專利名稱：一種外熱豎罐煉鎂裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種外加熱方式的豎罐煉鎂裝置。
背景技術(shù)：
外熱橫罐硅熱法煉鎂(即皮江法)從20世紀(jì)40年代工業(yè)生產(chǎn)至今，盡管經(jīng)過大量的技術(shù)改造大大降低了噸鎂能耗，鎂的還原效率以及硅的利用率都有了大幅提高，但現(xiàn)行的"皮江法"煉鎂工藝存在許多缺陷，主要體現(xiàn)在①生產(chǎn)過程中勞動(dòng)強(qiáng)度大(尤其是人工扒渣與加料)，環(huán)保條件差；②球團(tuán)的傳熱性質(zhì)，決定了現(xiàn)行橫罐單罐產(chǎn)能小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化加料、排渣，還原時(shí)的鎂蒸汽能直接冷凝成液體鎂，勞動(dòng)強(qiáng)度小，環(huán)保條件好，單罐產(chǎn)量高，還原效率高，料鎂比值低的外熱豎罐煉鎂裝置。 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的外熱豎罐煉鎂裝置，包括鎂蒸汽冷凝器和可移動(dòng)裝料裝置，外罐為豎罐且下部呈漏斗狀，所述的外罐的頂端入口連接有上蓋板，底部出口連接有罐底蓋，在所述的外罐的漏斗狀下頸部圓筒中設(shè)有支撐座，在所述的外罐內(nèi)設(shè)有處于所述的支撐座上的與所述的外罐同軸線的中心管，所述的中心管上端設(shè)有支撐于所述的外罐內(nèi)壁的導(dǎo)向桿，所述的中心管上端設(shè)有可移動(dòng)、并阻止物料落入中心管的錐形帽蓋；所述的外罐與所述的中心管之間的空間距離D。為130-210mm，所述的鎂蒸汽冷凝器連接在所述的外罐的上部。 所述的可移動(dòng)裝料裝置，可以是直筒形，也可以呈漏斗狀，下部焊有一裙邊；材質(zhì)為4^鋼或者A3鋼中的一種，所用鋼板厚度為10mm-30mm，上部外面的同一高度處焊有3個(gè)圓環(huán)供行車等起吊工具起吊用；下部圓孔直徑小于外罐內(nèi)徑5-10mm，下部的裙邊外徑與外罐上裙邊外徑相等。 所述上蓋板厚度為30-50mm，材質(zhì)為45#鋼或者A3鋼中的一種，上面焊接有水冷套；上蓋板外徑與外罐的裙邊外徑相等；上蓋板上有一圓形凹槽用來放置密封環(huán)，所述密封環(huán)材質(zhì)為硅橡膠；上蓋板與外罐裙邊相對應(yīng)的位置處，鉆有6-24個(gè)孔徑為18-30mm的通孔。 所述外罐與上蓋板的緊密連接通過螺栓連接來實(shí)現(xiàn)，螺栓同時(shí)穿過外罐裙邊上的孔與上蓋板上的孔。 所述外罐材質(zhì)與現(xiàn)用橫罐煉鎂還原罐的相同，同樣是由耐熱Ni-Cr鋼離心鑄造而成；外罐壁厚為30mm-50mm，內(nèi)徑為500mm-800mm ;外罐上端有一寬度為的裙邊，裙邊上均勻鉆有6-24個(gè)孔徑為18-30mm的通孔，所鉆孔位置與上蓋板上所鉆孔位置相同；外罐下部呈漏斗狀，漏斗狀上部傾斜面的傾斜角度9值介于45°與60°之間，漏斗狀下頸部圓筒處的直徑較中心管外徑大10-20mm，漏斗狀下頸部圓筒中焊接有支撐座，漏斗狀下頸部的底部焊接有一裙邊，裙邊上鉆有6-24個(gè)孔徑為18-30mm的通孔。
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所述中心管材質(zhì)與現(xiàn)用橫罐煉鎂還原罐的相同，同樣是由耐熱Ni-Cr鋼離心鑄造而成；中心管壁厚為30mm-50mm，中心管外徑尺寸根據(jù)外罐內(nèi)徑來確定，確定的原則是中心管外壁與外罐內(nèi)壁之間的距離控制在130-210mm ;中心管上端的同一水平面上焊接有3支用來使中心管定位于外罐內(nèi)不傾斜的定位桿，定位桿的長度較中心管外壁與外罐內(nèi)壁之間的距離短5-10mm ;中心管上端設(shè)有可移動(dòng)、并阻止物料落入中心管的錐形帽蓋；中心管上部均勻鉆有3個(gè)孔洞，該孔洞的作用是能使外界的起吊設(shè)備很方便的鉤住該孔洞、從而把中心管吊起。 所述焊接在外罐漏斗狀下部圓筒中的支撐座的平面上有3-6支支撐條；支撐條之間的間隙均勻分布。所述罐底蓋厚度為30-50mm，材質(zhì)為45#鋼或者A3鋼中的一種，上面焊接有水
冷套；罐底蓋外徑與外罐漏斗狀下頸部的底部裙邊外徑相等；罐底蓋上有一圓形凹槽，用
來放置密封環(huán)；所述密封環(huán)材質(zhì)為硅橡膠；罐底蓋與外罐底部裙邊相對應(yīng)的位置處，鉆有
6-24個(gè)孔徑為18-30mm的通孔；外罐下部與罐底蓋之間的緊密連接通過螺栓連接來實(shí)現(xiàn)，
螺栓同時(shí)穿過外罐下裙邊上的孔與罐底蓋上的孔。 與現(xiàn)有橫罐熱法煉鎂設(shè)備相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn) (1)可以通過加大外罐的內(nèi)徑(相應(yīng)也要加大中心管的外徑)，來提高單罐裝球量，從而提高單罐鎂產(chǎn)量； (2)因?yàn)橥夤夼c內(nèi)罐之間空間距離在合理的反應(yīng)深度內(nèi)，可有效維持高的鎂提取率與硅利用率，維持低的料鎂比； (3)利用了機(jī)械裝料裝置；另外，通過機(jī)械方式把中心管提起，可實(shí)現(xiàn)還原渣的自動(dòng)排放。這些均可有效降低生產(chǎn)過程中的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。


圖1可移動(dòng)裝料裝置示意圖； 圖2外熱豎罐煉鎂裝置示意圖； 圖3中心管上錐形蓋帽示意圖； 圖4上蓋板示意圖； 圖5支撐座示意圖； 圖6罐底蓋示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明，但決不是用來限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1 : 參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，外罐300為豎罐且下部呈漏斗狀，外罐300的頂端入口連接有上蓋板200，底部出口連接有罐底蓋600，在外罐300的漏斗狀下頸部圓筒中設(shè)有支撐座500，在外罐300內(nèi)設(shè)有處于支撐座500上的與外罐300同軸線的中心管400，外罐300與中心管400之間的空間距離D。為130-210mm，鎂蒸汽冷凝器700連接在外罐300的上部。鎂蒸汽冷凝器700用來收集鎂蒸汽，可移動(dòng)裝料裝置IOO，可以是直筒形，也可以呈漏斗狀，下部焊有一裙邊101 ;可移動(dòng)裝料裝置100由4^鋼或者A3鋼中的一種焊制而成，所用鋼板厚度為10mm-30mm，上部外面的同一高度處焊有4個(gè)圓環(huán)供行車起吊用102 ;可移動(dòng)裝料裝置100的下部圓孔直徑小于外罐300內(nèi)徑5-10mm，可移動(dòng)裝料裝置100下部的裙邊外徑101與外罐300的上裙邊301外徑相等。上蓋板200厚度為30-50mm，材質(zhì)為45#鋼或者A3鋼中的一種，上面焊接有水冷套；上蓋板200外徑與外罐300的裙邊301外徑相等；上蓋板200上有一圓形凹槽201，用來放置密封環(huán)，密封環(huán)材質(zhì)為硅橡膠；上蓋板(200)與外罐300的裙邊301相對應(yīng)的位置處，鉆有6-24個(gè)孔徑為18-30mm的通孔202，外罐300與上蓋板200的密封通過螺栓連接來實(shí)現(xiàn)，螺栓同時(shí)穿過外罐300裙邊301的孔302與上蓋板200上的孔202。外罐300材質(zhì)與現(xiàn)用橫罐煉鎂還原罐的相同，同樣是由耐熱Ni-Cr鋼離心鑄造而成；外罐300壁厚為30mm-50mm，內(nèi)徑為500mm-800mm ;外罐上端有一寬度為50mm-100mm的裙邊301，裙邊301上均勻鉆有6_24個(gè)孔徑為18_30mm的通孔302，所鉆孔位置與上蓋板200上所鉆孔202位置相同；外罐300的下部呈漏斗狀，漏斗狀上部傾斜面的傾斜角度9值介于45°與60°之間，漏斗狀下頸部圓筒處的直徑較中心管400外徑大10-20mm，漏斗狀下頸部圓筒中焊接有支撐座500，漏斗狀下頸部的底部焊接有一裙邊303，裙邊303上鉆有6-24個(gè)孔徑為18_30mm的通孔304。中心管400材質(zhì)與現(xiàn)用橫罐煉鎂還原罐的相同，同樣是由耐熱Ni-Cr鋼離心鑄造而成；中心管400壁厚為30mm-50mm，中心管外徑尺寸根據(jù)外罐300內(nèi)徑來確定，確定的原則是中心管400外壁與外罐300內(nèi)壁之間的距離控制在130-210mm ;中心管400上端的同一水平面上焊接有3支用來使中心管400定位于外罐300內(nèi)不傾斜的定位桿401，定位桿401的長度較中心管400外壁與外罐300內(nèi)壁之間的距離短5-10mm沖心管400上端設(shè)有可移動(dòng)、并阻止物料落入中心管400的錐形帽蓋402 ;中心管400上部均勻鉆有3個(gè)孔洞(403)，該孔洞403的作用是能使外界的起吊設(shè)備很方便的鉤住該孔洞、從而把中心管400吊起。焊接在外罐300漏斗狀下部圓筒中的支撐座500的平面上有3-6支支撐條501，支撐條501之間的間隙均勻分布。罐底蓋600厚度為30-50mm，材質(zhì)為45#鋼或者A3鋼中的一種，上面焊接有水冷套；罐底蓋600外徑與外罐300漏斗狀下頸部的底部裙邊303外徑相等，罐底蓋600上有一圓形凹槽601，用來放置密封環(huán)，密封環(huán)材質(zhì)為硅橡膠；罐底蓋600與外罐300的底部裙邊303相對應(yīng)的位置處，鉆有6-24個(gè)孔徑為18-30mm的通孔602 ;外罐300下部與罐底蓋600之間的密封通過螺栓連接來實(shí)現(xiàn)，螺栓同時(shí)穿過外罐300下裙邊303的孔304與罐底蓋600上的孔602。鎂蒸汽冷凝器700通過焊接方式連接在外罐300的上部。
采用本發(fā)明外熱豎罐煉鎂裝置進(jìn)行生產(chǎn)的步驟如下 第一步將上蓋板200移開，罐底蓋600與外罐300的底部裙邊303用螺栓進(jìn)行緊密連接；關(guān)閉連接鎂蒸汽冷凝器700與外界真空系統(tǒng)的真空閥702，把鎂液導(dǎo)流管703與鎂液受液容器704密封連接好；將中心管400吊入外罐300中，把阻止物料落入中心管的錐形帽蓋402蓋住中心管400上端；將可移動(dòng)裝料裝置100吊裝到外罐300的上部。
第二步把預(yù)先壓制好的煉鎂球團(tuán)通過皮帶運(yùn)輸機(jī)或人工方式，從可移動(dòng)裝料裝置100的上口部位把球團(tuán)加入到外罐300與中心管400之間的空間中。為了防止首先加入的球團(tuán)在下落過程中破裂，可先在外罐300與中心管400之間的空間中適當(dāng)加入幾根鋼管(鋼管的作用是減緩球團(tuán)下落過程的沖擊力，防止球團(tuán)下落過程的破碎)，當(dāng)球團(tuán)加到一定位置后，再把鋼管拿出來，繼續(xù)加入球團(tuán)。當(dāng)外罐300與中心管400之間的空間中裝滿球團(tuán)后，把可移動(dòng)裝料裝置100移開，把錐形帽蓋402取出來，再把上蓋板200蓋上，并通過螺栓使上蓋板200與外罐300緊密連接。 第三步打開連接鎂蒸汽冷凝器700與外界真空系統(tǒng)的真空閥702開始抽真空，并同時(shí)對外罐300進(jìn)行加熱，在1150°C -1250反應(yīng)7. 5_8小時(shí)，鎂蒸汽在冷凝管701中冷凝成液態(tài)鎂，液態(tài)鎂經(jīng)導(dǎo)流管703流到受液器704中；然后關(guān)閉真空閥702，打開上蓋板200與罐底蓋600破系統(tǒng)真空；緊接著把中心管400緩慢吊起，這時(shí)，豎罐中的殘?jiān)蜁詣?dòng)排出；同時(shí)，把受液器704中的液態(tài)鎂送精煉車間精煉。當(dāng)殘?jiān)磐旰?，重?fù)第一步-第三步的步驟，進(jìn)行下一步的還原作業(yè)。 實(shí)施例2 :外罐內(nèi)壁與中心管外壁之間空間距為200mm的豎罐煉鎂生產(chǎn)本實(shí)施例所用外罐300的幾個(gè)主要尺寸分別為D2 = 600mm， D3 = 200mm， & =
2800mm，H2 = 200mm，H3 = 300mm，外罐壁厚為30mm ;本實(shí)施例所用中心管400壁厚為30mm，
中心管400外徑為185mm，中心管400長度H4為2950mm ;本實(shí)施例所用可移動(dòng)裝料裝置100
為漏斗形。 煉鎂生產(chǎn)工藝的實(shí)施步驟同實(shí)施例1。第一步將上蓋板200移開，罐底蓋600與外罐300的底部裙邊303用螺栓進(jìn)行緊密連接；關(guān)閉連接鎂蒸汽冷凝器700與外界真空系統(tǒng)的真空閥702 ;把鎂液導(dǎo)流管703與鎂液受液容器704密封連接好，將中心管400吊入外罐300中，把阻止物料落入中心管400的錐形帽蓋402蓋住中心管400上端；將可移動(dòng)裝料裝置100吊裝到外罐300的上部。第二步把預(yù)先壓制好的煉鎂球團(tuán)通過皮帶運(yùn)輸機(jī)或人工方式，從可移動(dòng)裝料裝置100的上口部位把球團(tuán)加入到外罐300與中心管400之間的空間中。為了防止首先加入的球團(tuán)在下落過程中破裂，先在外罐300與中心管400之間的空間中適當(dāng)加入幾根鋼管，當(dāng)球團(tuán)加入高度達(dá)到1. 2-1. 5米后，再把鋼管拿出來，繼續(xù)加入球團(tuán)。當(dāng)球團(tuán)加入高度距離外罐300 口 50-80mm時(shí)，停止加料，并把可移動(dòng)裝料裝置100移開，把錐形帽蓋402取出來，緊接著把上蓋板200蓋上，并通過螺栓使上蓋板200與外罐300緊密連接。第三步打開連接鎂蒸汽冷凝器700與外界真空系統(tǒng)的真空閥702，開始抽真空，并同時(shí)對外罐300進(jìn)行加熱，在1150°C _12501:反應(yīng)7. 5_8小時(shí)，鎂蒸汽在冷凝管701中冷凝成液態(tài)鎂，液態(tài)鎂經(jīng)導(dǎo)流管703流到受液器704中；然后，關(guān)閉真空閥702，打開上蓋板200與罐底蓋600破系統(tǒng)真空；緊接著，把中心管400緩慢吊起，這時(shí)，豎罐中的殘?jiān)蜁詣?dòng)排出；同時(shí)，把受液器704中的液態(tài)鎂送精煉車間精煉。當(dāng)殘?jiān)磐旰?，重?fù)第一步-第三步的步驟，進(jìn)行下一步的還原作業(yè)。 本實(shí)施例的裝球空間有效直徑為400mm，與現(xiàn)行的內(nèi)徑為400mm的還原罐相比，球團(tuán)的裝載量增加了 一倍以上，單罐鎂產(chǎn)量也相應(yīng)增加了 一倍多。
權(quán)利要求
一種外熱豎罐煉鎂裝置，包括鎂蒸汽冷凝器(700)和可移動(dòng)裝料裝置(100)，其特征在于外罐(300)為豎罐且下部呈漏斗狀，所述的外罐(300)的頂端入口連接有上蓋板(200)，底部出口連接有罐底蓋(600)，在所述的外罐(300)的漏斗狀下頸部圓筒中設(shè)有支撐座(500)，在所述的外罐(300)內(nèi)設(shè)有處于所述的支撐座(500)上的與所述的外罐(300)同軸線的中心管(400)，所述的中心管(400)上端設(shè)有支撐于所述的外罐(300)內(nèi)壁的導(dǎo)向桿(401)，所述的中心管(400)上端設(shè)有可移動(dòng)、并阻止物料落入中心管的錐形帽蓋(402)；所述的外罐(300)與所述的中心管(400)之間的空間距離D0為130-210mm，所述的鎂蒸汽冷凝器(700)連接在所述的外罐(300)的上部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外熱豎罐煉鎂裝置，其特征在于所述的可移動(dòng)裝料裝置 (100)是直筒形或呈漏斗狀，下部焊有一裙邊(101);所述的可移動(dòng)裝料裝置(100)由45#鋼 或者A 3鋼中的一種焊制而成，所用鋼板厚度為10mm-30mm，上部外面的同一高度處焊有4 個(gè)供行車起吊用圓環(huán)(102);所述可移動(dòng)裝料裝置(100)的下部圓孔直徑A小于所述的外 罐(300)內(nèi)徑D25-10mm，所述的可移動(dòng)裝料裝置(100)下部的裙邊外徑(101)與所述的外 罐(300)的上裙邊(301)外徑相等。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外熱豎罐煉鎂裝置，其特征在于所述的上蓋板(200)厚度 為30-50mm，材質(zhì)為45#鋼或者A3鋼中的一種，上面焊接有水冷套。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的外熱豎罐煉鎂裝置，其特征在于所述的外罐(300)材 質(zhì)是由耐熱Ni-Cr鋼離心鑄造而成；所述的外罐(300)壁厚為30mm-50mm，內(nèi)徑D2為 500mm-800mm;所述外罐(300)的下部呈漏斗狀，漏斗狀上部傾斜面的傾斜角度9值介于 45°與60°之間，漏斗狀下頸部圓筒處的直徑D3較所述的中心管(400)外徑大10-20mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外熱豎罐煉鎂裝置，其特征在于所述中心管(400)材質(zhì) 是由耐熱Ni-Cr鋼離心鑄造而成；所述的中心管(400)壁厚為30mm-50mm，所述的中心管 (400)外徑尺寸根據(jù)所述的外罐(300)內(nèi)徑D2來確定，確定的原則是所述的中心管(400) 外壁與所述的外罐(300)內(nèi)壁之間的距離(D。)控制在130-210mm;所述的中心管(400)的 定位桿(401)的長度較所述的中心管(400)外壁與所述的外罐(300)內(nèi)壁之間的距離D。短 5-10mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的外熱豎罐煉鎂裝置，其特征在于所述的支撐座(500)的平 面上設(shè)有間隙均勻分布的3-6支支撐條(501)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外熱豎罐煉鎂裝置，其特征在于所述的罐底蓋(600)厚度 為30-50mm，材質(zhì)為45#鋼或者A3鋼中的一種，上面焊接有水冷套。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種外熱豎罐煉鎂裝置，外罐(300)為豎罐且下部呈漏斗狀，所述的外罐(300)的頂端入口連接有上蓋板(200)，底部出口連接有罐底蓋(600)，在所述的外罐(300)的漏斗狀下頸部圓筒中設(shè)有支撐座(500)，在所述的外罐(300)內(nèi)設(shè)有處于所述的支撐座(500)上的與所述的外罐(300)同軸線的中心管(400)，所述的中心管(400)上端設(shè)有支撐于所述的外罐(300)內(nèi)壁的導(dǎo)向桿(401)，所述的中心管(400)上端設(shè)有可移動(dòng)、并阻止物料落入中心管的錐形帽蓋(402)；所述的外罐(300)與所述的中心管(400)之間的空間距離D0為130-210mm，所述的鎂蒸汽冷凝器(700)連接在所述的外罐(300)的上部。本發(fā)明裝置具有操作方便、勞動(dòng)強(qiáng)度小、產(chǎn)能高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可有效降低料鎂比、提高硅的利用效率以及鎂的還原效率。
文檔編號C22B26/22GK101706204SQ200910207798
公開日2010年5月12日 申請日期2009年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月31日
發(fā)明者伍上元, 劉宏專, 周向陽, 徐日瑤, 李劼, 李昌林, 楊娟 申請人:中南大學(xué)