专利名称：高纯金属镁真空冶炼炉的制作方法
技术领域：
高纯金属镁真空冶炼炉属于机械制造领域，应用于冶金行业，用于冶炼高纯金属镁制取。
目前，从白云石冶炼出的镁是粗镁，为了提高镁的含量，镁厂一般采用熔剂精炼法，其工艺就是通过对液态的镁中添加适当的氯化物和氟化物熔剂，来实现精炼，镁锭达到国标一级，含镁量为99.95％标准，达不到镁的含量为99.98％以上的美国B92-71的牌号9998A，影响出口，熔剂精炼法，是把粗镁放在一个钢制的锅内，在锅的外部加热710℃～750℃，同时，加入精炼熔剂捕集镁中杂质和覆盖熔剂保护镁在精炼过程中不与空气接触，以防止镁烧掉或氧化损失掉，然后浇铸成镁锭，此工艺存在着钢制的锅氧化快，使用寿命40次，因为金属镁是易氧化、易燃、易爆的不稳定金属，镁的燃烧和镁的渗漏发生的人身伤亡事故不为稀奇。高纯金属镁真空冶炼炉的精炼是另外一种获取精炼的方法。其方法是将被精炼的粗镁放入真空冶炼容器(47)内，在真空条件下，镁的熔点低，内热式直接电加热，热效率高，镁的反应就快，镁蒸气结晶也就越快，整个冶炼过程，不需加入熔剂，适应大批量生产。
高纯金属镁真空冶炼炉的套筒容器真空冶炼装置的真空保护容器(48)，除水冷电极(5)所组成的水冷电极密封结构(图5)的占用容器壁(13)的位置外，其它整个容器壁(1)包围真空冶炼容器的壁(13)，形成套筒式真空保护容器(48)的保护空间，此空间装满隔热材料，其作用保温效果好，冶炼容器不易氧化，寿命长。两个容器分别是密闭的两个空间，同时分别安装有真空度测量表，正常生产有负载的情况下，从两个真空表的真空度数据比较，应该是真空冶炼容器(47)的真空度低于真空保护容器(48)的真空度，如果长期的冶炼使用，真空保护容器(48)的真空度若低于或等于真空冶炼容器的真空度，说明真空冶炼容器(48)已有漏液漏到真空保护容器(48)内，应停止使用，检修，防止意外事故发生。
镁的熔点是651℃，当温度高于镁的熔点，镁便熔化，若在真空度10Pa时，温度在600℃，镁的蒸气压快速升高，镁蒸气沿着抽真空气流方向，到冷端(16)，使镁蒸气冷凝到结晶器(32)中，形成固态的结晶镁，所以冷端接管(35)与真空冶炼容器(47)壁(13)上连接，借助余热受热，由冷却水套(29)控制温度，得到结晶的高纯金属镁。当冷凝温度过低时，镁蒸气被急速冷却，来不得结晶，得到的便是粉末状高纯金属镁粉，粉末状镁真空冶炼结构(图5)就是设计的，镁粉收集室(43)，实际上就是一个远离高温区的园柱桶和盲板(44)组成的，无论得到是固态结晶镁，还是粉末状的镁，其镁含量均为高纯金属镁。
本实用新型的目的提供一种高纯金属镁冶炼炉，进行粗镁升华冶炼，镁和镁中所含杂质铁、铜、硅、锰、铝蒸气压不相同，在真空度1Pa的情况下，镁的沸腾温度为516℃，其它杂质的沸腾温度在1100～1500℃，这一特性作为依据，实现镁与杂质分离，生产出高纯金属镁，其目的生产出附加值高的镁，出口到美国。
本实用新型技术方案的实现套筒容器真空冶炼装置，两容器的形状可以是园形的或者方形的，容器采用不锈钢材料还是碳钢材料，都是可以的，用户根据自己的经济条件和生产量情况决定，均不会影响高纯金属镁冶炼，推荐使用真空冶炼容器(47)制作，采用不锈钢材料，形状是园形，有利于容器强度和耐热性，而真空保护容器(48)可采用普通钢材，呈方形状，便于两容器之间的密封加工。真空泵抽真空冶炼容器(47)气体，用2H-150滑阀泵+ZJ-600罗茨泵，对抽真空保护容器(48)气体，推荐采用2X-30或2X-70机械真空泵使用，对于黄铜电极(5)和真空保护容器(48)上真空表(7)、真空冶炼容器(47)上真空表(8)，温度测量计(10)、视镜(11)、冷端(16)及镁粉收集室(43)上的盲板(44)上，所有有用橡胶密封圈的地方均采取局部水冷却，保护橡胶圈不烧坏，密封严紧。
套筒容器真空冶炼装置(
图1)，真空冶炼容器(47)，真空保护容器(48)真空保护容器壁(1)，真空保护容器排气口(2)，在真空保护容器(48)腔内装满隔热材料(3)，电极密封橡胶垫(4)，黄铜电极(5)，石墨电极连接套(6)，真空保护容器(48)测试用真空表(7)，真空冶炼容器(47)上测试真空度的真空表(8)，O形密封圈(9)，温度测量计(10)和视镜(11)，其结构法兰固定，按真空设计密封标准施实，石墨发热电极(12)，真空冶炼容器(47)壁(13)，粗镁(14)，真空冶炼容器抽气口(15)，冷端(16)。
结合附图和实施例作进一步说明
图1、套筒容器真空冶炼装置图2、高纯金属镁真空冶炼炉图3、水冷电极密封结构图4、冷端制作结构图5、粉末状镁真空冶炼结构图6、电源和发热部件结构在图2中所示的施实例，是高纯金属镁真空冶炼炉的整体装配图，其中套筒容器真空冶炼炉装置的剖视图。真空冶炼容器(47)，真空冶炼容器(48)，电源控制柜(17)，输出为低电压大电流并可调电流的变压器(18)，连接紫铜极(19)，波纹管(20)，阀门(21)，真空泵(22)，可以连接多个冷端抽气口(15)的总管道(23)，连接冷端数量的多少，依产出量而定，在总管道(23)上的多个连接管口(24)与抽气口(15)相对应连接，接口间应有垫片密封，过滤器(25)，手动阀门(26)，罗茨真空泵(27)和滑阀真空泵(28)。
在图3中所示的水冷电极密封结构施实例，黄铜电极(5)的水冷电极密封结构图制作，进水管(30)，出水管(31)，水冷却堵头(36)，法兰(37)。绝缘胶木(41)，橡胶垫圈(4)由螺栓(38)固定在水冷却器(39)的电极定位套(42)上，陶瓷环(40)和真空冶炼容器(47)壁(13)。
在图4中所示施实例，冷端制作结构，冷端接管(35)与真空冶炼器(47)壁(13)相焊接，进水管(30)，出水管(31)，真空抽气口(15)，结晶器(32)，密封胶圈(33)套在水冷却盲板(34)的台阶上，插入结晶器(32)内，密封使用。
在图5中所示粉末状镁真空冶炼结构施实例，由于不提炼金属镁结晶状，做粉末状镁，就去掉冷端(16)，增加一个镁粉状收集室(43)，按装在远离温度区位置上。实际上就是一个带有抽气口(15)的圆柱桶和用于进、出料口和盲板(44)来提取的镁粉，仍是高纯的金属镁粉。
在图6中所示电源和发热部件结构施实例，电源控制柜(17)，变压器(18)，黄铜电极(5)，紫铜板(19)作接引线，法兰(37)，水冷却器(39)。真空冶炼容器(47)壁(13)，石墨电极连接器(6)，石墨发热电极(12)，石墨螺母(46)，石墨螺杆(45)，三组石墨发热电极(12)呈Y形连接，通过石墨电极连接器(6)黄铜电极(5)分别与变压器(18)输出的三个接线柱连接。
权利要求1.高纯金属镁真空冶炼炉，它包括真空泵、阀门、波纹管、连接管道、变压器、电源控制柜和套筒容器真空冶炼装置，其特征是套筒容器真空冶炼装置，分为真空冶炼容器(47)、真空保护容器(48)和内热式加热，整个组成高纯金属镁真空冶炼炉。
2.根据权利要求1所述的高纯金属镁真空冶炼炉，其特征是套筒容器真空冶炼装置的真空保护容器(48)，除水冷电极密封结构占用容器壁(13)的位置外，其真空保护容器的壁(1)包围真空冶炼容器(47)的壁(13)，为真空保护容器(48)的保护空间的套筒容器。
3.根据权利要求1所述的高纯金属镁真空冶炼炉其特征是套筒容器真空冶炼装置的真空冶炼容器(47)，由黄铜电极(5)连电给容器内的石墨发热电极(12)加热，为内热式加热。
4.根据权利要求1所述的高纯金属镁真空冶炼炉，其特征是套筒容器真空冶炼炉装置的真空冶炼容器(47)的壁(13)连接上的数个冷端(16)接管(35)，冶炼出的金属镁是固态结晶高纯金属镁。
5.根据权利要求1所述的高纯金属镁真空冶炼炉，其特征是套筒容器真空冶炼装置的真空冶炼容器(47)的壁(13)连接上镁粉收集室(43)，冶炼出的金属镁粉末状高纯金属镁。
专利摘要一种用于能精炼高纯金属镁的真空冶炼炉,它包括:真空泵、阀门、波纹管、连接管道、变压器、电源控制柜和新设计的套筒容器真空冶炼炉装置组成,使被粗炼的金属粗镁,放在真空冶炼容器炉内,抽真空和直接加热,并控制温度冶炼,得到高纯结晶金属镁或粉末镁,达到含量为99.99%,亦可大批量生产,同时,对不稳定金属镁冶炼生产进行安全监控和保护措施,防止事故发生,设备使用安全、可靠、实用。
文档编号F27B5/00GK2457173SQ00258799
公开日2001年10月31日 申请日期2000年10月30日 优先权日2000年10月30日
发明者祁孙成 申请人:祁孙成