專利名稱：一種豎罐煉鎂裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有色金屬冶煉領域，具體涉及一種豎罐煉鎂裝置。
背景技術：
豎罐煉鎂是一種較新穎的煉鎂技術，該技術的主要特點是把還原罐豎立于還原爐爐膛內，上部加料、下部出洛，配置相應的機械設備，實現裝料、出鎂及渣料排放等操作的機械化。它與傳統(tǒng)的臥罐煉鎂技術相比，具備很多優(yōu)點，如單罐產量提高、生產周期縮短、還原罐使用壽命長和工人工作環(huán)境改善等，可達到節(jié)能降耗、降低成本、穩(wěn)定質量的目的。圖I為現有的一種豎罐煉鎂裝置的結構示意圖。它主要包括還原罐5、上蓋I、下蓋6、中心管3和鎂結晶器2。還原罐4底部為出渣口 5，上蓋I和下蓋6分別安裝在還原罐 4的上、下端口，用于抽真空時密封還原罐4 ;鎂結晶器2用于冷凝結晶鎂；作為豎罐煉鎂技術的新零件的中心管3，有增大單罐產量、出渣等功能，在此不贅述?，F有的豎罐煉鎂裝置存在以下不足
圖2為現有的豎罐煉鎂裝置裝料示意圖。裝料時，料球7從還原罐4上端口加入，自由跌落的料球7存在一個臨界跌落破碎高度。當跌落高度大于臨界高度時，料球7會破碎。顯而易見，豎罐高度越大，料球破碎率也會越高。過高的料球破碎率，會嚴重影響罐內傳熱傳質，不利于還原反應進行，從而降低煉鎂生產效率、顯著增加能耗。因此，受料球臨界跌落破碎高度的限制，在實際生產中，豎罐的裝料高度(軸向長度)往往比臥罐的裝料長度(軸向長度)小，現有豎罐煉鎂技術主要是通過增大豎罐內徑來提升單罐裝料量。然而，隨著豎罐內徑的增大，會出現新的問題。煉鎂料球的傳熱能力差，根據資料， 料球填充層的有效導熱系數僅為1.30 ff/m * K0當還原罐徑向尺寸擴大時，徑向尺寸上的料厚增大、傳熱深度加大，罐內溫度場分布不均勻的狀況加劇，還原罐內的料球全部反應完需要更長的時間，加熱還原周期延長。因此，在實際生產中，受加熱還原時間和單罐能耗指標限制，不能夠隨意擴大豎罐內徑、增大徑向料厚，需要在生產周期和單罐能耗之間達成平衡。圖3為現有的豎罐煉鎂裝置內鎂蒸氣流動示意圖。鎂蒸氣從料球7內部擴散出后，主要是通過料球間的孔隙向上流入鎂結晶器，在加熱還原過程中，自然堆裝的料球7收縮并往下沉積，增加了鎂蒸氣溢出的阻力。因此，在保證料球完好率的前提下增加還原罐高度、通過增強還原罐內傳熱、傳質來實現罐徑的加大或還原周期的縮短，對提升豎罐煉鎂單罐產能和生產效率就顯得尤為重要。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題就是提供一種既能減少料球破碎量，又能增強還原罐內傳熱、傳質的豎罐煉鎂裝置。要解決上述技術問題，本發(fā)明的豎罐煉鎂裝置包括有還原罐和中心管，中心管活動安裝在還原罐內，所述中心管側壁和上端開設有供鎂蒸氣溢出的小孔，中心管上安裝有螺旋葉片。與現有的豎罐煉鎂裝置相比，本發(fā)明的優(yōu)點有
I、裝料過程中，料球沿中心管上的螺旋葉片滑落或在臨界高度內自由跌落，避免了料球在還原罐內自由跌落造成的破碎，大大降低了裝料過程中料球的破碎率。2、由于硅熱法還原反應的豎罐煉鎂為外加熱式，熱量從還原罐外壁向還原罐中堆積的料球作徑向傳遞，最后傳給遠離還原罐壁的內部料球，由于料球間的綜合傳熱系數小， 還原罐內的徑向溫度梯度大，遠離還原罐壁的料球被加熱到還原所需溫度所需的加熱均溫時間較長；本發(fā)明在還原罐內利用導熱性能良好的螺旋葉片導熱，將緊靠還原罐壁料球中的熱量迅速傳導到內部的料球，增強了還原罐內料球的徑向傳熱，縮短加熱還原周期。3、現有豎罐煉鎂裝置中，鎂蒸氣從料球內部擴散出后，主要是通過料球間的孔隙向鎂結晶器擴散。本發(fā)明利用螺旋葉片和中心管上的小孔為鎂蒸氣提供了快速溢出通道， 螺旋葉片對料球起分層作用，因加熱還原中的料球收縮并往下沉積，在螺旋葉片下側產生貫通性空隙，鎂蒸氣沿此空隙，通過中心管上的小孔向上流入鎂結晶器，增強了傳質。


本發(fā)明的

如下
圖I為現有的豎罐煉鎂裝置的結構示意圖2為現有的豎罐煉鎂裝置裝料示意圖3為現有的豎罐煉鎂裝置內鎂蒸氣流動示意圖4為本發(fā)明的豎罐煉鎂裝置的局部結構示意圖5為本發(fā)明的豎罐煉鎂裝置的傳熱過程示意圖6為本發(fā)明的豎罐煉鎂裝置內鎂蒸氣流動示意圖。圖中1.上蓋；2.鎂結晶器；3.中心管；4.還原罐；5.出渣口 ；6.下蓋；7.料球；
8.小孔；9.螺旋葉片；10.空隙。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明
如圖4所示，本發(fā)明的豎罐煉鎂裝置包括有還原罐4和中心管3，中心管3活動安裝在還原罐4內，所述中心管3側壁和上端開設有供鎂蒸氣溢出的小孔8，中心管3上安裝有螺旋葉片9。所述螺旋葉片9在中心管3上排布為連續(xù)螺旋型、分段螺旋型、變螺距型、多螺旋型或其組合形式。從圖4看出，裝料過程中，當料球7從還原罐4上端加入后，可沿連續(xù)的螺旋葉片滑降，或沿分段螺旋葉片在臨界跌落破碎高度內逐層自由跌落，從而在增加還原罐4高度時，仍能將料球7受到的沖擊力控制在不產生破碎的范圍內；料球7沿中心管3上的螺旋葉片9滑落，避免了料球7在還原罐4內自由跌落造成的破碎，大大降低了裝料過程中料球的
破碎率。從圖5看出，在還原罐4內利用導熱性能良好的螺旋葉片9導熱，將緊靠還原罐壁
4料球中的熱量迅速傳導到內部的料球7，增強了還原罐4內料球7的徑向傳熱，縮短加熱還原周期。如圖6所示，螺旋葉片9對料球有分層作用，因加熱還原中的料球7收縮并往下沉積，在螺旋葉片9下側產生貫通性空隙10，鎂蒸氣沿此空隙10，通過中心管3上的小孔8向上流入鎂結晶器，增強了傳質。本發(fā)明具有如下優(yōu)點減少了裝料過程中料球的破碎量，增強了還原罐內傳熱、傳質能力，有利于提高豎罐煉鎂單罐產能和生產效率。
權利要求
1.一種豎罐煉鎂裝置，包括有還原罐(4)和中心管(3)，中心管(3)活動安裝在還原罐(4)內，其特征在于所述中心管(3)側壁和上端開設有供鎂蒸氣溢出的小孔(8)，中心管(3)上安裝有螺旋葉片(9)。
2.根據權利要求I所述的豎罐煉鎂裝置，其特征在于所述螺旋葉片(9)在中心管(3) 上排布為連續(xù)螺旋型、分段螺旋型、變螺距型、多螺旋型或其組合形式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種豎罐煉鎂裝置。它包括有還原罐(4)和中心管(3)，中心管(3)活動安裝在還原罐(4)內，其特征在于，所述中心管(3)側壁和上端開設有供鎂蒸氣溢出的小孔(8)，中心管(3)上安裝有螺旋葉片(9)。本發(fā)明具有如下優(yōu)點減少了裝料過程中料球的破碎量，增強了還原罐內傳熱、傳質能力，有利于提高豎罐煉鎂單罐產能和生產效率。
文檔編號C22B26/22GK102605196SQ20121007950
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權日2012年3月23日
發(fā)明者楊智, 查吉利, 黃彥彥, 龍思遠 申請人:重慶大學