CN208167071U - 一种熔态碳热法炼镁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种熔态碳热法炼镁装置，包括喷吹罐、真空感应炉、第一冷却器和第二冷却器，使用时，物料从料斗进入，经过喷吹罐的处理后，通过喷枪进入真空感应炉，经过一系列反应后，通过第一冷却器的降温和第二冷却器的冷却分离，最终得到镁颗粒。本实用新型提供的熔态碳热法炼镁装置能够降低成本、降低能耗、提高生产效率高且实现连续化生产。

Description

一种熔态碳热法炼镁装置

技术领域

本实用新型涉及熔态碳热法炼镁技术领域，尤其涉及一种熔态碳热法炼镁装置。

背景技术

镁是地球中储量极为丰富的金属元素，约占地球总质量的2.1％--2.7％，我国储量是全球镁资源储量最大的国家。目前，已探明数百亿吨。镁及镁合金具有比重小，强度高，减震性好，抗冲击，切削性好，导热性好，可回收再利用，对环境污染少，具有优良的环境优势和性能优势，适用范围广泛，是一种可循环利用的难得金属。大力发展镁产业在我国和全球具有明显的资源优势和市场优势。

世界上的炼镁方法主要有电解法和热还原法两大类。热还原法是以煅烧白云石为原料，以Al、C或硅为还原剂，以铁为导热剂，在高温真空条件下还原氧化镁制得金属镁。自加拿大皮江教授实用新型“皮江法”至今，大多数的制镁工作者都在围绕如何提高和改善还原周期，提高镁差率等技术问题进行研究。CN104120282B东北大学张廷安等人在2014年实用新型了一种“快速连续炼镁的方法”，采用的技术方案是：配料造球、球团煅烧、将煅烧后的高温球团，不经冷却在氩气保护下连续送入到密闭的高温还原炉中，然后在流动的氩气气氛中进行高温还原反应，反应温度为1300-1600℃，连续得到高温镁蒸气，并与氩气混合在一起，形成高温混合气，同时把还原渣连续排除高温还原炉，高温镁蒸气经冷凝得到金属镁。此方法反应速度快，还原时间在 90min内，镁的回收率提高到88％。CN103882246B公开了一种真空炼镁装置及其方法，采用将硅铁熔化，向硅铁熔液中吹入氧化镁的方法，还原制镁。上述两种方法，具有如下缺点：(1)反应一段时间后，需要将Si-Fe-SiO2熔液，经长时间冷却后，从还原炉中取出，重新装填原料；(2)上述两种方法均采用硅做还原剂，铁为导热剂，硅和铁在反应的过程中，硅逐渐被氧化生成固体二氧化硅，二氧化硅熔点在1650℃左右，二氧化硅的沸点在2230℃，在该反应条件下，二氧化硅与铁混合，随着反应的不断进行，硅逐渐减少，二氧化硅的生产量不断增加，铁液导热率逐渐降低，当硅在铁液中的重量份不足30％时，需要停止实验，将还原炉中的铁液和还原渣全部清除，由此造成导热剂铁的浪费，生产成本依然较高，且整个制备过程只能称之为“快速半连续炼镁”。综上，硅为还原剂、铁为导热剂，还原氧化镁制备金属镁，由于其还原剂为固体、导热剂为液-固相、产物为固体，导热剂本身不参与反应，却无法与原料和产物分开，导致反应过程需要连续不断的供应导热剂，所以，无论该反应如何进行技术改进，都无法实现导热剂的连续无消耗使用，生产成本依然较高，且为了卸渣只能实现半连续化生产。

硅热还原法的还原剂价格较高，导热剂无法重复利用，用碳还原得到金属镁的方法一直为人们重视。在19世纪30年代开始，关于碳热还原制镁的研究一直在不断的进行，但是多是以研究碳热还原氧化镁制镁的反应机理进行的研究，且基本上都是在实验室进行的，至今没有关于碳热还原氧化镁制镁工业化的相关报道。

因此，如何提供一种熔态碳热法炼镁装置，以降低成本、降低能耗、提高生产效率高且实现连续化生产，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种熔态碳热法炼镁装置，以降低成本、降低能耗、提高生产效率高且实现连续化生产。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种熔态碳热法炼镁装置，包括依次连通的喷吹罐、真空感应炉、第一冷却器、第二冷却器，所述喷吹罐用于接收反应物料，并使反应物料在罐体内与保护气混合均匀，出料口与真空感应炉进料口相连；所真空感应炉，为熔态碳热炼镁的反应炉，用于接收从喷吹罐下料端输送来的气固混合物，并使气固混合物在感应炉内反应，生成镁和其他反应产物；所述第一冷却器用于将镁和其他反应产物冷却；所述第二冷却器用于将镁和其他反应产物分离，收集镁，并将产物相互分离。

优选的，上述喷吹罐包括罐体，所述罐体中充满氩气，所述罐体的上端通过连通管连通有料斗，所述连通管自上至下依次设置有第一下料阀和第二下料阀，所述连通管的末端连接有用于将碳粉、氧化镁粉在适量氩气的保护下，以气固混合物的形式连续送入真空反应炉内铁液的液面下的喷枪，所述真空感应炉包括炉体、炉盖、密封罐和盖体，其中，所述炉体与所述炉盖密封连接，所述盖体与所述密封罐密封连接，所述炉体内置在所述密封罐的凹槽中，所述炉盖与所述盖体连接且位于所述盖体的下方，所述炉体的顶端设置有进铁口，所述炉体的侧壁上设置第一出气口和排渣口，所述盖体上设置有喷枪插入口，所述密封罐的壁体包括由外至内依次设置的不锈钢层、保温棉层和耐火砖层，所述喷枪插入所述喷枪插入口，所述第一冷却器包括管体和真空器，其中，所述管体包括连接在一起的前段管和后段管，所述前段管的内管径由前至后逐渐减小，所述前段管的前端设置有第一进气口，所述后段管的内管径由前至后逐渐增大，所述后段管的末端设置有第二出气口，所述后段管的管壁上设置有空心夹腔，所述后段管的管壁上开设有供冷却介质流动的进入口和排出口，所述进入口和所述排出口均与所述空心夹腔连通，所述第二出气口与所述真空器连通，所述第一进气口与所述第一出气口连通，用于将镁蒸气、一氧化碳气体和氩气送入所述第一冷却器，所述第二冷却器用于将氩气、一氧化碳和灰尘进行分离，包括自上而下依次连通的第二进气口、旋风分离管、收集管和出料口，其中，所述旋风分离管自上而下直径缩小，所述收集管自上而下直径扩大，所述旋风分离管的底部设置有挡板遮挡住所述旋风分离管与所述收集管的连通处，所述第二进气口的一侧设置有第三出气口，所述第二进气口水平设置，所述第三出气口垂直设置，所述第三出气口连通有粉尘分离冷却器，所述粉尘分离冷却器包括冷却器本体，所述冷却器本体上设置有第三进气口、第四出气口和接灰斗，所述第三出气口与所述第三进气口连通，所述第四出气口的高度高于所述第三进气口的高度，所述接灰斗设置在所述冷却器本体的底部，所述第二进气口与所述第二出气口连通。

优选的，上述罐体上设置有称重感应器，所述称重感应器与所述总控制装置连接，所述罐体上设置有第四测压显示装置和第十测压装置，所述第四测压显示装置和所述第十测压装置均与所述总控制装置连接。

优选的，上述罐体的上部连通有冲压装置，所述罐体的下部设置有流化装置，所述冲压装置包括冲压管路和设置在所述冲压管路上的冲压气动阀和冲压调节阀，所述冲压管路的一端与氩气源连接，另一端与所述罐体的上部连接，所述流化装置包括流化管路和设置在所述流化管路上的流化气动阀和流化调节阀，所述流化管路的一端与氩气源连接，另一端与所述罐体的下部连接，所述罐体的底部依次设置有第三下料阀和喷吹阀，所述喷吹阀连通有助吹装置，所述助吹装置包括助吹管路和设置在所述助吹管路上的助吹气动阀和助吹调节阀，所述助吹管路的一端与氩气源连接，另一端与所述喷枪连接。

优选的，上述冲压气动阀的前面设置有第一测压装置和第一测压显示装置，所述冲压气动阀上设置有第一压力调节装置，所述冲压调节阀上设置有第一子控制装置，所述冲压调节阀的后面依次设置有第一流量计、第二测压显示装置、第一压力变送器和第三测压显示装置，所述第一测压装置、所述第一测压显示装置、所述第一压力调节装置、所述第一子控制装置、所述第一流量计、所述第二测压显示装置、所述第一压力变送器和所述第三测压显示装置均与所述总控制装置连接，所述流化气动阀的前面设置有第四测压装置和第二测压显示装置，所述流化气动阀上设置有第二压力调节装置，所述流化调节阀上设置有第二子控制装置，所述流化调节阀的后面依次设置有第二流量计、第五测压显示装置、第二压力变送器和第六测压显示装置，所述第四测压装置、所述第二测压显示装置、所述第二压力调节装置、所述第二子控制装置、所述第二流量计、所述第五测压显示装置、所述第二压力变送器和所述第六测压显示装置均与所述总控制装置连接，所述第三下料阀上设置有第四压力调节装置，所述喷吹阀上设置有第五压力调节装置，所述第四压力调节装置和所述第五压力调节装置均与所述总控制装置连接，所述助吹气动阀的前面设置有第七测压装置和第三测压显示装置，所述助吹气动阀上设置有第三压力调节装置，所述助吹调节阀上设置有第三子控制装置，所述助吹调节阀的后面依次设置有第三流量计、第八测压显示装置、第三压力变送器和第九测压显示装置，所述第七测压装置、所述第三测压显示装置、所述第三压力调节装置、所述第三子控制装置、所述第三流量计、所述第八测压显示装置、所述第三压力变送器和所述第九测压显示装置均与所述总控制装置连接。

优选的，上述炉盖与所述盖体可拆卸连接且位于所述盖体的下方，所述炉盖包括连接在一起的盖板和圆管，所述盖板位于所述圆管的上方，所述盖板与所述盖体连接，所述圆管的内径与所述炉体的炉口的直径相同，所述盖板上设置有固相进料口，所述固相进料口与所述圆管的内腔连通，喷枪穿过所述喷枪插入口和所述固相进料口进入所述炉体内的铁液下。

优选的，上述盖体的四周设置有用于冷却密封装置的冷却套。

优选的，上述盖体通过所述移动装置可水平移动和可上下移动的设置在所述密封罐上。

优选的，上述移动装置包括行走平台、驱动装置、水平导轨和吊起装置，其中，所述水平导轨设置在所述密封罐的顶端且位于所述凹槽的槽口的两侧，所述行走平台设置在所述水平导轨上，所述驱动装置设置在所述行走平台上，所述盖体通过所述吊起装置吊挂在所述行走平台的下方，所述驱动装置用于驱动所述行走平台在所述水平导轨上移动和驱动所述吊起装置吊起所述盖体，所述驱动装置包括水平驱动装置和竖直驱动装置，所述水平驱动装置为电机，所述竖直驱动装置包括液压驱动电机，所述吊起装置包括液压驱动杆、链条和链轮，所述液压驱动杆与所述液压驱动电机连接，所述链轮设置在所述行走平台的下表面，所述链条的一端与所述液压驱动杆连接，另一端绕在所述链轮上且与所述盖体的上表面连接。

优选的，上述的熔态碳热法炼镁装置还包括用于支撑所述喷吹罐的喷吹罐支架，所述喷吹罐支架包括底座、竖梁和横梁，所述竖梁为多根且与所述底座连接，所述横梁为多根且与所述竖梁连接，多根所述横梁组成的框架的内切圆的直径小于喷吹罐的外径且大于所述喷吹罐的下封头的外径，所述喷吹罐架设在所述横梁上。

优选的，上述的熔态碳热法炼镁装置还包括冷却装置，所述冷却装置包括总管路和与所述总管路连通的第一支管路、第二支管路、第三支管路和第四支管路，所述第一支管路与所述盖体上的冷却套连通，所述第二支管路与所述冷却器本体的冷却管路连通，所述第三支管路与所述真空感应炉的感应线圈连通，所述第四支管路与所述第一冷却器的冷却管路连通。

本实用新型提供的熔态碳热法炼镁装置，包括喷吹罐、真空感应炉、第一冷却器和第二冷却器，其中，所述喷吹罐包括罐体，所述罐体中充满氩气，所述罐体的上端通过连通管连通有料斗，所述连通管自上至下依次设置有第一下料阀和第二下料阀，所述连通管的末端连接有用于将碳粉、氧化镁粉在适量氩气的保护下，以气固混合物的形式连续送入真空反应炉内铁液的液面下的喷枪，所述真空感应炉包括炉体、炉盖、密封罐和盖体，其中，所述炉体与所述炉盖密封连接，所述盖体与所述密封罐密封连接，所述炉体内置在所述密封罐的凹槽中，所述炉盖与所述盖体连接且位于所述盖体的下方，所述炉体的顶端设置有进铁口，所述炉体的侧壁上设置第一出气口和排渣口，所述盖体上设置有喷枪插入口，所述密封罐的壁体包括由外至内依次设置的不锈钢层、保温棉层和耐火砖层，所述喷枪插入所述喷枪插入口，所述第一冷却器包括管体和真空器，其中，所述管体包括连接在一起的前段管和后段管，所述前段管的内管径由前至后逐渐减小，所述前段管的前端设置有第一进气口，所述后段管的内管径由前至后逐渐增大，所述后段管的末端设置有第二出气口，所述后段管的管壁上设置有空心夹腔，所述后段管的管壁上开设有供冷却介质流动的进入口和排出口，所述进入口和所述排出口均与所述空心夹腔连通，所述第二出气口与所述真空器连通，所述第一进气口与所述第一出气口连通，用于将镁蒸气、一氧化碳气体和氩气送入所述第一冷却器，所述第二冷却器用于将氩气、一氧化碳和灰尘进行分离，包括自上而下依次连通的第二进气口、旋风分离管、收集管和出料口，其中，所述旋风分离管自上而下直径缩小，所述收集管自上而下直径扩大，所述旋风分离管的底部设置有挡板遮挡住所述旋风分离管与所述收集管的连通处，所述第二进气口的一侧设置有第三出气口，所述第二进气口水平设置，所述第三出气口垂直设置，所述第三出气口连通有粉尘分离冷却器，所述粉尘分离冷却器包括冷却器本体，所述冷却器本体上设置有第三进气口、第四出气口和接灰斗，所述第三出气口与所述第三进气口连通，所述第四出气口的高度高于所述第三进气口的高度，所述接灰斗设置在所述冷却器本体的底部，所述第二进气口与所述第二出气口连通。使用时，物料从料斗进入，经过喷吹罐的处理后，通过喷枪进入真空感应炉，经过一系列反应后，通过第一冷却器的降温和第二冷却器的冷却分离，最终得到镁颗粒。本实用新型提供的熔态碳热法炼镁装置能够降低成本、降低能耗、提高生产效率高且实现连续化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的熔态碳热法炼镁装置的流程示意图；

图2为本实用新型实施例提供的喷吹罐的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的密封罐的俯视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的移动装置的侧视结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的移动装置的俯视结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的竖直驱动装置的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的密封罐的俯视结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的盖体的俯视结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的盖体的侧视结构示意图；

图10为实用新型实施例提供的炉盖的侧视结构示意图；

图11为实用新型实施例提供的炉盖的俯视结构示意图；

图12为本实用新型实施例提供的第一冷却器的结构示意图；

图13为本实用新型实施例提供的第二冷却器的流程示意图。

上图1-图13中：

喷吹罐1、第一下料阀101、第二下料阀102、料斗103、罐体104、泄压阀105、第三下料阀106、喷吹阀107、冲压气动阀108、冲压调节阀109、流化气动阀110、流化调节阀111、助吹气动阀112、助吹调节阀113、氩气源 114、称重感应器115、真空感应炉2、炉体201、第一出气口202、排渣口203、凹槽204、进铁口205、密封罐206、卷帘207、手柄208、加强筋209、竖直驱动装置210、滤网211、水平驱动装置212、固定槽213、盖体214、链条 215、行走平台216、行走轮217、护套218、液压驱动杆219、水平导轨220、喷枪插入口221、排空阀222、中空通道223、圆管224、喷枪225、固相进料口226、第一冷却器3、前段管301、后段管302、进入口303、排出口304、第一进气口305、第二出气口306、冷却装置4、冷却套401、尾气冷却器402、感应线圈403、第一支管路404、第二支管路405、第三支管路406、第四支管路407。

具体实施方式

请参考图1-图13，图1为本实用新型实施例提供的熔态碳热法炼镁装置的流程示意图；图2为本实用新型实施例提供的喷吹罐的结构示意图；图3 为本实用新型实施例提供的密封罐的俯视结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的移动装置的侧视结构示意图；图5为本实用新型实施例提供的移动装置的俯视结构示意图；图6为本实用新型实施例提供的竖直驱动装置的结构示意图；图7为本实用新型实施例提供的密封罐的俯视结构示意图；图8 为本实用新型实施例提供的盖体的俯视结构示意图；图9为本实用新型实施例提供的盖体的侧视结构示意图；图10为实用新型实施例提供的炉盖的侧视结构示意图；图11为实用新型实施例提供的炉盖的俯视结构示意图；图12 为本实用新型实施例提供的第一冷却器的结构示意图；图13为本实用新型实施例提供的第二冷却器的流程示意图。

本实用新型实施例提供的熔态碳热法炼镁装置，用于熔态碳热法炼镁，例如申请号为201610495930.8，实用新型名称为“一种熔态碳热法感应炉真空炼镁系统及其炼镁方法”的专利申请中所公开的熔态碳热法炼镁，包括喷吹罐 1、真空感应炉2、第一冷却器3和第二冷却器，其中，喷吹罐1包括罐体104，罐体104中充满氩气，罐体104的上端通过连通管连通有料斗103，连通管自上至下依次设置有第一下料阀101和第二下料阀102，连通管的末端连接有用于将碳粉、氧化镁粉在适量氩气的保护下，以气固混合物的形式连续送入真空反应炉内铁液的液面下的喷枪225，真空感应炉2包括炉体201、炉盖、密封罐206和盖体214，其中，炉体201与炉盖密封连接，盖体214与密封罐密封连接，炉体201内置在密封罐206的凹槽204中，炉盖与盖体214连接且位于盖体214的下方，炉体201的顶端设置有进铁口205，炉体的侧壁上设置第一出气口202和排渣口203，盖体214上设置有喷枪插入口221，密封罐206的壁体包括由外至内依次设置的不锈钢层、保温棉层和耐火砖层，喷枪225 插入喷枪插入口221，第一冷却器3包括管体和真空器，其中，管体包括连接在一起的前段管301和后段管302，前段管301的内管径由前至后逐渐减小，前段管301的前端设置有第一进气口305，后段管302的内管径由前至后逐渐增大，后段管302的末端设置有第二出气口306，后段管302的管壁上设置有空心夹腔，后段管302的管壁上开设有供冷却介质流动的进入口303和排出口301，进入口303和排出口304均与空心夹腔连通，第二出气口306与真空器连通，第一进气口305与第一出气口202连通，用于将镁蒸气、一氧化碳气体和氩气送入第一冷却器3，第二冷却器用于将氩气、一氧化碳和灰尘进行分离，包括自上而下依次连通的第二进气口、旋风分离管、收集管和出料口，其中，旋风分离管自上而下直径缩小，收集管自上而下直径扩大，旋风分离管的底部设置有挡板遮挡住旋风分离管与收集管的连通处，第二进气口的一侧设置有第三出气口，第二进气口水平设置，第三出气口垂直设置，第三出气口连通有粉尘分离冷却器，粉尘分离冷却器包括冷却器本体，冷却器本体上设置有第三进气口、第四出气口和接灰斗，第三出气口与第三进气口连通，第四出气口的高度高于第三进气口的高度，接灰斗设置在冷却器本体的底部，第二进气口与第二出气口连通。

使用时，物料从料斗进入，经过喷吹罐的处理后，通过喷枪225进入真空感应炉，经过一系列反应后，通过第一冷却器的降温和第二冷却器的冷却分离，最终得到镁颗粒。本实用新型提供的熔态碳热法炼镁装置能够降低成本、降低能耗、提高生产效率高且实现连续化生产。

其中，喷吹罐1包括罐体104，罐体104中充满氩气，还包括总控制装置，总控制装置包括PLC和PC，其中，罐体104的上端通过连通管连通有料斗 103，连通管自上至下依次设置有第一下料阀101第二下料阀102，罐体104 上设置有称重感应器115，称重感应器115与总控制装置连接，罐体104上设置有第四测压显示装置和第十测压装置，第四测压显示装置和第十测压装置均与总控制装置连接。当需要物料从料斗103进入罐体104时，先开启第一下料阀101，关闭第二下料阀102，让物料流动至第二下料阀102处，然后关闭第一下料阀101，开启第二下料阀102，从而防止罐体104中的氩气进入料斗103。具体的，可以是在罐体104上设计有两个挂耳，挂耳上安装有称重感应器115，此处称重感应器115的作用在于称量喷吹罐内固体物料的重量，一方面用以控制料斗103的下料量，另一方面根据称重感应器1014反馈给总控制装置的数据，调整冲压装置、喷吹装置和助吹装置的阀门开度。其中，罐体104上设置有泄压阀105。

为了进一步优化上述方案，罐体104的上部连通有冲压装置，罐体104 的下部设置有流化装置。其中，冲压装置包括冲压管路和设置在冲压管路上的冲压气动阀108和冲压调节阀109，冲压管路的一端与氩气源114连接，另一端与罐体104的上部连接，冲压气动阀的前面设置有第一测压装置和第一测压显示装置，冲压气动阀上设置有第一压力调节装置，冲压调节阀上设置有第一子控制装置，冲压调节阀的后面依次设置有第一流量计、第二测压显示装置、第一压力变送器和第三测压显示装置，第一测压装置、第一测压显示装置、第一压力调节装置、第一子控制装置、第一流量计、第二测压显示装置、第一压力变送器和第三测压显示装置均与总控制装置连接。

流化装置包括流化管路和设置在流化管路上的流化气动阀110和流化调节阀111，流化管路的一端与氩气源114连接，另一端与罐体104的下部连接，流化气动阀的前面设置有第四测压装置和第二测压显示装置，流化气动阀上设置有第二压力调节装置，流化调节阀上设置有第二子控制装置，流化调节阀的后面依次设置有第二流量计、第五测压显示装置、第二压力变送器和第六测压显示装置，第四测压装置、第二测压显示装置、第二压力调节装置、第二子控制装置、第二流量计、第五测压显示装置、第二压力变送器和第六测压显示装置均与总控制装置连接。罐体104的底部依次设置有第三下料阀 106和喷吹阀107，第三下料阀上设置有第四压力调节装置，喷吹阀上设置有第五压力调节装置，第四压力调节装置和第五压力调节装置均与总控制装置连接。喷吹阀107连通有助吹装置。助吹装置包括助吹管路和设置在助吹管路上的助吹气动阀1012和助吹调节阀1013，助吹管路的一端与氩气源114连接，另一端与喷枪225连接，助吹气动阀的前面设置有第七测压装置和第三测压显示装置，助吹气动阀上设置有第三压力调节装置，助吹调节阀上设置有第三子控制装置，助吹调节阀的后面依次设置有第三流量计、第八测压显示装置、第三压力变送器和第九测压显示装置，第七测压装置、第三测压显示装置、第三压力调节装置、第三子控制装置、第三流量计、第八测压显示装置、第三压力变送器和第九测压显示装置均与总控制装置连接。

上述的喷吹罐还包括设置在各自管路上的多个备用阀门。各自管路靠近罐体104的部分设置有软管。各自管路靠近罐体104的部分设置有止回阀。

其工作过程为，料斗103的物料落入罐体104中，启动罐体104底部的搅拌机进行搅拌，并开启流化装置向罐体104内冲压，使物料呈流化状态，待物料流化后，开启冲压装置，使罐体104内压力增加，开启罐体104底部的带叶片的物料输送机，并开启第三下料阀106，使物料落入喷吹阀107上，罐体104内的物料的流化使物料的初步流化，即实现物料由大块变成均匀的小颗粒状。

然后开启喷吹阀107，并开启与喷吹阀107相连接的助吹装置，使物料呈流态化。在冲压装置、流化装置和助吹装置上都设计有软管和止回阀，冲压装置、流化装置上的软管的作用在于方便与罐体104的拆卸和安装，助吹装置需要设计软管在于，与助吹装置末端相连的喷枪225需要适时的升降。在冲压装置、流化装置和助吹装置上设计有相应的阀门和调节阀以及备用阀门。设计多个阀门的作用在于，一个气动阀(粗调)+一个调节阀(精调)+若干个备用阀门，这样做的目的在于准确且灵活的控制氩气流速，一旦一个阀门出现故障，可以开启备用阀。一个粗调阀+一个精调阀，可以减少精调阀门的启动频率和调节幅度，有助于延长精调阀的使用寿命。

真空感应炉2包括炉体201、炉盖、密封罐206和盖体214，其中，炉体 201与炉盖密封连接，盖体214与密封罐密封连接，炉体201内置在密封罐 206的凹槽204中，炉盖与盖体214连接且位于盖体214的下方，炉体201的顶端设置有进铁口205，炉体201的侧壁上设置第一出气口202和排渣口203，盖体214上设置有喷枪插入口221，密封罐206的壁体包括由外至内依次设置的不锈钢层、保温棉层和耐火砖层。密封罐能够保证真空条件，并不会影响固体渣排出真空感应炉。从而实现在真空条件下将悬浮在铁液上方的固体渣排出真空感应炉。

其中，第一出气口202与排渣口203位于同一水平面上且相互垂直。炉盖与盖体214螺纹连接，可以拆装。盖体214的四周设置有用于冷却密封装置的水套。密封罐206的凹槽204中设置有爬梯。第一出气口202处设置有冷凝器安装位置。排渣口203的下方设置有用于盛装铁渣的容器。密封罐206 的壁体上设置有用于容器通过的开口。

具体的，在实际应用时：本实用新型提供的真空感应炉，包括真空感应炉的炉体201和真空感应炉的炉盖，该真空感应炉的炉体201置于凹槽204 中，凹槽204为圆形或椭圆形凹槽，由于真空感应炉在设备的调试和停机阶段需要将铁液倒出，在反应过程中需要及时将悬浮在铁液上方的固体渣排出真空感应炉，且熔态碳热法炼镁需要在真空条件下反应，因此，需要将真空感应炉置于一个可以密封的凹槽204内，凹槽204的上边沿还设计密封圈；该炉体201的结构与传统的炼铁工艺采用的真空感应炉炉体的结构相同，炉体201上端开口为圆形，构成装入铁块的进铁口205，进铁口边沿设计有第一出气口202和排渣口3，第一出气口202和排渣口203相互垂直，凹槽204上设计有与凹槽204尺寸匹配的凹槽盖，即盖体214，在凹槽盖上设计有喷枪插入口221和螺纹孔，螺纹孔的作用是将真空感应炉的炉盖固定在凹槽盖的下方。在凹槽盖上还设计有排空阀222，在凹槽盖的四周还设计有冷却密封圈的水套。凹槽204内还设计有可以方便人员上下的、由铁管焊接而成的上下梯，即爬梯。密封罐206的壁体从内到外由三层结构组成，最内层的是耐火砖，中间层是保温棉，最外层是不锈钢。凹槽204上在第一出气口202的位置预留有用于安装拉瓦尔喷管冷凝器的位置，在此位置附近安装有红外测温仪，用以检测真空感应炉在工作时外壁的温度，温度计为“麦氏真空计”，“麦氏温度计”与传感器相连，将温度数据实时的传输给中央控制室，中央控制室根据接收到的数据，实时的调整真空感应炉的加热频率。此外，凹槽204 和凹槽盖形成的空腔构成真空室，在凹槽204的侧壁上安装有用以测量真空室温度的感温探头。

此外，在真空室内，在排渣口203的端部正下方放置有盛装铁渣的容器。目前的设计是小批量反应，盛装铁渣的容器在反应停车后，直接从凹槽204 内掉出，待连续化大批量生产时，在凹槽204内需要设置一个用于运输容器的运渣车，并在密封罐206的壁体上开设一个通口，用以将运渣车实时的运出。

其中，炉盖与盖体214可拆卸连接且位于盖体214的下方，炉盖包括连接在一起的盖板和圆管224，盖板位于圆管224的上方，盖板与盖体214连接，圆管224的内径与炉体的炉口的直径相同。密封罐能够保证真空条件，并不会影响固体渣排出真空感应炉。从而实现在真空条件下将悬浮在铁液上方的固体渣排出真空感应炉。并且，炉盖与盖体214连接，由于在设备检修或倒出铁液阶段需要将盖体214和真空感应炉的炉盖实现空间位移，为了方便位移，盖体214与炉盖可拆卸连接，这样在带动盖体214位移的同时，炉盖也跟着位移到指定地点，使用更加的方便。

其中，盖板上设置有固相进料口226，固相进料口226与圆管224的内腔连通，喷枪225穿过喷枪插入口221和固相进料口226进入炉体内的铁液下。盖板与圆管224为一体成型，圆管224为水泥浇筑而成。圆管224的侧壁上开设有与第一冷却器3的进气口尺寸匹配的中空通道223。炉盖与盖体214螺纹连接。盖体214的四周设置有用于冷却密封装置的冷却套401。密封装置为密封圈。冷却套401为水套。冷却套401套设在盖体214的外壁上，且位于盖体214与密封罐的壁体之间。冷却套401内置有容纳槽，密封装置设置在容纳槽中。

盖体214通过所述移动装置可水平移动和可上下移动的设置在所述密封罐206上，移动装置包括行走平台216、驱动装置、水平导轨220和吊起装置，其中，水平导轨220设置在密封罐的顶端且位于凹槽204的槽口的两侧，行走平台2016设置在水平导轨220上，驱动装置设置在行走平台2016上，盖体214通过吊起装置吊挂在行走平台216的下方，驱动装置用于驱动行走平台216在水平导轨220上移动和驱动吊起装置吊起盖体214。

其中，行走平台216的底部设置有行走轮217，行走轮217行走在水平导轨220上。还可以是，行走平台216的底部设置有滑道，滑道滑动扣合在水平导轨220上。

其中，驱动装置包括水平驱动装置和竖直驱动装置210。水平驱动装置为电机。竖直驱动装置210包括液压驱动电机，吊起装置包括液压驱动杆219、链条215和链轮，液压驱动杆219与液压驱动电机连接，链轮215设置在行走平台1216的下表面，链条215的一端与液压驱动杆219连接，另一端绕在链轮上且与盖体214的上表面连接

其中，链条215与盖体214的连接处设置有护套218。行走平台216的一侧设置有固定槽213，固定槽213中容纳有卷帘207。行走平台216上设置有爬梯。

具体的，在实际应用时：

本实用新型实施例提供的真空感应炉上的炉盖行走系统，由于真空感应炉在设备的调试和停机阶段需要将铁液倒出，需要将真空感应炉置于一个可以密封的凹槽204内，因此在使真空感应炉的炉盖升降的过程中，需要首先将盖体升降，然后才能实现炉盖的升降，为了解决这种问题，一般采用将电弧炉的炉盖可拆卸的固定安装在盖体上，只要实现盖体的行走移动即可。所以熔态碳热法炼镁用真空感应炉的炉盖行走系统，事实上是盖体的行走系统。为了满足熔态碳热法炼镁系统的反映要求，盖体要方便快速的实现上升、下降和前后位移。

其技术点在于：

1、在凹槽204所在的工作平台上设计有两个行走轨道(铁制的链轮轨道)，带着盖体214运动的行走平台216下安装有驱动轮，驱动轮在行走轨道上移动带动行走平台216移动；在盖体214上安装有四个链轮的护套。

2、盖体214通过链条215挂掉在行走平台216的下方；行走平台216的左侧设计有固定槽213，固定槽213上放置着卷帘207，卷帘207的作用是集中收集行走平台216上管道的作用。由于凹槽204内工作状态时处于真空状态，为了防止盖体214变形，在盖体214上固定焊接有多个加强筋。

3、为了上、下行走平台216方便，在行走平台216上设计有爬梯。行走平台216的左右两侧下方设计有竖直钢板，驱动轮设置在竖直钢板的下方。竖直钢板的外侧设计有加强筋209。

4、在行走平台216的左侧设置有驱动驱动轮在行走轨道上水平移动的水平驱动电机，水平驱动电机带动驱动轮水平运动，由此实现行走平台216的水平运动；在行走平台216的右侧设置有液压驱动电机，液压驱动电机带动液压驱动杆219运动，液压驱动杆219与链条215连接，链条215挂接在盖体214上的链轮的护套处，由此实现盖体214的上下移动。为了操作方便，在行走平台216的一侧设计有手柄208，方便行走平台216在断电的情况可以人力驱动。盖体214上设置有排空阀222，排空阀222上设置有滤网211，起到隔离杂物的作用。

第一冷却器3需要在真空状态下操作，其第二出气口306与真空器相连，从而实现冷却器的真空操作状态。从真空反应炉出来的镁蒸汽首先通过第一进气口305进入前段管301，前段管301可以称之为热管段，主要是利用前段管301的管道的逐渐缩小使热管段的气体经压缩后升温升压，在热管段的出气口温度升值1100℃左右，然后经过压缩后的镁蒸汽进入后段管302，后段管302可以称之为冷管段，冷管段能够进行快速冷却，冷管段的结构与热管段的结构正好相反，为进气口小，出气口大，在冷管段镁蒸汽经历降压降温和冷却介质的间壁式换热，冷却介质从进入口303进入空心夹腔中并充分流动后从排出口304出来。第一冷却器3能够提高冷却速度。

炉体外设置有中空的感应线圈403；冷却装置4包括总管路和与总管路连通的第一支管路404、第二支管路405、第三支管路406和第四支管路407，第一支管路404与冷却套401连通，第二支管路405与尾气冷却器402的冷却管路连通，尾气冷却器402即粉尘分离冷却器，第三支管路406与感应线圈43连通，第四支管路407与第一冷却器3的冷却管路连通。整个冷却水系统安排和控制合理，冷却效果更好。

第二冷却器在使用时，与其他杂质混合在一起的镁蒸气从第二进气口进入旋风分离管，经过冷却降温后镁蒸气成为镁颗粒落在挡板上，挡板开启后进入收集管并最终从出料口排出，而氩气、一氧化碳和其他粉尘从第三出气口排出进入粉尘分离冷却器中，将粉尘与氩气和一氧化碳等气体进行分离，分离后的粉尘落入接灰斗中，氩气和一氧化碳等气体从第三出气口排出。从而实现收集镁颗粒，且将镁蒸气与氩气和其他粉尘分离。

Claims (12)

1.一种熔态碳热法炼镁装置，其特征在于，包括依次连通的喷吹罐、真空感应炉、第一冷却器、第二冷却器，

所述喷吹罐用于接收反应物料，并使反应物料在罐体内与保护气混合均匀，出料口与真空感应炉进料口相连；

所真空感应炉，为熔态碳热炼镁的反应炉，用于接收从喷吹罐下料端输送来的气固混合物，并使气固混合物在感应炉内反应，生成镁和其他反应产物；

所述第一冷却器用于将镁和其他反应产物冷却；

所述第二冷却器用于将镁和其他反应产物分离，收集镁，并将产物相互分离。

2.根据权利要求1所述的熔态碳热法炼镁装置，其特征在于，所述喷吹罐包括罐体，所述罐体中充满氩气，所述罐体的上端通过连通管连通有料斗，所述连通管自上至下依次设置有第一下料阀和第二下料阀，

所述连通管的末端连接有用于将碳粉、氧化镁粉在适量氩气的保护下，以气固混合物的形式连续送入真空反应炉内铁液的液面下的喷枪，所述喷枪与所述真空感应炉连通。

3.根据权利要求1所述的熔态碳热法炼镁装置，其特征在于，所述真空感应炉包括炉体、炉盖、密封罐和盖体，其中，所述炉体与所述炉盖密封连接，所述盖体与所述密封罐密封连接，所述炉体内置在所述密封罐的凹槽中，所述炉盖与所述盖体连接且位于所述盖体的下方，所述炉体的顶端设置有进铁口，所述炉体的侧壁上设置第一出气口和排渣口，所述盖体上设置有喷枪插入口，所述密封罐的壁体包括由外至内依次设置的不锈钢层、保温棉层和耐火砖层，

所述第一出气口与所述第一冷却器连通，用于将镁蒸气、一氧化碳气体和氩气送入所述第一冷却器，所述喷枪插入口与所述喷吹罐连通，

所述盖体通过移动装置可水平移动和可上下移动的设置在所述密封罐上。

4.根据权利要求1所述的熔态碳热法炼镁装置，其特征在于，所述第一冷却器包括管体和真空器，其中，所述管体包括连接在一起的前段管和后段管，所述前段管的内管径由前至后逐渐减小，所述前段管的前端设置有第一进气口，所述后段管的内管径由前至后逐渐增大，所述后段管的末端设置有第二出气口，所述后段管的管壁上设置有空心夹腔，所述后段管的管壁上开设有供冷却介质流动的进入口和排出口，所述进入口和所述排出口均与所述空心夹腔连通，所述第二出气口与所述真空器连通且与所述第二冷却器连通，所述第一进气口与所述真空感应炉连通。

5.根据权利要求1所述的熔态碳热法炼镁装置，其特征在于，所述第二冷却器用于将氩气、一氧化碳和灰尘进行分离，包括自上而下依次连通的第二进气口、旋风分离管、收集管和出料口，其中，所述旋风分离管自上而下直径缩小，所述收集管自上而下直径扩大，所述旋风分离管的底部设置有挡板遮挡住所述旋风分离管与所述收集管的连通处，所述第二进气口的一侧设置有第三出气口，所述第二进气口水平设置，所述第三出气口垂直设置，所述第三出气口连通有粉尘分离冷却器，所述粉尘分离冷却器包括冷却器本体，所述冷却器本体上设置有第三进气口、第四出气口和接灰斗，所述第三出气口与所述第三进气口连通，所述第四出气口的高度高于所述第三进气口的高度，所述接灰斗设置在所述冷却器本体的底部，

所述第二进气口与所述第一冷却器连通。

6.根据权利要求2所述的熔态碳热法炼镁装置，其特征在于，所述罐体上设置有称重感应器，所述称重感应器与总控制装置连接，所述罐体上设置有第四测压显示装置和第十测压装置，所述第四测压显示装置和所述第十测压装置均与所述总控制装置连接。

7.根据权利要求6所述的熔态碳热法炼镁装置，其特征在于，所述罐体的上部连通有冲压装置，所述罐体的下部设置有流化装置，

所述冲压装置包括冲压管路和设置在所述冲压管路上的冲压气动阀和冲压调节阀，所述冲压管路的一端与氩气源连接，另一端与所述罐体的上部连接，

所述流化装置包括流化管路和设置在所述流化管路上的流化气动阀和流化调节阀，所述流化管路的一端与氩气源连接，另一端与所述罐体的下部连接，所述罐体的底部依次设置有第三下料阀和喷吹阀，

所述喷吹阀连通有助吹装置，所述助吹装置包括助吹管路和设置在所述助吹管路上的助吹气动阀和助吹调节阀，所述助吹管路的一端与氩气源连接，另一端与所述喷枪连接。

8.根据权利要求7所述的熔态碳热法炼镁装置，其特征在于，所述冲压气动阀的前面设置有第一测压装置和第一测压显示装置，所述冲压气动阀上设置有第一压力调节装置，所述冲压调节阀上设置有第一子控制装置，所述冲压调节阀的后面依次设置有第一流量计、第二测压显示装置、第一压力变送器和第三测压显示装置，所述第一测压装置、所述第一测压显示装置、所述第一压力调节装置、所述第一子控制装置、所述第一流量计、所述第二测压显示装置、所述第一压力变送器和所述第三测压显示装置均与所述总控制装置连接，

所述流化气动阀的前面设置有第四测压装置和第二测压显示装置，所述流化气动阀上设置有第二压力调节装置，所述流化调节阀上设置有第二子控制装置，所述流化调节阀的后面依次设置有第二流量计、第五测压显示装置、第二压力变送器和第六测压显示装置，所述第四测压装置、所述第二测压显示装置、所述第二压力调节装置、所述第二子控制装置、所述第二流量计、所述第五测压显示装置、所述第二压力变送器和所述第六测压显示装置均与所述总控制装置连接，

所述第三下料阀上设置有第四压力调节装置，所述喷吹阀上设置有第五压力调节装置，所述第四压力调节装置和所述第五压力调节装置均与所述总控制装置连接，

所述助吹气动阀的前面设置有第七测压装置和第三测压显示装置，所述助吹气动阀上设置有第三压力调节装置，所述助吹调节阀上设置有第三子控制装置，所述助吹调节阀的后面依次设置有第三流量计、第八测压显示装置、第三压力变送器和第九测压显示装置，所述第七测压装置、所述第三测压显示装置、所述第三压力调节装置、所述第三子控制装置、所述第三流量计、所述第八测压显示装置、所述第三压力变送器和所述第九测压显示装置均与所述总控制装置连接。

9.根据权利要求3所述的熔态碳热法炼镁装置，其特征在于，所述炉盖与所述盖体可拆卸连接且位于所述盖体的下方，所述炉盖包括连接在一起的盖板和圆管，所述盖板位于所述圆管的上方，所述盖板与所述盖体连接，所述圆管的内径与所述炉体的炉口的直径相同，

所述盖板上设置有固相进料口，所述固相进料口与所述圆管的内腔连通，喷枪穿过所述喷枪插入口和所述固相进料口进入所述炉体内的铁液下。

10.根据权利要求3所述的熔态碳热法炼镁装置，其特征在于，所述移动装置包括行走平台、驱动装置、水平导轨和吊起装置，

其中，所述水平导轨设置在所述密封罐的顶端且位于所述凹槽的槽口的两侧，所述行走平台设置在所述水平导轨上，所述驱动装置设置在所述行走平台上，所述盖体通过所述吊起装置吊挂在所述行走平台的下方，所述驱动装置用于驱动所述行走平台在所述水平导轨上移动和驱动所述吊起装置吊起所述盖体，

所述驱动装置包括水平驱动装置和竖直驱动装置，所述水平驱动装置为电机，所述竖直驱动装置包括液压驱动电机，所述吊起装置包括液压驱动杆、链条和链轮，所述液压驱动杆与所述液压驱动电机连接，所述链轮设置在所述行走平台的下表面，所述链条的一端与所述液压驱动杆连接，另一端绕在所述链轮上且与所述盖体的上表面连接。

11.根据权利要求2所述的熔态碳热法炼镁装置，其特征在于，还包括用于支撑所述喷吹罐的喷吹罐支架，所述喷吹罐支架包括底座、竖梁和横梁，所述竖梁为多根且与所述底座连接，所述横梁为多根且与所述竖梁连接，多根所述横梁组成的框架的内切圆的直径小于喷吹罐的外径且大于所述喷吹罐的下封头的外径，所述喷吹罐架设在所述横梁上。

12.根据权利要求1所述的熔态碳热法炼镁装置，其特征在于，还包括冷却装置，所述冷却装置包括总管路和与所述总管路连通的第一支管路、第二支管路、第三支管路和第四支管路，

所述第一支管路与所述所述真空感应炉的盖体上的冷却套连通，所述第二支管路与所述第二冷却器的冷却器本体的冷却管路连通，所述第三支管路与所述真空感应炉的感应线圈连通，所述第四支管路与所述第一冷却器的冷却管路连通。