专利名称：内热法密封真空电热炉连续制镁设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械类，特别涉及一种金属冶炼设备，尤指一种内热法密封真空电热炉连续制镁设备。
背景技术：
目前，传统的冶炼设备主要是还原罐，其内径300mm左右、长2m左右，用煤或煤气燃烧加热还原罐及其内装的物科，称为“外热法”。为了加热均匀，因罐体容积局限，热效率低，还原时间一般在8～12小时。传统的冶炼设备是间歇式生产，产量低，罐体在高温、真空条件下易变形、耗损大、成本高、劳动强度大且影响环境，需要加以改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内热法密封真空电热炉连续制镁设备，解决了传统的冶炼设备存在的产量低，罐体在高温、真空条件下易变形、耗损大、成本高、劳动强度大及影响环境等问题。
本发明的技术方案一是用电加热取代煤或煤气燃烧加热；二是用发热体直接加热物料的内热法取代用燃料燃烧加热还原罐，再间接加热其内物料的外热法；三是用大容量的电热炉取代小容积的还原罐。为实现冶炼干馏时置换还原出的镁蒸气快速冷凝的目的，采用冷冻冷却，为改间歇式生产为连续式生，采用冷冻冷却冷凝器与冷却冷凝器两套交替作业，达到连续出镁的目的；采用密封真空连续给料器、连续排渣器，达到在真空状态下连续给料、连续排渣的目的。
本发明的结构是由密封真空电热炉、液态镁冷冻冷却冷凝器及固态镁冷却冷凝器依序相连，或者由密封真空电热炉和固态镁冷却冷凝器直接相连所构成，其中，密封真空电热炉的炉壳内设有耐热保温层，密封真空电热炉的内部设发热体；密封真空电热炉的上部设有给料口、观察孔、真空出气口及保护性气体管，底部设有排渣口；给料口、真空出气口及排渣口分别设有真空阀门；其中，发热体可设为环壁式筒笼状发热体或中心式管笼状/柱状发热体，其固定在发热体坐架上；该环壁式筒笼状发热体内还可以设有中心式管笼状/柱状发热体；该发热体也可以设为旋片/旋板式发热体，该旋片/旋板式发热体通过中央支柱及炉壁上的沟槽固定，该中央支柱固定在发热体坐架上，该中央支柱为管状，管壁呈多孔状；该发热体还可设为竖片/竖板状发热体，或斜片/斜板状热发体，或S型片/S型板状发热体；液态镁冷冻冷却冷凝器的外壳内设有保温层，其壳体上设有保护性气体管、真空蒸气入口，该真空蒸气入口与密封真空电热炉的真空出气口相连；液态镁收集漏斗位于高温镁蒸气室内，底部为液态镁储罐，该液态镁收集漏斗与强冷冻冷却筒相对应，强冷冻冷却筒的外部设有水冷套及冷冻冷气套，顶部设有挡板，水冷套设有入水口及出水口；强冷冻冷却筒的一端为真空气出口与固态镁冷却冷凝器的真空蒸气入口相连；固态镁冷却冷凝器通过液态镁冷冻冷却冷凝器与密封真空电热炉连接，或者直接与该密封真空电热炉连接；该固态镁冷却冷凝器为一个或多个串联；连续出镁时，需配备双套液态镁冷冻冷却冷凝器和固态镁冷却冷凝器，或者双套固态镁冷却冷凝器；交替作业。
密封真空电热炉的给料口及排渣口分别连接有连续给料器、连续排渣器，该连续给料器、连续排渣器由两个装料或排渣罐串联组成，该装料或排渣罐的罐壳内设有保温层，上部设有给料或排渣口及真空气出口，下部设有给料或排渣口；给料或排渣口设有给料或出渣阀门；密封真空电热炉底部的炉渣区内设有预热器，该预热器内装设预热物料。
本发明可同时应用于制取金属钙、金属锶。
本发明的优点在于设备先进，技术含量高，采用电加热，直接加热炉内物料，炉体容积大，热效率高，加热快速、稳定、准确、均匀，降低了能耗，实现了连续式生产，尤其在电热炉冶炼粗镁的关键工序，其加热升温温度及时间、保温温度和时间均可按实际需要设定多组不同的曲线编程，做到自动化控制；提高了产量，降低了成本，产品质量可靠，设备使用期较长，维修方便，改善了劳动条件，减轻了劳动强度，特别有利于环境保护，具有突出的实质性特点及实用性。
图1为本发明密封真空电热炉的结构示意图；图2为本发明密封真空电热炉的另一结构示意图；图3为本发明密封真空电热炉的又一结构示意图；图4为本发明液态镁冷冻冷却冷凝器的结构示意图；图5为本发明固态镁冷却冷凝器的结构示意图；图6为本发明连续给料、连续排渣器的结构示意图；图7为本发明高温炉渣余热预热器的结构示意图。
具体实施例方式如附图1至附图7所示，本发明既可应用于液态镁生产工艺，又可应用于固态镁生产工艺，其是由密封真空电热炉1、液态镁冷冻冷却冷凝器2及固态镁冷却冷凝器3依序相连，或者由密封真空电热炉1和固态镁冷却冷凝器3直接相连所构成，其中，密封真空电热炉1的形状可设为圆筒状竖式、方形竖式或长方形竖式等；炉壳11由炭钢或不锈钢板焊接而成，厚度在20～30mm，为双层水冷结构，炉壳11内设有耐热保温层12，该保温层由耐高温1600℃以上的耐火保温材料组成，并有一定的厚度，达到保温的效果；密封真空电热炉1的内部设发热体13；密封真空电热炉1的上部设有给料口14、观察孔15、真空出气口16及保护性气体管17，底部设有排渣口18；给料口14、真空出气口16及排渣口18分别设有真空阀门10；其中，发热体13的材质可为金属、合金和非金属的石墨、炭质、陶瓷、C-C’复合材料及高温、高强度的新材料；该发热体13可设为环壁式筒笼状发热体131或中心式管笼状/柱状发热体133，如附图1所示，其固定在发热体坐架132上；该环壁式筒笼状发热体131内还可以设有中心式管笼状/柱状发热体133；环壁式筒笼状发热体131在密封真空电热炉1内直接加热物料，进行真空蒸馏；该发热体13也可以设为旋片/旋板式发热体134，如附图2所示，该旋片/旋板式发热体134通过中央支柱135及炉壁上的沟槽136固定，该中央支柱135固定在发热体坐架132上，该中央支柱135为管状，管壁呈多孔状，为耐高温的耐火材料组成，以便于干馏的蒸气上溢；旋片/旋板式发热体134自上而下呈螺旋体，旋片/旋板的坡度应大于自然安息角度，加热物体可自然下落；旋片/旋板间的间距，以加热物料的温度增匀和快速为佳，不宜过大；使用时，在条件许可的情况下，可尽力扩大旋片/旋板的直径和长度，以此扩大电热炉1的南山规模和产量；该发热体13还可设为竖片/竖板状发热体137，或斜片/斜板状热发体，或S型片/S型板状发热体，如附图3所示；片/板状发热体的间距以对物料加热升温快速、均匀为宜，不能过大；若扩大电热炉1的规模与产量，可采用大型发热体并适当增加发热体的数量；配备真空机组及真空管道，密封密封真空电热炉1内冶炼真空度在10pa以上。
如附图4所示，液态镁冷冻冷却冷凝器2的温度一般控制在650～700℃，其外壳21内设有保温层22，其壳体上设有保护性气体管23、真空蒸气入口24，该真空蒸气入口24与密封真空电热炉1的真空出气口16相连；液态镁收集漏斗25位于高温镁蒸气室26内，底部为液态镁储罐27，该液态镁收集漏斗25与强冷冻冷却筒20相对应，强冷冻冷却筒20的外部设有水冷套201及冷冻冷气套202，可快速调节温度；顶部设有挡板203，水冷套201设有入水口2011及出水口2012；强冷冻冷却筒20的一端为真空出口204与固态镁冷却冷凝器3的真空蒸气入口31相连。
如附图5所示，固态镁冷却冷凝器3通过液态镁冷冻冷却冷凝器2与密封真空电热炉1连接，或者直接与该密封真空电热炉1连接；该固态镁冷却冷凝器3为一个或多个串联；连续出镁时，需配备双套液态镁冷冻冷却冷凝器2和固态镁冷却冷凝器3，或者双套固态镁冷却冷凝器3；交替作业。
密封真空电热炉1的给料口14及排渣口18分别连接有连续给料、连续排渣器4，如附图6所示，该连续给料、连续排渣器4由两个装料或排渣罐41串联组成，该装料或排渣罐41的罐壳42内设有保温层43，上部设有给料或排渣口44及真空气出口45，下部设有给料或排渣口46；给料或排渣口44设有给料或出渣阀门47。
如附图7所示，密封真空电热炉1底部的炉渣区5内设有预热器51，该预热器内装设预热物料52，达到节约能源的目的。
本发明可同时应用于制取金属钙、金属锶。
权利要求
1.一种内热法密封真空电热炉连续制镁设备，其特征在于该设备既可应用于液态镁生产工艺，又可应用于固态镁生产工艺，其是由密封真空电热炉(1)、液态镁冷冻冷却冷凝器(2)及固态镁冷却冷凝器(3)依序相连，或者由密封真空电热炉(1)和固态镁冷却冷凝器(3)直接相连所构成，其中，密封真空电热炉(1)的炉壳(11)内设有耐热保温层(12)，密封真空电热炉(1)的内部设发热体(13)；密封真空电热炉(1)的上部设有给料口(14)、观察孔(15)、真空出气口(16)及保护性气体管(17)，底部设有排渣口(18)；给料口(14)、真空出气口(16)及排渣口(18)分别设有真空阀门(10)。
2.根据权利要求1所述的内热法密封真空电热炉连续制镁设备，其特征在于所说的发热体(13)为环壁式筒笼状发热体(131)或中心式管笼状/柱状发热体(133)，其固定在发热体坐架(132)上。
3.根据权利要求2所述的内热法密封真空电热炉连续制镁设备，其特征在于所说的环壁式筒笼状发热体(131)内设有中心式管笼状/柱状发热体(133)。
4.根据权利要求1所述的内热法密封真空电热炉连续制镁设备，其特征在于所说的发热体(13)为旋片/旋板式发热体(134)，该旋片/旋板式发热体(134)通过中央支柱(135)及炉壁上的沟槽(136)固定，该中央支柱(135)固定在发热体坐架(132)上，该中央支柱(135)为管状，管壁呈多孔状。
5.根据权利要求1所述的内热法密封真空电热炉连续制镁设备，其特征在于所说的发热体(13)为竖片/竖板状发热体(137)，或斜片/斜板状热发体，或S型片/S型板状发热体。
6.根据权利要求1所述的内热法密封真空电热炉连续制镁设备，其特征在于所说的液态镁冷冻冷却冷凝器(2)的外壳(21)内设有保温层(22)，其壳体上设有保护性气体管(23)、真空蒸气入口(24)，该真空蒸气入口(24)与密封真空电热炉(1)的真空出气口(16)相连；液态镁收集漏斗(25)位于高温镁蒸气室(26)内，底部为液态镁储罐(27)，该液态镁收集漏斗(25)与强冷冻冷却筒(20)相对应，强冷冻冷却筒(20)的外部设有水冷套(201)及冷冻冷气套(202)，顶部设有挡板(203)，水冷套(201)设有入水口(2011)及出水口(2012)；强冷冻冷却筒(20)的一端为真空出口(204)与固态镁冷却冷凝器(3)的真空蒸气入口(31)相连。
7.根据权利要求1所述的内热法密封真空电热炉连续制镁设备，其特征在于所说的固态镁冷却冷凝器(3)为一个或多个串联，该固态镁冷却冷凝器(3)通过液态镁冷冻冷却冷凝器(2)与密封真空电热炉(1)连接，或者直接与该密封真空电热炉(1)连接；连续出镁，需配备双套液态镁冷冻冷却冷凝器(2)和固态镁冷却冷凝器(3)，或者双套固态镁冷却冷凝器(3)；交替作业。
8.根据权利要求1所述的内热法密封真空电热炉连续制镁设备，其特征在于所说的给料口(14)及排渣口(18)分别连接有连续给料、连续排渣器(4)，该连续给料、连续排渣器(4)由两个装料或排渣罐(41)串联组成，该装料或排渣罐(41)的罐壳(42)内设有保温层(43)，上部设有给料或排渣口(44)及真空气出口(45)，下部设有给料或排渣口(46)；给料或排渣口(44)设有给料或出渣阀门(47)。
9.根据权利要求1所述的内热法密封真空电热炉连续制镁设备，其特征在于所说的密封密封密封真空电热炉(1)底部的炉渣区(5)内设有预热器(51)，该预热器内装设预热物料(52)。
10.根据权利要求1所述的内热法密封真空电热炉连续制镁设备，其特征在于该设备同时应用于制取金属钙、金属锶。
全文摘要
本发明涉及一种内热法密封真空电热炉连续制镁设备，属于机械类。结构是由密封真空电热炉、液态镁冷冻冷却冷凝器及固态镁冷却冷凝器依序相连，或者由密封真空电热炉和固态镁冷却冷凝器直接相连所构成，其中，密封真空电热炉的炉壳内设有耐热保温层，密封真空电热炉的内部设发热体；密封真空电热炉的上部设有给料口、观察孔、真空出气口及保护性气体管，底部设有排渣口；给料口、真空出气口及排渣口分别设有真空阀门；优点在于设备先进，技术含量高，热效率高，加热快速、稳定、准确、均匀，降低了能耗，实现了连续式生产，降低了成本，产品质量可靠，设备使用期较长，维修方便，特别有利于环境保护。
文档编号C22B5/00GK101020969SQ200710055430
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月20日 优先权日2007年3月20日
发明者罗希文, 罗刚, 罗琛, 罗旭 申请人:罗希文