CN103421961B - 一种镁冶炼操作机组 - Google Patents

Abstract

一种镁冶炼操作机组属于镁冶炼还原工艺操作设备技术领域，更具体的说，本发明涉及一种镁冶炼立式罐蓄热还原炉专用的操作机组。本发明提供了一种机械化程度高，减少工人劳动强度；生产效率高，保证产品质量的镁冶炼操作机组。本发明包括纵向行走大车，其结构要点纵向行走大车上设置有横梁，横梁上设置有横向行走小车；横梁底部设置有横向轨道，横向轨道上设置电动葫芦；所述的横向行走小车上设置有机架，机架上设置有筒状的上料仓，上料仓内设置有顶部为开口、底部为出料口的下料仓；下料仓通过升降机构设置于机架上；机架底部设置有下框架，下框架上设置有定量料仓；定量料仓和下料仓的出料口之间通过软连接设置有振动筛料箱。

Description

一种镁冶炼操作机组

技术领域

本发明属于镁冶炼还原工艺操作设备技术领域，更具体的说，本发明涉及一种镁冶炼立式罐蓄热还原炉专用的操作机组。

背景技术

镁以其优良的性能及丰富的资源成为最受关注和最具发展潜力的轻量化绿色结构材料和功能材料，在汽车、电子、电器、航天航空和国防军事工业领域具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景，被誉为“21世纪的绿色工程材料”。我国镁矿资源极为丰富，经过几十年的发展，我国原镁产量居世界首位，已成为镁的生产与出口大国，形成了具有竞争力的可持续发展优势产业。金属镁对于人类的生产生活有着极为重要的作用和影响,因此金属镁冶炼工艺的改进对社会的发展也有着深远的意义,需要进行不断探索。

目前，镁的生产一般有两种方式：1、电解法；2、热还原法。

电解法，因其初期投入较大；并且，对技术要求较为苛刻；因此，不符合我国国情，在国内没有被大量使用。

而热还原法（也称硅热法），是通过硅铁对从碳酸盐矿石中经煅烧产生的氧化镁进行热还原。由于这种方法具有工艺流程和设备较简单，建厂投资少，生产规模灵活，成品镁的纯度高、技术难度小、建造容易等优点；所以，其成为了我国普遍采用的炼镁方法。

目前，国内使用的硅热法炼镁的炉体结构是：在炉体内横向设置多个还原罐。这种卧式结构的还原炉使用后，无法采用机械设备对其进行操作；必须由人工进行还原炉的卸盖、取结晶镁、罐内残渣清理、添加新镁矿球料等工序，工作效率低；并且，操作过程中，工人均需承受还原罐内散发出的达1000℃的高温，以及大量的烟气和粉尘；作业环境恶劣，劳动强度大；另外，由于炉体体积较大，还原罐数量较多，因此，需要大量劳动力（一个具有48个还原罐的炉体，为生产1万吨结晶镁，换罐工作需要工人100人,1～2个小时能完成），生产效率也低。

为此，国内在山西某厂进行了立式罐蓄热还原炉的生产试验，成功应用并取得了可观的效果。立式蓄热还原炉的采用，降低了炼镁过程中的能量消耗，最主要的效果是使炼镁过程机械化和自动化作业成为可能。

立式罐蓄热还原炉的工作过程是：卸盖、取结晶镁、罐内残渣清理、加镁矿料、放置结晶器、装盖；然后进行镁的还原冶炼。

目前，市面上还没可以实现机械化完成以上步骤的操作机组。

另外，由于立式罐蓄热还原炉的开口是向上的，需要镁矿料之间有空隙，以便镁蒸汽可以顺利的向上流动；这就需要镁矿料呈较完整的球状；但是，为了一次装料可以满足多个还原罐的使用，需要的料仓容量大，深度深；这样，由高处落下的镁矿料易摔碎；如果碎料过多，在镁还原成镁蒸汽时，镁矿料之间的缝隙减少，镁蒸汽无法有效的在结晶器内结晶，严重影响镁的生产。

现有的具有缓冲装置的料仓一般有两种，一种是在料仓内设置交错的斜插板，颗粒物料在下降过程中沿斜插板逐层下降，起到缓冲作用；另一种是在料仓内设置螺旋板，螺旋板对颗粒物料起到导向的作用，将颗粒物料导致料仓底部；这两种形式的料仓虽然也能起到一定的缓冲作用，但是，其主要应用于颗粒较小，或者粉末状物料的缓冲；而立式罐蓄热还原炉所需的是颗粒较大的球状镁矿料；因此，在斜插板或螺旋板的下方会存有大量的空隙，浪费了大量的储料空间；这样，为了增加储料量，则需要更大的料仓才能实现，使得料仓笨重，占地较大。并且，球形料易滚动，并不一定会沿着斜插板或螺旋板的导向移动；因此，上述现有两种具有缓冲装置的料仓不适用于大颗粒球状镁矿料，且易造成局部堵塞，降低下料的可靠性和实用性。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种机械化程度高，减少工人劳动强度；生产效率高，保证产品质量的镁冶炼操作机组。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括纵向行走大车，其结构要点纵向行走大车上设置有横梁，横梁上设置有横向行走小车；横梁底部设置有横向轨道，横向轨道上设置电动葫芦；所述的横向行走小车上设置有机架，机架上设置有筒状的上料仓，上料仓内设置有顶部为开口、底部为出料口的下料仓；下料仓通过升降机构设置于机架上；机架底部设置有下框架，下框架上设置有定量料仓；定量料仓和下料仓的出料口之间通过软连接设置有振动筛料箱。

作为本发明的一种优选方案，所述的横向轨道上设置有两台电动葫芦；所述的两台电动葫芦由两台遥控器分别控制。

本发明的有益效果：1、机械化程度高：由于本发明可以通过纵向行走大车在整个厂区内移动，来完成上料仓、下料仓的装料工作；通过横向行走小车在纵向行走大车的横梁上移动，来实现对不同位置还原罐的加料工作；通过横梁底部横向轨道上的电动葫芦来实现对还原罐的开盖、取结晶器、清理残渣、装结晶器、装盖等一系列动作；因此，本发明无需工人在还原炉旁工作，降低了劳动强度，机械化程度高。

2、改善工人工作环境：由于本发明的工作过程，均由机械完成；无需人在高温的还原炉旁工作，改善了工人的工作环境。

3、加料质量可靠：本发明的下料仓通过升降机构设置于机架上，在向料仓内加料时，下料仓通过升降机构移动至最高点，缩短了下料仓和加料设备之间的距离；球状镁矿料的下落高度减小了；从而有效的降低了碎料率。另外，本发明还在定量料仓和下料仓之间设置了振动筛料箱，使碎料被筛除，从而保证了进入定量料仓内球状镁矿料的完整程度，也就保证了镁蒸汽的流通，进一步提高了镁的生产效率；所以说本发明加料质量可靠。

4、本发明定量料仓通过软连接同振动筛料箱相连；可防止振动筛料箱的振动对定量料仓造成影响，而导致易损坏等问题。

5、本发明通过定量料仓对还原罐定量给料，以最合理的矿料重量为还原罐填料，防止人工装罐和计量过程引起误差；从而减轻劳动强度，提高生产效率，保证产品质量。

6、由于本发明的横向轨道上设置有两台电动葫芦；两台电动葫芦由两台遥控器分别控制。因此，可以由两名工人，分别控制两台电动葫芦运动，其中一台将炉盖打开，并沿横向轨道吊运到纵向行走大车的一侧；然后，可由另一工人，控制另一台电动葫芦，将结晶器吊出，并运至纵向行走大车的另一侧；以此类推，两电动葫芦交替运作，大幅度提高了生产效率。

为生产10000吨结晶镁，向还原罐内填料，仅需工作人员3人；1～2小时就可以完成。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的侧视图。

图4是横向行走小车的结构示意图。

图5是图4的侧视图。

图6是定量料仓、灰仓和振动筛料箱的结构示意图。

图7是图6的侧视图。

图8是上料仓、下料仓、机架和升降机构的结构示意图。

图9是图8的侧视图。

图10是图8的俯视图。

图11是图8的I部放大图。

图12是图8的Ⅱ部放大图。

图13是图12的A向视图。

图14是卸料阀的结构示意图。

图15是图14的仰视图。

图16是图14的侧视图。

附图中1为从动链轮、2为提升架、3为卸料阀、4为振打器、5为内斗体、6为上料仓、7为机架、8为链条、9为主动链轮、10为从动轴、11为横向行走小车、12为升降机构、13为蜗轮蜗杆减速机、14为导向槽、15为外筒体、16为导杆、17为限位顶杆、18为台面、19为通孔、20为密封垫、21为主动轴、22为提升电机、23为下料仓、24为支撑角、25为斜块、26为防夹料功能板、27为立板、28为平台、29为料口、30为闸板、31为上法兰、32为下法兰、33为支撑、34为滑台、35为导向板、36为定量料仓、37为灰仓、38为下框架、39为振动筛料箱、40为软连接、41为防护罩、42为开闭阀、43为挂耳、44为下连接口、45为减震装置、46为筛网、47为上连接口、48为横向轨道、49为电动葫芦、50为纵向行走大车、51为横梁。

具体实施方式

本发明包括纵向行走大车50，纵向行走大车50上设置有横梁51，横梁51上设置有横向行走小车11；横梁51底部设置有横向轨道48，横向轨道48上设置电动葫芦49；所述的横向行走小车11上设置有机架7，机架7上设置有筒状的上料仓6，上料仓6内设置有顶部为开口、底部为出料口的下料仓23；下料仓23通过升降机构12设置于机架7上；机架7底部设置有下框架38，下框架38上设置有定量料仓36；定量料仓36和下料仓23的出料口之间通过软连接40设置有振动筛料箱39。

作为本发明的一种优选方案，所述的横向轨道48上设置有两台电动葫芦49；所述的两台电动葫芦49由两台遥控器分别控制。工作效率高。

所述的振动筛料箱39通过减震装置45挂接于机架7上。

作为本发明的另一种优选方案，所述的振动筛料箱39一端的顶部为上连接口47，振动筛料箱39底部相应于上连接口47的一端设置有筛网46；振动筛料箱39的另一端底部设置有同定量料仓36相连的下连接口44，定量料仓36底部的下料口处设置有开闭阀42，定量料仓36的两侧设置有挂于下框架38上的挂耳43。

作为本发明的第三种优选方案，所述的下料口底部设置有防护罩41。防护罩41可以避免定量料仓36上设置的电子器件等受到还原罐中高温的直接烘烤，保证了本发明的使用寿命。

作为本发明的第四种优选方案，所述的振动筛料箱39底部相应于筛网46设置有灰仓37。灰仓37可以有效收集振动筛料箱39筛除的碎料；保证工作现场不受灰尘的污染；并且回收的废料还可以再利用，节约资源。

进一步的，所述的定量料仓36和灰仓37上均设置有振打器4。振打器4可防止灰仓37内的废料和定量料仓36内的球状镁矿料堆结而不下落；保证本发明运行稳定。

作为本发明的第五种优选方案，所述定量料仓36的挂耳43上设置有电子称重装置。通过电子称重装置可时刻监控定量料仓36重量的变化；从而达到准确向还原炉内填充球状镁矿料的目的；保证还原炉的利用率，生产效率高，产品质量好。

所述的下料仓23底部设置有提升架2；所述的机架7底部设置有从动链轮1；所述的升降机构12包括设置于机架7上方的提升电机22，提升电机22同机架7上方的主动链轮9相连；所述的主动链轮9同从动链轮1通过链条8相连；所述下料仓23底部的提升架2固定于链条8的链节上。

所述的机架7包括顶部的台面18，所述的提升电机22设置于台面18上；提升电机22两侧均设置有主动轴21，两主动轴21通过蜗轮蜗杆减速机13分别同两从动轴10相连；所述两从动轴10的两端，相应于上料仓6的外侧均设置有主动链轮9；所述的链条8穿过台面18的通孔19同主动链轮9和从动链轮1相连。链条8设置于上料仓6的外侧，防止链条8和球状镁矿料间的磨损，提高使用寿命。

所述的机架7底部相应于提升架2设置有限位顶杆17。限位顶杆17，可帮助链条8承担下料仓23的重量；还可在链条8损坏时，防止下料仓23脱落，安全可靠。

所述的下料仓23顶部的开口内侧设置有支撑角24，支撑角24的上表面设置有密封垫20，密封垫20的端部伸出下料仓23的边缘并同上料仓6的内壁相接触。密封垫20可保证下料仓23和上料仓6之间的距离，防止下料仓23和上料仓6之间摩擦、磨损；并且，密封垫20还起到对上料仓6和下料仓23之间密封的作用；防止球状镁矿料进入上料仓6和下料仓23之间，而造成的卡住或者磨损的现象。

所述支撑角24的上表面倾斜设置。支撑角24上表面倾斜设置，使密封垫20也具有一定角度，便于球状镁矿料沿密封垫20滚落入下料仓23内；密封效果更好。

所述的下料仓23包括外筒体15和具有出料口的内斗体5，所述的定量料仓36同内斗体5的出料口相连；所述的提升架2设置于内斗体5的底部；机架7上相应于提升架2设置有导向槽14；提升架2上设置有位于导向槽14内的导杆16。通过导向槽14和导杆16，便于下料仓23和上料仓6之间保持距离，还可弥补链条8、主动链轮9、从动链轮1运转时产生的误差；另外，本发明的下料仓23由外筒体15和内斗体5构成，外筒体15同样可以起到一定的导向作用，便于下料仓23在上料仓6中上下移动。

所述的内斗体5设置有两个或两个以上。通过设置两个或两个以上内斗体5，可以同时对多个还原罐进行加料，提高生产效率。

所述的下料仓23上设置有振打器4。振打器4可防止下料仓23、上料仓6中的球状镁矿料不下落。

所述的出料口处设置有卸料阀3；所述的卸料阀3包括均具有料口29的上法兰31和下法兰32，上法兰31和下法兰32之间设置具有支撑33的闸板30，相应于闸板30的端部设置有防夹料功能板26，所述的防夹料功能板26由上部的立板27和下部的斜块25构成；所述立板27的高度大于闸板30的厚度与球状镁矿料直径的和，立板27的厚度小于球状镁矿料的半径。

上法兰31和下法兰32之间，位于闸板30的两侧设置具有滑台34的导向板35；所述的斜块25和立板27相接处相应于导向板35的滑台34设置有平台28，所述的平台28的宽度小于球状镁矿料的半径。

下面结合附图说明本发明的一次动作过程：首先，将纵向行走大车50移动至厂房内加料处，移动横向行走小车11，将横向行走小车11的上料仓6位置同加料机构（未图示）的位置相对；通过升降机构12的提升电机22、主动链轮9和从动链轮1带动链条8转动；链条8通过其上的提升架2使下料仓23移动至最高点；加料机构（未图示）开启，向上料仓6内加料；由于下料仓23位置较高；可很好的降低球状镁矿料的摔碎率。

随着下料仓23内的球状镁矿料的增加，下料仓23逐渐下降；可根据加料的速度，提前设定好下料仓23下降的速度。

当下料仓23下降至最低点处时，下料仓23和上料仓6的球状镁矿料全部填满，即可通过内斗体5的出料口向定量料仓36内加料了。

在向上料仓6和下料仓23加料时，以及向定量料仓36加料时，可时刻开启振打器4，防止球状镁矿料在上料仓6、下料仓23内卡阻而堵塞。

内斗体5放出的球状镁矿料由振动筛料箱39的上连接口47进入，落于筛网46上，通过振动的作用，碎料由筛网46处筛除，并落入灰仓37内；完整的球状镁矿料，则随着振动，移动至振动筛料箱39另一端的下连接口44；进入定量料仓36内。

随着定量料仓36内的球状镁矿料的增加，定量料仓36挂耳43处的电子称重装置会将定量料仓36重量变化的值发送给计算机；操作人员可以时刻监控定量料仓36的重量变化，保证定量料仓36给料准确。

待定量料仓36装满球状镁矿料后，纵向行走大车50移动至工作位，横梁51上的两台电动葫芦49交替完成还原炉的卸盖、取结晶器和清理残渣的工作；然后，横向行走小车11移动至还原炉上方；使定量料仓36出料口的防护罩41同还原罐的开口相对，开启开闭阀42，即可对还原罐进行加料了。

向还原罐加料后，横向行走小车11移动；两电动葫芦49再将结晶器、盖子装好；还原罐开始工作。

Claims (9)

1.一种镁冶炼操作机组，包括纵向行走大车（50），其特征在于：纵向行走大车（50）上设置有横梁（51），横梁（51）上设置有横向行走小车（11）；横梁（51）底部设置有横向轨道（48），横向轨道（48）上设置电动葫芦（49）；所述的横向行走小车（11）上设置有机架（7），机架（7）上设置有筒状的上料仓（6），上料仓（6）内设置有顶部为开口、底部为出料口的下料仓（23）；下料仓（23）通过升降机构（12）设置于机架（7）上；机架（7）底部设置有下框架（38），下框架（38）上设置有定量料仓（36）；定量料仓（36）和下料仓（23）的出料口之间通过软连接（40）设置有振动筛料箱（39）；

所述的振动筛料箱（39）一端的顶部为上连接口（47），振动筛料箱（39）底部相应于上连接口（47）的一端设置有筛网（46）；振动筛料箱（39）的另一端底部设置有同定量料仓（36）相连的下连接口（44），定量料仓（36）底部的下料口处设置有开闭阀（42），定量料仓（36）的两侧设置有挂于下框架（38）上的挂耳（43）；

所述的下料仓（23）底部设置有提升架（2）；所述的机架（7）底部设置有从动链轮（1）；所述的升降机构（12）包括设置于机架（7）上方的提升电机（22），提升电机（22）同机架（7）上方的主动链轮（9）相连；所述的主动链轮（9）同从动链轮（1）通过链条（8）相连；所述下料仓（23）底部的提升架（2）固定于链条（8）的链节上；

所述的机架（7）包括顶部的台面（18），所述的提升电机（22）设置于台面（18）上；提升电机（22）两侧均设置有主动轴（21），两主动轴（21）通过蜗轮蜗杆减速机（13）分别同两从动轴（10）相连；所述两从动轴（10）的两端，相应于上料仓（6）的外侧均设置有主动链轮（9）；所述的链条（8）穿过台面（18）的通孔（19）同主动链轮（9）和从动链轮（1）相连。

2.根据权利要求1所述的一种镁冶炼操作机组，其特征在于：所述的横向轨道（48）上设置有两台电动葫芦（49）；所述的两台电动葫芦（49）由两台遥控器分别控制。

3.根据权利要求1所述的一种镁冶炼操作机组，其特征在于：所述的振动筛料箱（39）底部相应于筛网（46）设置有灰仓（37）。

4.根据权利要求1所述的一种镁冶炼操作机组，其特征在于：所述定量料仓（36）的挂耳（43）上设置有电子称重装置。

5.根据权利要求1所述的一种镁冶炼操作机组，其特征在于：所述的下料仓（23）顶部的开口内侧设置有支撑角（24），支撑角（24）的上表面设置有密封垫（20），密封垫（20）的端部伸出下料仓（23）的边缘并同上料仓（6）的内壁相接触。

6.根据权利要求1所述的一种镁冶炼操作机组，其特征在于：所述的下料仓（23）包括外筒体（15）和具有出料口的内斗体（5），所述的定量料仓（36）同内斗体（5）的出料口相连；所述的提升架（2）设置于内斗体（5）的底部；机架（7）上相应于提升架（2）设置有导向槽（14）；提升架（2）上设置有位于导向槽（14）内的导杆（16）。

7.根据权利要求6所述的一种镁冶炼操作机组，其特征在于：所述的内斗体（5）设置有两个或两个以上。

8.根据权利要求1所述的一种镁冶炼操作机组，其特征在于：所述的出料口处设置有卸料阀（3）；所述的卸料阀（3）包括均具有料口（29）的上法兰（31）和下法兰（32），上法兰（31）和下法兰（32）之间设置具有支撑（33）的闸板（30），相应于闸板（30）的端部设置有防夹料功能板（26），所述的防夹料功能板（26）由上部的立板（27）和下部的斜块（25）构成；所述立板（27）的高度大于闸板（30）的厚度与球状镁矿料直径的和，立板（27）的厚度小于球状镁矿料的半径。

9.根据权利要求8所述的一种镁冶炼操作机组，其特征在于：上法兰（31）和下法兰（32）之间，位于闸板（30）的两侧设置具有滑台（34）的导向板（35）；所述的斜块（25）和立板（27）相接处相应于导向板（35）的滑台（34）设置有平台（28），所述的平台（28）的宽度小于球状镁矿料的半径。