專利名稱：菱鎂礦石一步法直接煉鎂的真空還原設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于菱鎂礦石煉鎂技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種菱鎂礦石一步法直接煉 鎂的真空還原設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，皮江法煉鎂技術(shù)支撐著的鎂冶煉行業(yè)80%以上的產(chǎn)量，但它又以能耗大、產(chǎn) 能小、污染嚴(yán)重、三廢(廢水、廢渣、廢氣)排放量大而著稱，與環(huán)境保護(hù)節(jié)能減排格格不入， 遭到社會(huì)和國(guó)家的抵制，要想發(fā)展鎂的冶煉靠皮江法是有困難的。以菱鎂礦石為原料的電解法提取金屬鎂，雖然可以改變一下菱鎂礦石的產(chǎn)品方 向，但利潤(rùn)率相差不多，對(duì)環(huán)境的污染沒有改變又加上氯氣毒害，建廠投資大，占地面積大、 工藝復(fù)雜，令人望而卻步。熱法煉鎂中的炭熱法是以煅燒菱鎂礦為原料、石油焦為還原劑、浙青為粘合劑，經(jīng) 過細(xì)磨、混合、壓團(tuán)后在三相電弧爐中還原熔煉，氧化鎂被碳還原，得到的Mg蒸氣和CO混合 存在于氣相中，迅速把氣態(tài)產(chǎn)物冷卻到200°C以下，鎂蒸氣和CO—同進(jìn)入混合冷卻器中冷 卻、沉降以后，經(jīng)袋濾器過濾得到鎂粉，這種鎂粉含50%金屬鎂、20%C及30%的MgO，其粒度 為0. 1 0. 6 m。再將鎂粉壓成團(tuán)塊裝入蒸餾罐進(jìn)行升華蒸餾，這樣得到的結(jié)晶鎂，再經(jīng)熔 化、精煉后可獲得商品鎂錠。但因其工藝繁瑣、工序長(zhǎng)、能耗大、成本高等因素沒有得到廣泛 應(yīng)用。找出一條新途境來加工菱鎂礦石，產(chǎn)品利潤(rùn)高，又不污染環(huán)境，這是人們正在探索 的課題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種菱鎂礦石一步法直接煉鎂的真空還原設(shè)備，在密封 的三相電爐內(nèi)進(jìn)行熔融還原反應(yīng)，代替在還原罐中進(jìn)行的外加熱內(nèi)真空的固相容器還原反 應(yīng)，同時(shí)節(jié)省了大量貴重合金和能源，降低了成本；真空密閉的反應(yīng)操作，徹底地凈化了操 作現(xiàn)場(chǎng)的空氣，徹底地改變了真空容器內(nèi)還原時(shí)代，這是改變環(huán)境的基礎(chǔ)手段。本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型的菱鎂礦石一步法直接煉鎂的真空還原設(shè)備，其特征在于由爐料貯 存輸送裝置，與此爐料貯存輸送裝置相連接的真空隔離密封投料裝置，與此真空隔離密封 投料裝置相連接的內(nèi)熱式真空還原爐，設(shè)在此內(nèi)熱式真空還原爐爐頂上的電極移動(dòng)密封裝 置，與此內(nèi)熱式真空還原爐的蒸氣出口相連接的干式金屬鎂接收裝置，分別與此干式金屬 鎂接收裝置相連接的連續(xù)精煉熔鑄設(shè)備、濾袋回收裝置，與此濾袋回收裝置相連接的燃?xì)?循環(huán)利用裝置，與此內(nèi)熱式真空還原爐的出渣口相連接的卸渣密封裝置，與所述的真空隔 離密封投料裝置相連接的菱鎂礦石煅燒裝置，與此菱鎂礦石煅燒裝置相連接的菱鎂礦石破 碎篩分提升組成以內(nèi)熱式真空還原爐為中心的連貫一體的真空還原提煉金屬鎂的設(shè)備。所述的內(nèi)熱式真空還原爐由鋼結(jié)構(gòu)外殼，設(shè)在此鋼結(jié)構(gòu)外殼內(nèi)的用耐火磚砌筑長(zhǎng)圓形密封的內(nèi)熱式三相還原爐的爐體，設(shè)在此爐體內(nèi)的中間隔墻，此中間隔墻把爐體分 為兩部分，一部分為預(yù)熱腔，此預(yù)熱腔的上蓋中有三個(gè)投料孔法蘭座，此預(yù)熱腔的下側(cè)面有 三個(gè)爐料推進(jìn)器安裝孔座，另一部分為還原反應(yīng)腔，此還原反應(yīng)腔的上頂爐蓋上設(shè)有一個(gè) 鎂蒸氣出口法蘭座和電極插入孔法蘭座，此還原反應(yīng)腔的下側(cè)面有一個(gè)密封卸渣裝置。在 這里石墨電極從上蓋的電極插入孔法蘭座和電極移動(dòng)密封裝置插入，在熔池內(nèi)起弧加熱熔 融把爐料加熱到1850度以上，還原產(chǎn)物鎂蒸氣和一氧化碳及粉塵溢出渣面后，由于抽氣速 度控制得當(dāng)，粉塵在還原反應(yīng)腔內(nèi)不斷下降回到渣中，重新被熔融、還原、造渣，只有鎂蒸氣 和一氧化碳經(jīng)鎂蒸氣出口法蘭座，被抽入鎂蒸氣分離腔。還原反應(yīng)腔由耐火磚砌筑，容積 可以擴(kuò)大，它代替了耐熱合金鋼還原罐，不但降低了成本又延長(zhǎng)了壽命，為連續(xù)生產(chǎn)奠定基 礎(chǔ)。熔融狀態(tài)解決了爐料必須要細(xì)磨、制球才能解決的問題。一套新的、不用水冷卻的干式金屬鎂接收器讓鎂蒸氣在高溫下和一氧化碳等氣 體分離并冷凝成液體或結(jié)晶鎂，所述的干式金屬鎂接收裝置中設(shè)有干式金屬鎂接收器，此干式金屬鎂接收器包 括反應(yīng)氣體入口，與此反應(yīng)氣體入口相連接的冷卻壁，分別與此冷卻壁相連接的一組冷凝 管、冷卻劑槽、柱塞，與此柱塞相連接的柱塞密封件，設(shè)在冷凝管之間的鎂蒸氣分離腔，與此 冷卻壁相連接的連接段及法蘭，與此連接段及法蘭相連接的結(jié)晶器，此結(jié)晶器包括冷卻筒， 與此冷卻筒相連接的抽真空管路與此抽真空管路相連接的結(jié)晶器，與此結(jié)晶器相連接的結(jié) 晶器冷卻劑循環(huán)裝置，與所述的冷卻壁的下側(cè)相連接的鎂液體下泄口，與此鎂液體下泄口 相連接的鎂液體聚積罐，設(shè)在此鎂液體聚積罐側(cè)底部的鎂液體出口管，與此鎂液體聚積罐 相連接的分離腔冷卻劑循環(huán)裝置，所述的干式鎂蒸氣冷卻劑循環(huán)裝置包括加料膨脹筒，與此加料膨脹筒相連接的 上匯集管，分別與此上匯集管相連接的鎂蒸氣分離腔溢流管、下降冷卻管，此鎂蒸氣分離腔 溢流管與所述的冷凝管、冷卻劑槽、鎂液體聚積罐依次連接，與此鎂液體聚積罐相連接的鎂 蒸氣分離腔回流管，與此鎂蒸氣分離腔回流管相連接的下匯集管，與所述的鎂蒸氣分離腔 溢流管相連接的冷卻筒溢流管，與此冷卻筒溢流管相連接的結(jié)晶器冷卻筒，與此結(jié)晶器冷 卻筒相連接的冷卻筒回流管，所述的連續(xù)精煉爐包括精煉爐爐體，設(shè)在此精煉爐爐體內(nèi)的精煉爐內(nèi)膽，穿過此 精煉爐爐體、進(jìn)入精煉爐內(nèi)膽內(nèi)的液體粗鎂流入管，設(shè)在此精煉爐內(nèi)膽內(nèi)的四個(gè)攪拌器，分 別與此四個(gè)攪拌器相連接的四個(gè)攪拌式加熱器，設(shè)在此精煉爐內(nèi)膽內(nèi)中心部位的結(jié)晶鎂投 入管，與此結(jié)晶鎂投入管相連接的螺旋排渣管，設(shè)在此精煉爐內(nèi)膽內(nèi)一側(cè)的隔離板，設(shè)在此 精煉爐爐體底部的精鎂流出管與此精鎂流出管的入口相配合的精煉爐柱塞，與此精鎂流出 管的出口端相連接的覆蓋劑料斗，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一四個(gè)攪拌器、四個(gè)攪拌加熱器、結(jié)晶鎂投 入管、螺旋排渣管可以縱向移動(dòng)；二 四個(gè)攪拌器可分別繞四個(gè)加熱器旋轉(zhuǎn)；這樣有利于精 煉爐內(nèi)溫度均勻、成份均勻、除渣均勻?？梢宰詣?dòng)承接鎂液體聚積罐放出的粗鎂液體，在其內(nèi)進(jìn)行連續(xù)精煉，并可直接把 精鎂液體澆灌到鑄錠上鑄成商品鎂錠。所述的和內(nèi)熱式真空還原爐連體的卸渣密封裝置布置在還原爐還原反應(yīng)腔的下 側(cè)面，由集渣包，設(shè)在此集渣包頂上的集渣包蓋，穿過此集渣包蓋的溢流孔柱塞，與此溢流 孔柱塞的上端相配合的設(shè)在此集渣包蓋中的溢流孔柱塞密封套，與此溢流孔柱塞的下端相配合的、設(shè)在此集渣包底部的反應(yīng)渣溢流孔，與此反應(yīng)渣溢流孔相連通的卸渣通道，設(shè)在此 卸渣通道一端的設(shè)有殘?jiān)隹椎臍堅(jiān)状u，設(shè)在此集渣包側(cè)底部的設(shè)有反應(yīng)渣出孔的反應(yīng) 渣孔磚，設(shè)在所述的集渣包蓋中的渣液面探測(cè)桿、通氣管及三通閥，設(shè)在所述的殘?jiān)隹紫?側(cè)的殘?jiān)方M成。所述的整套電極移動(dòng)密封裝置由密封罩托梁，架在此密封罩托梁上的角形隔離密 封罩、密封水套，設(shè)在此密封水套上側(cè)備的外固定水套，平行設(shè)在此密封水套內(nèi)的上密封 圈、下密封圈，設(shè)在此上密封圈、下密封圈之間的真空環(huán)，設(shè)在所述的外固定水套上側(cè)的與 石墨電極作滑動(dòng)連接的滑動(dòng)套，分別與石墨電極相連接的絕緣夾緊楔、電極密封帽、石墨電 極夾具外套、電源絕緣插座，把整個(gè)隔熱磚封閉起來，外固定水套和滑動(dòng)套的水泠結(jié)構(gòu)改變 了石墨電極夾具高溫工作狀態(tài)，利用真空環(huán)及時(shí)地抽出從外部滲入的空氣，從而保證了石 墨電極上下移動(dòng)時(shí)的密封；又借用保證石墨電極通電時(shí)的絕緣和石墨電極與滑動(dòng)套之間的 密封；本實(shí)用新型的煅燒工序有以下特殊性1)將菱鎂礦石破碎成10 2mm小顆粒并篩出粉粒進(jìn)行煅燒分解反應(yīng)快；2)煅燒菱鎂礦石的熱量由本套還原工序產(chǎn)生的廢氣經(jīng)處理后提供，3)煅燒得到的輕燒鎂可以不經(jīng)冷卻趁熱投入爐料預(yù)熱段，排出其中氣體后直接被 推入還原反應(yīng)腔。有機(jī)的把所有設(shè)備連成一體，從投料到鎂錠產(chǎn)出在一套密閉的設(shè)備中完 成，生產(chǎn)連續(xù)自動(dòng)化加料、出鎂、卸渣、移動(dòng)電極等操作均實(shí)現(xiàn)了密封，機(jī)械化連續(xù)的生產(chǎn) 程序代替間斷周期性手工操作，提高了設(shè)備利用率和熱能利用率，改善了生產(chǎn)環(huán)境，減輕了 工人勞動(dòng)強(qiáng)度；實(shí)現(xiàn)了和詣環(huán)保生產(chǎn)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1)簡(jiǎn)化了工藝流程省去了煅燒、細(xì)磨、混合、壓球等工藝流程，只須把精選的菱鎂 礦石破碎成10 2mm和浙青焦炭等破碎成0. 5 2. 5 mm以下顆粒，直接投爐，就可以在真 空高溫中快速完成預(yù)熱、還原，減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)和操作者，減少了能耗和相應(yīng)費(fèi)用，降低了 生產(chǎn)成本。2)由于簡(jiǎn)化了工藝流程，只建一套還原、精煉設(shè)備就可生產(chǎn)出金屬鎂，減小了占 地、節(jié)省了投資。3)使用菱鎂礦石為原料和浙青焦炭為還原劑，固態(tài)殘?jiān)鼉H有皮江法煉鎂的殘?jiān)?6 5%，減排效果顯著。4)浙青焦炭為還原劑代替用硅鋁或硅鐵作還原劑，為社會(huì)省能源和為本企業(yè)降低 成本，增加了效益。5)本套設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、連續(xù)生產(chǎn)，開創(chuàng)了用菱鎂礦石為原料和焦炭為還原劑 的煉鎂新方法，使金屬鎂的提煉進(jìn)入一個(gè)產(chǎn)量大、節(jié)能、低耗、減排環(huán)保的新時(shí)代、。6)為菱鎂礦石的開發(fā)利用開辟了一條新的具有高科技附加值的生產(chǎn)途徑。7)本套設(shè)備為內(nèi)熱式，集還原與預(yù)熱為一體的還原設(shè)備，液體鎂放出后直接入精 煉爐，精煉后獲得99. 9%的純凈金屬鎂，節(jié)省加熱能源。8)用長(zhǎng)圓形密封的內(nèi)熱式三相還原爐代替內(nèi)真空外常壓加熱的皮江式還原爐，節(jié) 省了能源、節(jié)省了高合金還原罐，提高了產(chǎn)量，降低了成本。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的干式金屬鎂接收裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的連續(xù)精煉爐結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型的密封卸渣裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型的還原爐體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型的電極密封裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實(shí)用新型的鎂蒸氣冷卻循環(huán)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，本實(shí)用新型的菱鎂礦石一步法直接煉鎂的真空還原設(shè)備，其特征在 于由爐料貯存輸送裝置01-01，與此爐料貯存輸送裝置01-01相連接的真空隔離密封投料 裝置01-02，與此真空隔離密封投料裝置相連接的內(nèi)熱式真空還原爐01-03，設(shè)在此內(nèi)熱式 真空還原爐01-03爐頂上的電極移動(dòng)密封裝置01-04，與此內(nèi)熱式真空還原爐01-03的蒸氣 出口相連接的干式金屬鎂接收裝置01-05，分別與此干式金屬鎂接收裝置01-05相連接的 連續(xù)精煉熔鑄設(shè)備01-06、濾袋回收裝置01-07，與此濾袋回收裝置01-07相連接的燃?xì)庋?環(huán)利用裝置01-08，與此內(nèi)熱式真空還原爐01-03的出渣口相連接的卸渣密封裝置01-09， 與所述的真空隔離密封投料裝置01-02相連接的菱鎂礦石煅燒裝置01-11，與此菱鎂礦石 煅燒裝置01-11相連接的菱鎂礦石破碎篩分提升01-10組成以內(nèi)熱式真空還原爐01-03為 中心的連貫一體的真空還原提煉金屬鎂的設(shè)備。如圖5所示，所述的內(nèi)熱式真空還原爐01-03由鋼結(jié)構(gòu)外殼，設(shè)在此鋼結(jié)構(gòu)外殼 內(nèi)的用耐火磚砌筑長(zhǎng)圓形密封的內(nèi)熱式三相還原爐的爐體05-01，設(shè)在此爐體內(nèi)的中間隔 墻05-02，此中間隔墻05-02把爐體分為兩部分，一部分為預(yù)熱腔05-04，此預(yù)熱腔05-04的 上蓋中有三個(gè)投料孔法蘭座05-08，此預(yù)熱腔05-04的下側(cè)面有三個(gè)爐料推進(jìn)器安裝孔座 05-09，另一部分為還原反應(yīng)腔05-03，此還原反應(yīng)腔05-03的上頂爐蓋上設(shè)有一個(gè)鎂蒸氣 出口法蘭座05-06和電極插入孔法蘭座05-07，此還原反應(yīng)腔05-03的下側(cè)面有一個(gè)密封卸 渣裝置01-09， 在這里石墨電極從上蓋的電極插入孔法蘭座05-07和電極移動(dòng)密封裝置01-04插 入，在熔池內(nèi)起弧加熱熔融把爐料加熱到1850度以上，還原產(chǎn)物鎂蒸氣和一氧化碳及粉塵 溢出渣面后，由于抽氣速度控制得當(dāng)，粉塵在還原反應(yīng)腔05-03內(nèi)不斷下降回到渣中，重新 被熔融、還原、造渣，只有鎂蒸氣和一氧化碳經(jīng)鎂蒸氣出口法蘭座05-06，被抽入鎂蒸氣分離 腔02-07。還原反應(yīng)腔05-03由耐火磚砌筑，容積可以擴(kuò)大，它代替了耐熱合金鋼還原罐，不 但降低了成本又延長(zhǎng)了壽命，為連續(xù)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。熔融狀態(tài)解決了爐料必須要細(xì)磨、制球 才能解決的問題。 如圖2所示，所述的干式金屬鎂接收裝置01-05中設(shè)有干式金屬鎂接收器，此干式 金屬鎂接收器包括反應(yīng)氣體入口 02-01，與此反應(yīng)氣體入口 02-01相連接的冷卻壁02-02， 分別與此冷卻壁相連接的一組冷凝管02-03、冷卻劑槽02-04、柱塞02-05，與此柱塞02-05 相連接的柱塞密封件02-06，設(shè)在冷凝管之間的鎂蒸氣分離腔02-07，與此冷卻壁相連接的連接段及法蘭02-08，與此連接段及法蘭02-08相連接的結(jié)晶器，此結(jié)晶器包括冷卻筒
02-09，與此冷卻筒02-09相連接的抽真空管路02-10與此抽真空管路02-10相連接的結(jié)晶 器02-11，與此結(jié)晶器02-11相連接的結(jié)晶器冷卻劑循環(huán)裝置02-12，與所述的冷卻壁的下 側(cè)相連接的鎂液體下泄口 02-13，與此鎂液體下泄口 02-13相連接的鎂液體聚積罐02-14， 設(shè)在此鎂液體聚積罐02-14側(cè)底部的鎂液體出口管02-15，與此鎂液體聚積罐02-14相連接 的分離腔冷卻劑循環(huán)裝置02-16。如圖7所示，所述的干式鎂蒸氣冷卻劑循環(huán)裝置02-12和02_16包括加料膨脹 筒07-01，與此加料膨脹筒07-01相連接的上匯集管07-03，分別與此上匯集管07-03相連 接的鎂蒸氣分離腔溢流管07-02、下降冷卻管07-04，此鎂蒸氣分離腔溢流管07-02與所述 的冷凝管02-03、冷卻劑槽02-04、鎂液體聚積罐02-14依次連接，與此鎂液體聚積罐02-14 相連接的鎂蒸氣分離腔回流管07-05，與此鎂蒸氣分離腔回流管07-05相連接的下匯集管 07-06，與所述的鎂蒸氣分離腔溢流管07-02相連接的冷卻筒溢流管07-07，與此冷卻筒溢 流管07-07相連接的結(jié)晶器冷卻筒07-08，與此結(jié)晶器冷卻筒07-08相連接的冷卻筒回流管 07-09。如圖3所示，所述的連續(xù)精煉爐01-06包括精煉爐爐體03-02，設(shè)在此精煉爐爐體
03-02內(nèi)的精煉爐內(nèi)膽03-03，穿過此精煉爐爐體03-02、進(jìn)入精煉爐內(nèi)膽03-03內(nèi)的液體 粗鎂流入管03-01，設(shè)在此精煉爐內(nèi)膽03-03內(nèi)的四個(gè)攪拌器03-04，分別與此四個(gè)攪拌器 03-04相連接的四個(gè)攪拌式加熱器03-05，設(shè)在此精煉爐內(nèi)膽03-03內(nèi)中心部位的結(jié)晶鎂投 入管03-06，與此結(jié)晶鎂投入管03-06相連接的螺旋排渣管03-07，設(shè)在此精煉爐內(nèi)膽03-03 內(nèi)一側(cè)的隔離板03-08，設(shè)在此精煉爐爐體03-02底部的精鎂流出管03-10與此精鎂流出管
03-10的入口相配合的精煉爐柱塞03-09，與此精鎂流出管03-10的出口端相連接的覆蓋劑 料斗03-11。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)四個(gè)攪拌器03-04、四個(gè)攪拌加熱器03-05、結(jié)晶鎂投入 管03-06、螺旋排渣管03-07可以縱向移動(dòng)；四個(gè)攪拌器03-04可分別繞四個(gè)加熱器03-05 旋轉(zhuǎn)；這樣有利于精煉爐內(nèi)溫度均勻、成份均勻、除渣均勻；可以自動(dòng)承接鎂液體聚積罐 02-14放出的粗鎂液體，在其內(nèi)進(jìn)行連續(xù)精煉，并可直接把精鎂液體澆灌到鑄錠上鑄成商品鎂錠。如圖4所示，所述的和內(nèi)熱式真空還原爐01-03連體的卸渣密封裝置01-09布置 在還原爐還原反應(yīng)腔05-03的下側(cè)面，由集渣包04-05，設(shè)在此集渣包04-05頂上的集渣包 蓋04-09，穿過此集渣包蓋04-09的溢流孔柱塞04-08，與此溢流孔柱塞04-08的上端相配 合的設(shè)在此集渣包蓋04-09中的溢流孔柱塞密封套04-10，與此溢流孔柱塞04-08的下端相 配合的、設(shè)在此集渣包04-05底部的反應(yīng)渣溢流孔04-02，與此反應(yīng)渣溢流孔04-02相連通 的卸渣通道04-01，設(shè)在此卸渣通道04-01 —端的設(shè)有殘?jiān)隹?4-03的殘?jiān)状u04-06， 設(shè)在此集渣包側(cè)底部的設(shè)有反應(yīng)渣出孔04-04的反應(yīng)渣孔磚04-07，設(shè)在所述的集渣包蓋
04-09中的渣液面探測(cè)桿04-12、通氣管及三通閥04-11，設(shè)在所述的殘?jiān)隹?4-03下側(cè)的 殘?jiān)?4-13組成。如圖6所示，所述的整套電極移動(dòng)密封裝置01-04由密封罩托梁06-01，架在此密 封罩托梁06-01上的角形隔離密封罩06-02、密封水套06-03，設(shè)在此密封水套06-03上側(cè) 備的外固定水套06-05，平行設(shè)在此密封水套06-03內(nèi)的上密封圈06-06、下密封圈06-04，設(shè)在此上密封圈06-06、下密封圈06-04之間的真空環(huán)06-07，設(shè)在所述的外固定水套06-05 上側(cè)的與石墨電極06-12作滑動(dòng)連接的滑動(dòng)套06-08，分別與石墨電極06-12相連接的絕緣 夾緊楔06-11、電極密封帽06-13、石墨電極夾具外套06-09、電源絕緣插座06-10，把整個(gè)隔 熱磚封閉起來，外固定水套06-05和滑動(dòng)套06-08的水泠結(jié)構(gòu)改變了石墨電極夾具高溫工 作狀態(tài)，利用真空環(huán)06-07及時(shí)地抽出從外部滲入的空氣，從而保證了石墨電極上下移動(dòng) 時(shí)的密封；又借用保證石墨電極06-12通電時(shí)的絕緣和石墨電極06-12與滑動(dòng)套06-08之 間的密封。
實(shí)施例1、砌筑爐體首先在爐外殼內(nèi)砌筑爐體05-01、中間隔墻05-02、推料槽、集渣包 04-06 ；在爐外對(duì)應(yīng)位置放好殘?jiān)?，同時(shí)在爐蓋內(nèi)砌筑爐蓋襯要先砌筑電極插入孔的隔熱 耐火材料、鎂蒸氣出口內(nèi)襯、投料口內(nèi)襯、并用耐火磚把它們擠死，兩者自然干燥，要充分干 后才能合在一起，接口處要密封后壓緊再經(jīng)慢火烘烤M小時(shí)以上，才能通電烘爐到1200度 左右，停電安裝。2、依次安裝配套設(shè)置1)安裝三個(gè)爐料推進(jìn)器及密封罩，把密封罩固定在爐料推進(jìn)器安裝孔座05-09 上。2)安裝爐內(nèi)輕燒鎂、還原劑和助熔劑的預(yù)熱倉，三者都是從投料孔法蘭座05-08 插入并固定在法蘭上，上面用連接段，和真空隔離投料裝置相連接。3)真空隔離投料裝置架在支架上，最上面有叁個(gè)備料斗。4)在電極插入孔法蘭座05-07上面固定電極移動(dòng)密封裝置01-04，在爐的側(cè)面 豎立電極升降的立柱，并用密封罩托梁06-01把立柱連接固定起來，把角形隔離密封罩 06-02托起，再將石墨電極一段一段連接起來通過電極移動(dòng)密封裝置01-04插入還原反應(yīng) 腔05-03內(nèi)，石墨電極夾具外套06-09經(jīng)升降支臂和升降滑道連接，并帶動(dòng)滑動(dòng)套06-08 — 起沿升降滑道升降。5)鎂蒸氣分離腔02-07前端與鎂蒸氣出口法蘭座05_06對(duì)接，后端是結(jié)晶器冷卻 筒02-09并與更換結(jié)晶器裝置相連，再經(jīng)濾袋回收裝置01-07及真空裝置相接，下面的液體 鎂下泄口 02-13與鎂液體聚積罐02-14相接，兩者架一個(gè)支架上，鎂液體出口管02-15對(duì)正 在連續(xù)精煉爐的液體粗鎂流入管03-01。鑄錠機(jī)尾部布置在連續(xù)精煉爐01-06下前方與連 續(xù)精煉爐01-06成直角，中心線對(duì)準(zhǔn)精鎂流出管03-10。6)把各處的料位探頭、溫度探頭、真空度探頭和控制中心的計(jì)算機(jī)接好，達(dá)到隨時(shí) 可操作程度。各工序的操作程序均由計(jì)算機(jī)按控制流程圖遠(yuǎn)程監(jiān)控，(投料裝置各開關(guān)、電 極的移動(dòng)、鎂液體聚積罐02-14和連續(xù)精煉爐01-06液面高度、密封卸渣的集渣包04-05渣 面高度等)。7)安置煅燒回轉(zhuǎn)窖和連接燃?xì)夤艿溃锰嵘龣C(jī)將小顆粒菱鎂礦石裝入回轉(zhuǎn)窖內(nèi)， 煅燒得到的輕燒鎂趁熱加入還原爐。
權(quán)利要求1.一種菱鎂礦石一步法直接煉鎂的真空還原設(shè)備，其特征在于由爐料貯存輸送裝置， 與此爐料貯存輸送裝置相連接的真空隔離密封投料裝置，與此真空隔離密封投料裝置相連 接的內(nèi)熱式真空還原爐，設(shè)在此內(nèi)熱式真空還原爐爐頂上的電極移動(dòng)密封裝置，與此內(nèi)熱 式真空還原爐的蒸氣出口相連接的干式金屬鎂接收裝置，分別與此干式金屬鎂接收裝置相 連接的連續(xù)精煉熔鑄設(shè)備、濾袋回收裝置，與此濾袋回收裝置相連接的燃?xì)庋h(huán)利用裝置， 與此內(nèi)熱式真空還原爐的出渣口相連接的卸渣密封裝置，與所述的真空隔離密封投料裝置 相連接的菱鎂礦石煅燒裝置，與此菱鎂礦石煅燒裝置相連接的菱鎂礦石破碎篩分提升組成 以內(nèi)熱式真空還原爐為中心的連貫一體的真空還原提煉金屬鎂的設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的菱鎂礦石一步法直接煉鎂的真空還原設(shè)備，其特征在于所 述的內(nèi)熱式真空還原爐由鋼結(jié)構(gòu)外殼，設(shè)在此鋼結(jié)構(gòu)外殼內(nèi)的用耐火磚砌筑長(zhǎng)圓形密封的 內(nèi)熱式三相還原爐的爐體，設(shè)在此爐體內(nèi)的中間隔墻，此中間隔墻把爐體分為兩部分，一部 分為預(yù)熱腔，此預(yù)熱腔的上蓋中有三個(gè)投料孔法蘭座，此預(yù)熱腔的下側(cè)面有三個(gè)爐料推進(jìn) 器安裝孔座，另一部分為還原反應(yīng)腔，此還原反應(yīng)腔的上頂爐蓋上設(shè)有一個(gè)鎂蒸氣出口法 蘭座和電極插入孔法蘭座，此還原反應(yīng)腔的下側(cè)面有一個(gè)密封卸渣裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的菱鎂礦石一步法直接煉鎂的真空還原設(shè)備，其特征在于所述 的干式金屬鎂接收裝置中設(shè)有干式金屬鎂接收器，此干式金屬鎂接收器包括反應(yīng)氣體入 口，與此反應(yīng)氣體入口相連接的冷卻壁，分別與此冷卻壁相連接的一組冷凝管、冷卻劑槽、 柱塞，與此柱塞相連接的柱塞密封件，設(shè)在冷凝管之間的鎂蒸氣分離腔，與此冷卻壁相連接 的連接段及法蘭，與此連接段及法蘭相連接的結(jié)晶器，此結(jié)晶器包括冷卻筒，與此冷卻筒相 連接的抽真空管路與此抽真空管路相連接的結(jié)晶器，與此結(jié)晶器相連接的結(jié)晶器冷卻劑循 環(huán)裝置，與所述的冷卻壁的下側(cè)相連接的鎂液體下泄口，與此鎂液體下泄口相連接的鎂液 體聚積罐，設(shè)在此鎂液體聚積罐側(cè)底部的鎂液體出口管，與此鎂液體聚積罐相連接的分離 腔冷卻劑循環(huán)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的菱鎂礦石一步法直接煉鎂的真空還原設(shè)備，其特征在于所述 的干式鎂蒸氣冷卻劑循環(huán)裝置包括加料膨脹筒，與此加料膨脹筒相連接的上匯集管，分別 與此上匯集管相連接的鎂蒸氣分離腔溢流管、下降冷卻管，此鎂蒸氣分離腔溢流管與所述 的冷凝管、冷卻劑槽、鎂液體聚積罐依次連接，與此鎂液體聚積罐相連接的鎂蒸氣分離腔回 流管，與此鎂蒸氣分離腔回流管相連接的下匯集管，與所述的鎂蒸氣分離腔溢流管相連接 的冷卻筒溢流管，與此冷卻筒溢流管相連接的結(jié)晶器冷卻筒，與此結(jié)晶器冷卻筒相連接的 冷卻筒回流管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的菱鎂礦石一步法直接煉鎂的真空還原設(shè)備，其特征在于所述 的連續(xù)精煉爐包括精煉爐爐體，設(shè)在此精煉爐爐體內(nèi)的精煉爐內(nèi)膽，穿過此精煉爐爐體、進(jìn) 入精煉爐內(nèi)膽內(nèi)的液體粗鎂流入管，設(shè)在此精煉爐內(nèi)膽內(nèi)的四個(gè)攪拌器，分別與此四個(gè)攪 拌器相連接的四個(gè)攪拌式加熱器，設(shè)在此精煉爐內(nèi)膽內(nèi)中心部位的結(jié)晶鎂投入管，與此結(jié) 晶鎂投入管相連接的螺旋排渣管，設(shè)在此精煉爐內(nèi)膽內(nèi)一側(cè)的隔離板，設(shè)在此精煉爐爐體 底部的精鎂流出管與此精鎂流出管的入口相配合的精煉爐柱塞，與此精鎂流出管的出口端 相連接的覆蓋劑料斗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的菱鎂礦石一步法直接煉鎂的真空還原設(shè)備，其特征在于所 述的和內(nèi)熱式真空還原爐連體的卸渣密封裝置布置在還原爐還原反應(yīng)腔的下側(cè)面，由集渣包，設(shè)在此集渣包頂上的集渣包蓋，穿過此集渣包蓋的溢流孔柱塞，與此溢流孔柱塞的上端 相配合的設(shè)在此集渣包蓋中的溢流孔柱塞密封套，與此溢流孔柱塞的下端相配合的、設(shè)在 此集渣包底部的反應(yīng)渣溢流孔，與此反應(yīng)渣溢流孔相連通的卸渣通道，設(shè)在此卸渣通道一 端的設(shè)有殘?jiān)隹椎臍堅(jiān)状u，設(shè)在此集渣包側(cè)底部的設(shè)有反應(yīng)渣出孔的反應(yīng)渣孔磚，設(shè) 在所述的集渣包蓋中的渣液面探測(cè)桿、通氣管及三通閥，設(shè)在所述的殘?jiān)隹紫聜?cè)的殘?jiān)?斗組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的菱鎂礦石一步法直接煉鎂的真空還原設(shè)備，其特征在于所述 的整套電極移動(dòng)密封裝置由密封罩托梁，架在此密封罩托梁上的角形隔離密封罩、密封水 套，設(shè)在此密封水套上側(cè)備的外固定水套，平行設(shè)在此密封水套內(nèi)的上密封圈、下密封圈， 設(shè)在此上密封圈、下密封圈之間的真空環(huán)，設(shè)在所述的外固定水套上側(cè)的與石墨電極作滑 動(dòng)連接的滑動(dòng)套，分別與石墨電極相連接的絕緣夾緊楔、電極密封帽、石墨電極夾具外套、 電源絕緣插座。
專利摘要本實(shí)用新型屬于菱鎂礦石煉鎂技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種菱鎂礦石一步法直接煉鎂的真空還原設(shè)備，由爐料貯存輸送裝置、真空隔離密封投料裝置、內(nèi)熱式真空還原爐、電極移動(dòng)密封裝置、蒸氣出口、干式金屬鎂接收裝置、連續(xù)精煉熔鑄設(shè)備、濾袋回收裝置、燃?xì)庋h(huán)利用裝置、卸渣密封裝置、菱鎂礦石煅燒裝置、菱鎂礦石破碎篩分提升組成以內(nèi)熱式真空還原爐為中心的連貫一體的真空還原提煉金屬鎂的設(shè)備。在密封的三相電爐內(nèi)進(jìn)行熔融還原反應(yīng)，提高了設(shè)備利用率和熱能利用率，改善了生產(chǎn)環(huán)境，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)節(jié)省了大量貴重合金和能源，降低了成本；真空密閉的反應(yīng)操作，徹底地凈化了操作現(xiàn)場(chǎng)的空氣，改變了真空容器內(nèi)還原時(shí)代，這是改變環(huán)境的基礎(chǔ)手段。
文檔編號(hào)C22B26/22GK201842881SQ201020584390
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者劉杰, 姜明, 曲冬梅, 曲智, 曲軼眾, 曲軼群, 王桂珍 申請(qǐng)人:曲智