一种避免中毒节能高效镉连续生产设备及工艺的制作方法
【专利摘要】本发明是一种避免中毒节能高效镉连续生产设备及工艺，设备有还原炉、熔化炉、真空炉、保温炉和压铸造机，还原炉与熔化炉间、熔化炉与真空炉间、真空炉与保温炉间，以及保温炉与压铸造机间各有连接管道连通，连接管道上有竖直段和水平段，其中还原炉和熔化炉间，以及保温炉与压铸造机间的连接管道的水平段和竖直段分别形成h形结构并与真空泵连接，接真空泵的竖直段垂直地接通熔化炉和保温炉；真空炉与真空泵连接，连接管道的外壁上包箍电加套保温，避免管内液态金属凝固。本发明采用管道密闭连通的方法，将原来互相独立的镉还炉、熔化炉、真空炉和保温炉等设备连接成一个有机整体，用真空抽吸力实现镉金属在各作业工序间的转运和输送，避免了镉的氧化和镉中毒，节能增效。
【专利说明】一种避免中毒节能高效镉连续生产设备及工艺
【技术领域】
[0001]本发明是一种避免中毒节能高效镉连续生产设备及工艺。
【背景技术】
[0002]在金属镉从还原熔炼、真空蒸馏到浇注成锭的整个生产过程中，都涉及到镉熔液的转运和输送。目前在镉行业生产过程中，从粗镉的还原熔炼到镉的真空精馏，整个过程中镉的转运都是先把粗镉从还原炉内放出浇铸冷却成粗锭后再投到熔化炉内熔化，真空吸进真空炉内进行真空精馏。精馏后的精镉用人工浇注成精镉锭。在此过程中还原炉内放出的粗镉会被氧化产生黄烟污染环境造成严重的镉中毒，粗镉锭重新投到熔化炉内熔化造成能耗高。被氧化的镉进入碱渣，降低镉的回收率。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提出一种避免中毒节能高效镉连续生产设备及工艺，该设备及工艺能让镉金属从还原熔炼、真空精炼到压铸成锭的各项作业处于真空密闭的环境中连续完成，真空转运和运输镉金属料液，实现作业工人与镉零接触，避免镉中毒，节约能耗，提高生产效率，以此解决现有技术中镉污染和镉中毒的问题。
[0004]本发明的目的通过如下手段实现:
一种避免中毒节能高效镉连续生产设备，它有还原炉、熔化炉、真空炉、保温炉和压铸机，其特征在于还原炉与熔化炉间、熔化炉与真空炉间、真空炉与保温炉间，以及保温炉与压铸机间各有连接管道连通，连接管道上有竖直段和水平段，其中还原炉和熔化炉间，以及保温炉与压铸机间的连接管道的水平段和竖直段分别形成h形结构并与真空泵连接，接真空泵的竖直段垂直地接通熔化炉和保温炉；真空炉与真空泵连接。
[0005]所述h形结构是指与真空泵连接的竖直段管道与水平段连接点上空形成真空抽吸力，将液态金属吸入管道内并形成一定的液柱高度，靠液柱的压力形成液态金属自动转运和输送的结构。为便于叙述，本发明将管段、管和管道视为同义词。
[0006]与真空泵连接的竖直管段的高度根据使用地海拨高度、真空泵能达到的真空度和液态镉密度确定。
[0007]连接管道的管径以能满足生产工艺要求为原则确定，一般不超过DN100。
[0008]连接管道为厚壁无缝钢管，材质为304。
[0009]与真空泵连接的竖直管与真空泵连接采用橡胶软管连接，管路上采用电磁阀自动控制抽真空的开启和关闭，确保真空度要求，一般不大于80Pa。
[0010]连接管道的外壁上包套有电加热器件，以保持管道温度，避免管内液态金属凝固。
[0011]电加热器件为圆柱形对开管式结构的发热套，每套由两半组成，每套发热功率4-5KW, AC220V,每半上均有接线装置和测温孔，以便监测和控制温度。
[0012]发热套材质为HT200，其电阻丝浇注于每半铸铁内，成对包箍于连接管道外壁。
[0013]一种避免中毒节能高效镉连续生产工艺，其特征在于它有如下步骤:(1)用连接管道将镉还原炉与熔化炉、熔化炉与真空炉、真空炉与保温炉，以及保温炉与压铸机依次连通，其中穿过熔化炉和保温炉的管段设为竖直管并与连接点处的水平管连接形成h形结构，竖直管与真空泵连接；
(2)真空炉与真空泵连接；
(3)开动真空泵，保持熔化炉、真空炉和保温炉的真空度依次递增的关系，将还原炉内的液态金属靠真空抽吸力自动转运在熔化炉保持液态，进而输送到真空炉精炼，真空炉蒸馏的气态镉金属输送到保温炉形成液态金属，最后输送到压铸机压铸成镉锭。
[0014]为避免环境温度变化导致转运和输送过程中的液态镉金属遇冷凝固，在连接管道外包套电加热器件。
[0015]本发明采用管道连通密闭的方法，将原来互相独立的镉还炉、熔化炉、真空炉和保温炉等设备连接成一个有机整体，互相协作，依次不联动，用真空抽吸力让液态和气态的镉金属实现在各工序间的转运和输送，完全隔绝了镉金属与外界的接触，不仅避免了镉与空气接触而氧化，避免工人存在有有镉中毒的危险，也避免了镉黄烟对环境的污染。由于是连续作业，作业过程粗镉不冷凝，避免了真空蒸馏时的二次熔化，因而节约了能源，提高了工效。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的设备结构示意图。
[0017]图2是电加热器件发热套主视图(正剖面)。
[0018]图3是电加热器件发热套的左视图。
[0019]图4是连接真空泵与竖直管的软管接头主视图(正剖面)。
[0020]图5是连接管与炉体焊接示意图。
[0021]图1-4中，各部分的标号如下:
1-还原炉；2_熔化炉；3_真空炉；4_保温炉；5_竖直管；6_水平管；7_接线装置；8-测温孔；9-电加热夹套；10_软管接头。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，还原炉1、熔化炉2、真空炉3和保温炉4均为现有市售设备，其结构和工作原理此处不赘述。连接管道中的竖直管5和水平管6为用普通不锈钢管做成。下面结合 申请人:单位的试用实际，对本发明的实施过程及取得的技术效果说明如下。
[0023]为叙述方便，下面将连接管道称为真空管:
1、真空管的制作:图1根据还原炉和保温炉之间的距离确定水平真空管的长度，根据海拔高度、真空泵达到的真空度和镉熔液的密度计算竖直管的高度、管径的大小取值计算要确保满足生产工艺的要求，一般不超过DN100，且采用厚壁无缝钢管，材质为304。把水平管和竖管焊制成“ h ”形。这样便于采用熔融镉液密封，易达到规定的真空度要求，以此达到真空输送和转移物料。制作真空管时要求控制直线度。
[0024]真空管与保温炉间的连接管道为斜管，因为此管段输送的物料为气态的镉金属，用斜管不影响物料输送，而且可以节约管材。当然，采用水平管加竖直管组成的直角管也不会也有相的效果。[0025]2、真空管的安装:如图1所示，计算好还原炉与保温炉的高度，在还原炉壁和保温炉盖上开孔把真空管穿入炉内，还原炉内的一端用弯头连接施焊，将管插入，管端距离炉底50 mm。把穿炉壁的管子与炉壁焊好，另一端插入保温炉内与保温炉炉盖焊接好。
[0026] 3、与真空泵的连接:采用如图4所示的软管接头10将上述制安好的“ h ”形真空管的竖直管与真空泵分别连接。在该管路上安装电磁阀来实现自动控制管内的真空度，一般控制在SOPa以下，实现真空密闭自动输送镉金属。
[0027]4、在真空管外部设置电加热夹套9，确保使用时管内的镉熔液不凝固。经过实践，图2-3所示的电加热夹套设计为圆柱形对开管式结构，俗称加热圈或发热套，每套由两半组成，每套发热功率一般4-5KW，AC220V,每半上均设计有接线装置7和测温孔8，以便监测和控制温度。电加热夹套材质为HT200,将其电阻丝浇注于每半铸铁内，内孔精加工而成。使用时，要求成对使用，包箍于真空管的外壁，其内径与真空管外径要相适应，以减少空隙提高热效率，夹套外壁用金属管卡固定好。
[0028]本发明采用以上方法，设备制作简单，投入少、没有镉的损失、回收率高、成本低，生产过程无渣污染、无烟尘污染，避免了镉中毒，方法简单易行，为镉无渣熔炼工艺提供了完善的装备。
[0029]图1中1、I1、111的连接点接真空泵用电磁阀自动控制抽真空的开启和卸负压；IV连接点接压铸机。整个镉生产处于密闭状态，确保不污染环境和保证职业健康安全。
[0030]使用本发明前， 申请人:单位每天生产镉都要靠工人把粗镉从还原炉内放出浇铸成粗锭再投入熔化炉内熔化，不仅工人劳动强度大而且在放粗镉浇铸粗镉锭的时，产生黄烟不但影响员工职业健康，而且增加镉中毒的安全风险。被氧化的镉进入碱渣又降低镉的回收率。在使用了本发明后，不但员工劳动强度大大降低，职业危害风险减小，镉回收率提高了 1-3个百分点，而且关键是有效避免了工人镉中毒的风险，减少了二次熔化的能源消耗，降低了生产成本。
【权利要求】
1.一种避免中毒节能高效镉连续生产设备，它有还原炉、熔化炉、真空炉、保温炉和压铸机，其特征在于还原炉与熔化炉间、熔化炉与真空炉间、真空炉与保温炉间，以及保温炉与压铸造机间各有连接管道连通，连接管道上有竖直段和水平段，其中还原炉和熔化炉间，以及保温炉与压铸造机间的连接管道的水平段和竖直段分别形成h形结构并与真空泵连接，接真空泵的竖直段垂直地接通熔化炉和保温炉；真空炉与真空泵连接。
2.根据权利要求1所述避免中毒节能高效镉连续生产设备，其特征在于与真空泵连接的竖直管段的高度根据使用地海拨高度、真空泵能达到的真空度和液态镉密度确定。
3.根据权利要求1所述避免中毒节能高效镉连续生产设备，其特征在于连接管道的管径不超过DNlOO。
4.根据权利要求1-3之一所述避免中毒节能高效镉连续生产设备，其特征在于连接管道为厚壁无缝钢管，材质为304。
5.根据权利要求1所述避免中毒节能高效镉连续生产设备，其特征在于与真空泵连接的竖直管与真空泵连接点采用橡胶软管与真空泵连接，管路上采用电磁阀自动控制抽真空的开启和关闭。
6.根据权利要求1所述避免中毒节能高效镉连续生产设备，其特征在于连接管道上包套有电加热器件，以保持管道温度，避免管内液态金属凝固。
7.根据权利要求6所述避免中毒节能高效镉连续生产设备，其特征在于电加热器件为圆柱形对开管式结构的发热套，每套由两半组成，每套发热功率4-5KW，AC220V,每半上均有接线装置和测温孔，以便监测和控制温度。
8.根据权利要求7所述避免中毒节能高效镉连续生产设备，其特征在于发热套材质为HT200,其电阻丝浇注于每半铸铁内，成对包箍于连接管道外壁。
9.一种避免中毒节能高效镉连续生产工艺，其特征在于它有如下步骤: (O用连接管道将镉还原炉与熔化炉、熔化炉与真空炉、真空炉与保温炉，以及保温炉与压铸机依次连通，其中穿过熔化炉和保温炉的管段设为竖直管并与连接点处的水平管连接形成h形结构，竖直管与真空泵连接； (2)真空炉与真空泵连接； (3)开动真空泵，保持熔化炉、真空炉和保温炉的真空度依次递增的关系，将还原炉内的液态金属靠真空抽吸力自动转运在熔化炉保持液态，从而输送到真空炉精炼，真空炉蒸馏的气态镉金属输送到保温炉形成液态金属，最后输送到压铸造机压铸成镉锭。
10.根据权利要求9所述避免中毒节能高效镉连续生产工艺，其特征在于在连接管道外包套电加热器件，以避免环境温度变化导致转运和输送过程中的液态镉金属遇冷凝固。
【文档编号】C22B17/02GK103937995SQ201410173338
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日
【发明者】罗还桂, 廖发忠, 曾繁顺, 吴国钦, 陈春发 申请人:蒙自矿冶有限责任公司