或者長(zhǎng)圓孔。
較佳的技術(shù)方案中，還可以附加以下技術(shù)特征所述的導(dǎo)流筒的外側(cè)壁上還 設(shè)有多個(gè)通氣槽，所述的通氣槽將所述的多個(gè)孔隙相互連通。
較佳的技術(shù)方案中，還可以附加以下技術(shù)特征所述的通氣槽沿長(zhǎng)度方向設(shè)置。
較佳的技術(shù)方案中，還可以附加以下技術(shù)特征所述的通氣槽沿圓周方向設(shè)置。
較佳的技術(shù)方案中，還可以附加以下技術(shù)特征部分所述的通氣槽沿長(zhǎng)度方 向設(shè)置，部分所述的通氣槽沿圓周方向設(shè)置。較佳的技術(shù)方案中，還可以附加以下技術(shù)特征所述的通氣槽設(shè)置成螺旋狀 或者蛛網(wǎng)狀。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于
1、 導(dǎo)流筒的存在，使得鎂蒸氣的流通更加順暢，縮短了還原時(shí)間(降至9~ IO小時(shí))，節(jié)約了燃料，縮短了工作周期，提高了生產(chǎn)效率；
2、 導(dǎo)流筒的存在，還降低了料鎂比；


圖1是本發(fā)明的側(cè)結(jié)晶式金屬真空冶煉還原罐的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的導(dǎo)流筒從中間剖開(kāi)后的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的導(dǎo)流筒從中間剖開(kāi)后的另 一 種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明的導(dǎo)流筒從中間剖開(kāi)后的再 一 種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的構(gòu)造與特點(diǎn)能夠更好地被理解，以下將通過(guò)較佳實(shí)施例與附 圖結(jié)合的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。為了使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更加清晰，所述的附 圖有可能在繪制過(guò)程中改變了實(shí)際的比例關(guān)系，這不應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)本專利申請(qǐng) 的限定。
如圖1所示，是本發(fā)明的側(cè)結(jié)晶式金屬真空冶煉還原罐4設(shè)置在還原爐1中 的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的還原爐1采用蓄熱式燃燒技術(shù)，且設(shè)有爐體3和燒嘴2， 均是現(xiàn)有技術(shù)，不予贅述。所述的還原罐4豎直設(shè)置在還原爐1的爐體3內(nèi)，且 兩端伸出爐體3外。其中，還原罐4上端設(shè)有機(jī)械裝料口 5,下端設(shè)有機(jī)械出料 口 6,可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化地入料與出料。在還原罐4下端(實(shí)際上，也可以是上端) 側(cè)部連接有一個(gè)導(dǎo)流裝置7,用來(lái)將還原罐4內(nèi)的鎂蒸氣導(dǎo)出。所述的導(dǎo)流裝置7 外伸端連接一個(gè)結(jié)晶器8,所述的結(jié)晶器8與導(dǎo)流裝置7連接處設(shè)有擋火裝置9， 也是現(xiàn)有技術(shù)，不予贅述。
仍如圖l所示，注意本發(fā)明的還原罐4的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在還原罐4內(nèi)中部固設(shè) 有一個(gè)導(dǎo)流筒11,結(jié)合圖2所示，所述的導(dǎo)流筒11是耐熱金屬材質(zhì)(可耐1300°C 高溫，如Cr25Ni20Si2耐熱不銹鋼材料)，且所述的導(dǎo)流筒11呈中空筒狀，所述 的導(dǎo)流筒11與還原罐4內(nèi)壁之間還具有間隙，以供放置球團(tuán)料，導(dǎo)流筒11底部設(shè)有擋體12，避免球團(tuán)料漏出；在導(dǎo)流筒11的筒身上設(shè)有多個(gè)貫穿壁厚的孔隙 14,將導(dǎo)流筒11的內(nèi)部與外部連通，加快鎂蒸氣的析出速度，所述的導(dǎo)流筒11 的外側(cè)壁上還沿長(zhǎng)度方向設(shè)有多個(gè)通氣槽15，以供鎂蒸氣沿導(dǎo)流筒11流向所述的 導(dǎo)流裝置7。所述的孔隙14與通氣槽15的形狀、大小不需要具體限制，能夠通氣 即可，當(dāng)然，為了防止球團(tuán)料漏出，孔隙14的寬度應(yīng)當(dāng)小于球團(tuán)料的直徑。而且， 通氣槽15的設(shè)置也可以根據(jù)實(shí)際需要予以增減，若鎂蒸氣的流通速度可以達(dá)到設(shè) 計(jì)要求，就沒(méi)有必要開(kāi)設(shè)所述的通氣槽15;在鎂蒸氣的流通速度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求 的情況下，才有必要開(kāi)設(shè)所述的通氣槽15。
其中，在本實(shí)施例中，所述的孔隙14是橢圓形的通孔，所述的孔隙14也可 以是圓孔、多邊形孔或者長(zhǎng)圓孔。
需要補(bǔ)充的是，上述導(dǎo)流裝置7伸入還原罐4后，與所述的導(dǎo)流筒11內(nèi)部相 連通，具有很好的導(dǎo)流效果。在本實(shí)施例中，所述的導(dǎo)流裝置7是耐熱金屬材質(zhì) (可耐1300。C高溫，如Cr25Ni20Si2耐熱不銹鋼材料)，形狀為圓管狀或者方管 狀均可。
使用上述側(cè)結(jié)晶式金屬真空冶煉還原罐4進(jìn)行金屬鎂的還原工作，可以將導(dǎo) 流筒11固定在還原罐4內(nèi)，并將還原罐4固定在還原爐1內(nèi)，將球團(tuán)料加入到還 原罐4的內(nèi)壁與導(dǎo)流筒11外壁之間，然后將還原罐4密封并抽真空達(dá)到生產(chǎn)要求， 接著啟動(dòng)還原爐l對(duì)還原罐4進(jìn)行加熱，達(dá)到工作溫度后，鎂蒸氣從球團(tuán)料中析 出，并通過(guò)導(dǎo)流筒11的孔隙14和通氣槽15到達(dá)所述的導(dǎo)流裝置7，然后從導(dǎo)流 裝置7進(jìn)入結(jié)晶器8中結(jié)晶。待還原罐4內(nèi)的金屬鎂析出完畢后，直接將還原罐 4底部機(jī)械出料口 6打開(kāi)，將料渣清除。然后，關(guān)閉機(jī)械出料口 6,打開(kāi)機(jī)械進(jìn)料 口 5，放入新的球團(tuán)料，開(kāi)始新的還原工作。此外，待到結(jié)晶器8收集金屬鎂將 滿的時(shí)候，即開(kāi)始單獨(dú)更換結(jié)晶器8，更換結(jié)晶器8的工程中，不需要停止還原 罐4的反應(yīng)動(dòng)作。
使用本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、 導(dǎo)流筒的存在，使得鎂蒸氣的流通更加順暢，縮短了還原時(shí)間(降至9~ IO小時(shí))，節(jié)約了燃料，縮短了工作周期，提高了生產(chǎn)效率；
2、 導(dǎo)流筒的存在，還降低了料鎂比；
3、 還原罐豎直放置，入料和出料可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，節(jié)省了人力，提高了工作 安全性；4、 結(jié)晶器設(shè)置在還原罐側(cè)部，使其拆換工作與還原罐的入料、出料工作相互 獨(dú)立進(jìn)行，避免了繁瑣的拆換程序，縮短了停產(chǎn)換料時(shí)間，提高了工作效率；
5、 結(jié)晶器設(shè)置在還原罐側(cè)部，降低了回火燃燒損失。
如圖3所示，是導(dǎo)流筒的另外一種結(jié)構(gòu)形式，其與圖2相比較，區(qū)別在于 通氣槽15是沿導(dǎo)流筒11的周向設(shè)置，如此設(shè)置的通氣槽15同樣可以將各個(gè)孔隙 14連通起來(lái)，增進(jìn)鎂蒸氣的流通速度。
而如圖4所示，又是導(dǎo)流筒的另外一種結(jié)構(gòu)形式，與前述實(shí)施例相比較，其 區(qū)別在于部分通氣槽15沿長(zhǎng)度方向設(shè)置，另外一部分通氣槽15沿周向設(shè)置， 如此設(shè)置的通氣槽15可以進(jìn)一步增進(jìn)各個(gè)孔隙14之間的聯(lián)系，再一次提高鎂蒸 氣的流通速度，從而提高金屬鎂的生產(chǎn)效率。另外，本實(shí)施例中，孔隙14以及通 氣槽15使用了多邊形形狀，也是一個(gè)不同的地方。
實(shí)際上，在不影響導(dǎo)流筒11的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，還可以將通氣槽15的延 伸方向進(jìn)行更改，例如設(shè)置成螺旋形或者蛛網(wǎng)狀，都是可以的。
上述實(shí)施例中，是以金屬鎂的冶煉為例說(shuō)明本申請(qǐng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，而實(shí)際上， 本發(fā)明方法和裝置同樣適用于冶煉鏗、銘、鈣等蒸氣壓較高的堿金屬和堿土金屬， 其中的區(qū)別對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，屬于公知常識(shí)，在此不予贅述。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于
1、 導(dǎo)流筒的存在，使得鎂蒸氣的流通更加順暢，縮短了還原時(shí)間(降至9~ IO小時(shí))，節(jié)約了燃料，縮短了工作周期，提高了生產(chǎn)效率；
2、 導(dǎo)流筒的存在，還降低了料鎂比；
3、 還原罐豎直放置，入料和出料可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，節(jié)省了人力，提高了工作 安全性；
4、 結(jié)晶器設(shè)置在還原罐側(cè)部，使其拆換工作與還原罐的入料、出料工作相互 獨(dú)立進(jìn)行，避免了繁瑣的拆換程序，縮短了停產(chǎn)換料時(shí)間，提高了工作效率；
5、 結(jié)晶器設(shè)置在還原罐側(cè)部，降低了回火燃燒損失。
以上說(shuō)明對(duì)本發(fā)明而言只是說(shuō)明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化 或等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種蒸氣流向?qū)Я魍玻涮卣髟谟谒龅膶?dǎo)流筒呈中空筒狀，其筒身上設(shè)有多個(gè)貫穿壁厚的孔隙，將導(dǎo)流筒的內(nèi)部與外部連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸氣流向?qū)Я魍?，其特征在于所述的?dǎo)流筒固定 在一個(gè)還原罐內(nèi)，并與還原罐的內(nèi)壁之間具有間隙，所述的間隙可供球團(tuán)料放置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸氣流向?qū)Я魍?，其特征在于所述的還原罐內(nèi)部 對(duì)應(yīng)于導(dǎo)流筒的 一端設(shè)有擋體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸氣流向?qū)Я魍玻涮卣髟谟谒龅膶?dǎo)流筒的材 質(zhì)是Cr25Ni20Si2不銹鋼材^K
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸氣流向?qū)Я魍?，其特征在于所述的孔隙是圓孔、 橢圓孔、多邊形孔或者長(zhǎng)圓孔。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸氣流向?qū)Я魍玻涮卣髟谟谒龅膶?dǎo)流筒的外 側(cè)壁上還設(shè)有多個(gè)通氣槽，所述的通氣槽將所述的多個(gè)孔隙相互連通。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸氣流向?qū)Я魍?，其特征在于所述的通氣槽沿長(zhǎng) 度方向設(shè)置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸氣流向?qū)Я魍?，其特征在于所述的通氣槽沿圓 周方向設(shè)置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸氣流向?qū)Я魍玻涮卣髟谟诓糠炙龅耐獠?沿長(zhǎng)度方向設(shè)置，部分所述的通氣槽沿圓周方向設(shè)置。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸氣流向?qū)Я魍?，其特征在于所述的通氣槽設(shè) 置成螺旋狀或者蛛網(wǎng)狀。
全文摘要
本發(fā)明是一種蒸氣流向?qū)Я魍玻龅膶?dǎo)流筒呈中空筒狀，固定在一個(gè)還原罐內(nèi)，并與還原罐的內(nèi)壁之間具有間隙，所述的間隙可供球團(tuán)料放置，所述的導(dǎo)流筒的筒身上設(shè)有多個(gè)孔隙，將導(dǎo)流筒的內(nèi)部與外部連通，所述的導(dǎo)流筒的外側(cè)壁上還沿長(zhǎng)度方向設(shè)有多個(gè)通氣槽，所述的通氣槽將所述的多個(gè)孔隙相互連通。使用本發(fā)明，可以加快鎂蒸氣的流通速度，縮短還原時(shí)間；結(jié)晶器的拆換工作與還原罐的入料、出料工作相互獨(dú)立進(jìn)行，縮短了停產(chǎn)換料時(shí)間，提高了工作效率。
文檔編號(hào)C22B5/00GK101676417SQ20081010638
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日
發(fā)明者辛衛(wèi)亞 申請(qǐng)人:辛衛(wèi)亞