專利名稱：內(nèi)熱法密封真空電熱爐連續(xù)制鎂設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械類，特別涉及一種金屬冶煉設(shè)備，尤指一種內(nèi)熱法密封真空電熱爐連續(xù)制鎂設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)的冶煉設(shè)備主要是還原罐，其內(nèi)徑300mm左右、長2m左右，用煤或煤氣燃燒加熱還原罐及其內(nèi)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(tǒng)的冶煉設(shè)備是間歇式生產(chǎn)，產(chǎn)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(huán)境，需要加以改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)熱法密封真空電熱爐連續(xù)制鎂設(shè)備，解決了傳統(tǒng)的冶煉設(shè)備存在的產(chǎn)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(huán)境等問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案一是用電加熱取代煤或煤氣燃燒加熱；二是用發(fā)熱體直接加熱物料的內(nèi)熱法取代用燃料燃燒加熱還原罐，再間接加熱其內(nèi)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(xiàn)冶煉干餾時置換還原出的鎂蒸氣快速冷凝的目的，采用冷凍冷卻，為改間歇式生產(chǎn)為連續(xù)式生，采用冷凍冷卻冷凝器與冷卻冷凝器兩套交替作業(yè)，達(dá)到連續(xù)出鎂的目的；采用密封真空連續(xù)給料器、連續(xù)排渣器，達(dá)到在真空狀態(tài)下連續(xù)給料、連續(xù)排渣的目的。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是由密封真空電熱爐、液態(tài)鎂冷凍冷卻冷凝器及固態(tài)鎂冷卻冷凝器依序相連，或者由密封真空電熱爐和固態(tài)鎂冷卻冷凝器直接相連所構(gòu)成，其中，密封真空電熱爐的爐殼內(nèi)設(shè)有耐熱保溫層，密封真空電熱爐的內(nèi)部設(shè)發(fā)熱體；密封真空電熱爐的上部設(shè)有給料口、觀察孔、真空出氣口及保護性氣體管，底部設(shè)有排渣口；給料口、真空出氣口及排渣口分別設(shè)有真空閥門；其中，發(fā)熱體可設(shè)為環(huán)壁式筒籠狀發(fā)熱體或中心式管籠狀/柱狀發(fā)熱體，其固定在發(fā)熱體坐架上；該環(huán)壁式筒籠狀發(fā)熱體內(nèi)還可以設(shè)有中心式管籠狀/柱狀發(fā)熱體；該發(fā)熱體也可以設(shè)為旋片/旋板式發(fā)熱體，該旋片/旋板式發(fā)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(fā)熱體坐架上，該中央支柱為管狀，管壁呈多孔狀；該發(fā)熱體還可設(shè)為豎片/豎板狀發(fā)熱體，或斜片/斜板狀熱發(fā)體，或S型片/S型板狀發(fā)熱體；液態(tài)鎂冷凍冷卻冷凝器的外殼內(nèi)設(shè)有保溫層，其殼體上設(shè)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(tài)鎂收集漏斗位于高溫鎂蒸氣室內(nèi)，底部為液態(tài)鎂儲罐，該液態(tài)鎂收集漏斗與強冷凍冷卻筒相對應(yīng)，強冷凍冷卻筒的外部設(shè)有水冷套及冷凍冷氣套，頂部設(shè)有擋板，水冷套設(shè)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(tài)鎂冷卻冷凝器的真空蒸氣入口相連；固態(tài)鎂冷卻冷凝器通過液態(tài)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(tài)鎂冷卻冷凝器為一個或多個串聯(lián)；連續(xù)出鎂時，需配備雙套液態(tài)鎂冷凍冷卻冷凝器和固態(tài)鎂冷卻冷凝器，或者雙套固態(tài)鎂冷卻冷凝器；交替作業(yè)。
密封真空電熱爐的給料口及排渣口分別連接有連續(xù)給料器、連續(xù)排渣器，該連續(xù)給料器、連續(xù)排渣器由兩個裝料或排渣罐串聯(lián)組成，該裝料或排渣罐的罐殼內(nèi)設(shè)有保溫層，上部設(shè)有給料或排渣口及真空氣出口，下部設(shè)有給料或排渣口；給料或排渣口設(shè)有給料或出渣閥門；密封真空電熱爐底部的爐渣區(qū)內(nèi)設(shè)有預(yù)熱器，該預(yù)熱器內(nèi)裝設(shè)預(yù)熱物料。
本發(fā)明可同時應(yīng)用于制取金屬鈣、金屬鍶。
本發(fā)明的優(yōu)點在于設(shè)備先進，技術(shù)含量高，采用電加熱，直接加熱爐內(nèi)物料，爐體容積大，熱效率高，加熱快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確、均勻，降低了能耗，實現(xiàn)了連續(xù)式生產(chǎn)，尤其在電熱爐冶煉粗鎂的關(guān)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(shè)定多組不同的曲線編程，做到自動化控制；提高了產(chǎn)量，降低了成本，產(chǎn)品質(zhì)量可靠，設(shè)備使用期較長，維修方便，改善了勞動條件，減輕了勞動強度，特別有利于環(huán)境保護，具有突出的實質(zhì)性特點及實用性。


圖1為本發(fā)明密封真空電熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明密封真空電熱爐的另一結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明密封真空電熱爐的又一結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明液態(tài)鎂冷凍冷卻冷凝器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明固態(tài)鎂冷卻冷凝器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明連續(xù)給料、連續(xù)排渣器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明高溫爐渣余熱預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如附圖1至附圖7所示，本發(fā)明既可應(yīng)用于液態(tài)鎂生產(chǎn)工藝，又可應(yīng)用于固態(tài)鎂生產(chǎn)工藝，其是由密封真空電熱爐1、液態(tài)鎂冷凍冷卻冷凝器2及固態(tài)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(tài)鎂冷卻冷凝器3直接相連所構(gòu)成，其中，密封真空電熱爐1的形狀可設(shè)為圓筒狀豎式、方形豎式或長方形豎式等；爐殼11由炭鋼或不銹鋼板焊接而成，厚度在20～30mm，為雙層水冷結(jié)構(gòu)，爐殼11內(nèi)設(shè)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，并有一定的厚度，達(dá)到保溫的效果；密封真空電熱爐1的內(nèi)部設(shè)發(fā)熱體13；密封真空電熱爐1的上部設(shè)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(shè)有排渣口18；給料口14、真空出氣口16及排渣口18分別設(shè)有真空閥門10；其中，發(fā)熱體13的材質(zhì)可為金屬、合金和非金屬的石墨、炭質(zhì)、陶瓷、C-C’復(fù)合材料及高溫、高強度的新材料；該發(fā)熱體13可設(shè)為環(huán)壁式筒籠狀發(fā)熱體131或中心式管籠狀/柱狀發(fā)熱體133，如附圖1所示，其固定在發(fā)熱體坐架132上；該環(huán)壁式筒籠狀發(fā)熱體131內(nèi)還可以設(shè)有中心式管籠狀/柱狀發(fā)熱體133；環(huán)壁式筒籠狀發(fā)熱體131在密封真空電熱爐1內(nèi)直接加熱物料，進行真空蒸餾；該發(fā)熱體13也可以設(shè)為旋片/旋板式發(fā)熱體134，如附圖2所示，該旋片/旋板式發(fā)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(fā)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，以便于干餾的蒸氣上溢；旋片/旋板式發(fā)熱體134自上而下呈螺旋體，旋片/旋板的坡度應(yīng)大于自然安息角度，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(guī)模和產(chǎn)量；該發(fā)熱體13還可設(shè)為豎片/豎板狀發(fā)熱體137，或斜片/斜板狀熱發(fā)體，或S型片/S型板狀發(fā)熱體，如附圖3所示；片/板狀發(fā)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(guī)模與產(chǎn)量，可采用大型發(fā)熱體并適當(dāng)增加發(fā)熱體的數(shù)量；配備真空機組及真空管道，密封密封真空電熱爐1內(nèi)冶煉真空度在10pa以上。
如附圖4所示，液態(tài)鎂冷凍冷卻冷凝器2的溫度一般控制在650～700℃，其外殼21內(nèi)設(shè)有保溫層22，其殼體上設(shè)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(tài)鎂收集漏斗25位于高溫鎂蒸氣室26內(nèi)，底部為液態(tài)鎂儲罐27，該液態(tài)鎂收集漏斗25與強冷凍冷卻筒20相對應(yīng)，強冷凍冷卻筒20的外部設(shè)有水冷套201及冷凍冷氣套202，可快速調(diào)節(jié)溫度；頂部設(shè)有擋板203，水冷套201設(shè)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(tài)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(tài)鎂冷卻冷凝器3通過液態(tài)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(tài)鎂冷卻冷凝器3為一個或多個串聯(lián)；連續(xù)出鎂時，需配備雙套液態(tài)鎂冷凍冷卻冷凝器2和固態(tài)鎂冷卻冷凝器3，或者雙套固態(tài)鎂冷卻冷凝器3；交替作業(yè)。
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(xù)給料、連續(xù)排渣器4，如附圖6所示，該連續(xù)給料、連續(xù)排渣器4由兩個裝料或排渣罐41串聯(lián)組成，該裝料或排渣罐41的罐殼42內(nèi)設(shè)有保溫層43，上部設(shè)有給料或排渣口44及真空氣出口45，下部設(shè)有給料或排渣口46；給料或排渣口44設(shè)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(qū)5內(nèi)設(shè)有預(yù)熱器51，該預(yù)熱器內(nèi)裝設(shè)預(yù)熱物料52，達(dá)到節(jié)約能源的目的。
本發(fā)明可同時應(yīng)用于制取金屬鈣、金屬鍶。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)熱法密封真空電熱爐連續(xù)制鎂設(shè)備，其特征在于該設(shè)備既可應(yīng)用于液態(tài)鎂生產(chǎn)工藝，又可應(yīng)用于固態(tài)鎂生產(chǎn)工藝，其是由密封真空電熱爐(1)、液態(tài)鎂冷凍冷卻冷凝器(2)及固態(tài)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(tài)鎂冷卻冷凝器(3)直接相連所構(gòu)成，其中，密封真空電熱爐(1)的爐殼(11)內(nèi)設(shè)有耐熱保溫層(12)，密封真空電熱爐(1)的內(nèi)部設(shè)發(fā)熱體(13)；密封真空電熱爐(1)的上部設(shè)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(shè)有排渣口(18)；給料口(14)、真空出氣口(16)及排渣口(18)分別設(shè)有真空閥門(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)熱法密封真空電熱爐連續(xù)制鎂設(shè)備，其特征在于所說的發(fā)熱體(13)為環(huán)壁式筒籠狀發(fā)熱體(131)或中心式管籠狀/柱狀發(fā)熱體(133)，其固定在發(fā)熱體坐架(132)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)熱法密封真空電熱爐連續(xù)制鎂設(shè)備，其特征在于所說的環(huán)壁式筒籠狀發(fā)熱體(131)內(nèi)設(shè)有中心式管籠狀/柱狀發(fā)熱體(133)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)熱法密封真空電熱爐連續(xù)制鎂設(shè)備，其特征在于所說的發(fā)熱體(13)為旋片/旋板式發(fā)熱體(134)，該旋片/旋板式發(fā)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(fā)熱體坐架(132)上，該中央支柱(135)為管狀，管壁呈多孔狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)熱法密封真空電熱爐連續(xù)制鎂設(shè)備，其特征在于所說的發(fā)熱體(13)為豎片/豎板狀發(fā)熱體(137)，或斜片/斜板狀熱發(fā)體，或S型片/S型板狀發(fā)熱體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)熱法密封真空電熱爐連續(xù)制鎂設(shè)備，其特征在于所說的液態(tài)鎂冷凍冷卻冷凝器(2)的外殼(21)內(nèi)設(shè)有保溫層(22)，其殼體上設(shè)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(tài)鎂收集漏斗(25)位于高溫鎂蒸氣室(26)內(nèi)，底部為液態(tài)鎂儲罐(27)，該液態(tài)鎂收集漏斗(25)與強冷凍冷卻筒(20)相對應(yīng)，強冷凍冷卻筒(20)的外部設(shè)有水冷套(201)及冷凍冷氣套(202)，頂部設(shè)有擋板(203)，水冷套(201)設(shè)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(tài)鎂冷卻冷凝器(3)的真空蒸氣入口(31)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)熱法密封真空電熱爐連續(xù)制鎂設(shè)備，其特征在于所說的固態(tài)鎂冷卻冷凝器(3)為一個或多個串聯(lián)，該固態(tài)鎂冷卻冷凝器(3)通過液態(tài)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(xù)出鎂，需配備雙套液態(tài)鎂冷凍冷卻冷凝器(2)和固態(tài)鎂冷卻冷凝器(3)，或者雙套固態(tài)鎂冷卻冷凝器(3)；交替作業(yè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)熱法密封真空電熱爐連續(xù)制鎂設(shè)備，其特征在于所說的給料口(14)及排渣口(18)分別連接有連續(xù)給料、連續(xù)排渣器(4)，該連續(xù)給料、連續(xù)排渣器(4)由兩個裝料或排渣罐(41)串聯(lián)組成，該裝料或排渣罐(41)的罐殼(42)內(nèi)設(shè)有保溫層(43)，上部設(shè)有給料或排渣口(44)及真空氣出口(45)，下部設(shè)有給料或排渣口(46)；給料或排渣口(44)設(shè)有給料或出渣閥門(47)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)熱法密封真空電熱爐連續(xù)制鎂設(shè)備，其特征在于所說的密封密封密封真空電熱爐(1)底部的爐渣區(qū)(5)內(nèi)設(shè)有預(yù)熱器(51)，該預(yù)熱器內(nèi)裝設(shè)預(yù)熱物料(52)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)熱法密封真空電熱爐連續(xù)制鎂設(shè)備，其特征在于該設(shè)備同時應(yīng)用于制取金屬鈣、金屬鍶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)熱法密封真空電熱爐連續(xù)制鎂設(shè)備，屬于機械類。結(jié)構(gòu)是由密封真空電熱爐、液態(tài)鎂冷凍冷卻冷凝器及固態(tài)鎂冷卻冷凝器依序相連，或者由密封真空電熱爐和固態(tài)鎂冷卻冷凝器直接相連所構(gòu)成，其中，密封真空電熱爐的爐殼內(nèi)設(shè)有耐熱保溫層，密封真空電熱爐的內(nèi)部設(shè)發(fā)熱體；密封真空電熱爐的上部設(shè)有給料口、觀察孔、真空出氣口及保護性氣體管，底部設(shè)有排渣口；給料口、真空出氣口及排渣口分別設(shè)有真空閥門；優(yōu)點在于設(shè)備先進，技術(shù)含量高，熱效率高，加熱快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確、均勻，降低了能耗，實現(xiàn)了連續(xù)式生產(chǎn)，降低了成本，產(chǎn)品質(zhì)量可靠，設(shè)備使用期較長，維修方便，特別有利于環(huán)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(yōu)先權(quán)日2007年3月20日
發(fā)明者羅希文, 羅剛, 羅琛, 羅旭 申請人:羅希文