CN216155933U - 一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于镁冶炼技术领域，具体涉及一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置及其工艺流程，本实用新型提供了一种生产效率高的、可连续进行的真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置，包括：加热炉A、加热炉B、蒸馏坩埚、保温坩埚、加料装置和拉铸装置，蒸馏坩埚设置于所述加热炉A内，保温坩埚设置于所述加热炉B内，保温坩埚的内部由挡板分隔为保温一室和保温二室，所述加料装置包括：加料斗和下料管，蒸馏坩埚通过蒸气管道与保温一室相连通，保温二室的侧壁下部还设置有出液管，出液管的出口端向加热炉B外部伸出且连接有拉铸装置，加料斗和蒸馏坩埚分别连通有真空管道，保温二室还连接有氩气进气管。

Description

一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置

技术领域

本实用新型属于镁冶炼技术领域，具体涉及一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置。

背景技术

金属镁具有优良的物理性能和机械加工性能，是轻质合金的重要组成元素，镁合金结构部件具有成本低、耐用的特点，被广泛应用于电力、电子和汽车等行业，镁还是重要的国防金属，是导弹、空间轨道上用量最多的金属之一，被人们誉为21世纪最有前途的轻量化材料和绿色金属工程材料。

镁真空蒸馏精炼是指在低于大气压力的条件下，通过蒸馏除去粗镁中杂质产出精镁的镁精炼方法，镁熔剂精炼或镁沉降精炼只能除去镁中的非金属杂质和一部分金属杂质铁，而镁真空蒸馏精炼，则可除去粗镁中的大部分杂质，获得纯度更高的镁。

现有的镁真空蒸馏精炼一般在真空蒸馏炉中进行，镁被加热到一定温度后气化。进入以水冷却的冷凝器内，在冷凝器面向罐底的表面冷凝结晶。精炼结束后，取出冷凝器中的结晶镁，再在低真空或惰性气氛中熔化，铸成镁锭。该蒸馏精炼过程复杂，且不可连续进行，生产效率极低。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术存在的不足，提供了一种生产效率高的、可连续进行的真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置，包括：加热炉A、加热炉B、蒸馏坩埚、保温坩埚、加料装置和拉铸装置，所述蒸馏坩埚设置于所述加热炉A内，所述保温坩埚设置于所述加热炉B内，所述保温坩埚的内部由挡板分隔为保温一室和保温二室，所述挡板上设置有连通管，所述连通管内设置有液体阀门A；

所述加料装置包括：加料斗和下料管，所述加料斗的下端设置有出料口，所述出料口处设置有卸料阀门，当所述卸料阀门闭合时，所述卸料阀门可实现密封，所述下料管的上端与所述出料口相连接，所述下料管的下端与所述蒸馏坩埚相连通；

所述蒸馏坩埚通过蒸气管道与所述保温一室相连通，所述保温二室的侧壁下部还设置有出液管，所述出液管的入口端位于所述保温二室内且设置有液体阀门B，所述出液管的出口端向加热炉B外部伸出且连接有拉铸装置，所述加料斗和蒸馏坩埚分别连通有真空管道，真空管道内均设置有真空阀且与抽真空设备相连接，所述保温二室还连接有氩气进气管。

进一步的，所述拉铸装置包括：凝固管道、冷却水套和拉出装置，所述凝固管道的入口端与所述出液管的出口端相连接，所述凝固管道的外部套设有所述冷却水套，所述拉出装置位于所述凝固管道的出口外部，所述拉出装置包括：传送辊道和设置于传送辊道上方的压轮，所述压轮与所述传送辊道相配合用于将凝固的镁条从凝固管道中拉出。

进一步的，所述拉铸装置还包括：剪切机、定位挡板和接触开关，所述剪切机位于所述传送辊道的末端，所述剪切机背离传送辊道的一侧设置有定位挡板，所述定位挡板朝向剪切机的端面设置有接触开关，所述传送辊道驱动镁条穿过剪切机的剪切区域，且朝向接触开关运动，所述接触开关控制所述剪切机工作，当镁条按动接触开关时，剪切机工作，将镁条剪切，工作人员可根据生产中的实际情况，调整定位挡板与剪切机的距离，即被剪切下的镁条的长度。

进一步的，所述蒸气管道包括：蒸气管道A和蒸气管道B，竖直设置的所述蒸气管道A连接于所述蒸馏坩埚的上端，所述蒸气管道B的上端与所述蒸气管道A的上端相连通，所述蒸气管道B的下端贯穿伸入所述保温一室中，且所述蒸气管道B的下端口略高于所述保温一室的下端内壁，所述蒸气管道A中设置有加热器A，所述蒸气管道B中设置有加热器B，所述加热炉B位于所述加热炉A的下方，即所述蒸馏坩埚与保温坩埚之间存在高度差，当镁蒸气进入到蒸气管道B中后凝结成液体，液体由蒸气管道B进入到保温坩埚中，所述加热器A加热温度为720℃，使得蒸气管道A中的镁蒸气不会预冷凝结，所述加热器B加热温度为500-560℃，使得蒸气管道B中的镁蒸气凝结成液体，不会变成固体。

进一步的，所述蒸气管道A中还设置有过滤器，所述过滤器包括多层过滤挡板，所述过滤挡板均设置有多个通气孔，在蒸馏粗镁溶液的过程中，粗镁溶液中会逸散出杂质金属如铁、铜、铝的蒸气，故蒸馏产生的气体除了镁蒸气之外，还存在其他金属的蒸气，在蒸气整体通过过滤器时，镁蒸气可顺利通过，杂质金属会接触到过滤挡板后凝结，重新掉落至蒸馏坩埚中。

进一步的，所述加料斗的上端设置有可开合的投料口，所述加料斗的侧端连通有所述真空管道，往加料斗中添加粗镁时，投料口开启，添加完成后投料口关闭，且投料口关闭后实现密封，可对加料斗进行抽真空。

进一步的，所述加料斗、蒸馏坩埚均设置有真空压力表，所述蒸馏坩埚和保温坩埚均设置有温度表，用于监测坩埚内的温度；所述加料斗、蒸馏坩埚还连通有氩气进气管，在需要时可将氩气保护气充入加料斗、蒸馏坩埚中。

进一步的，所述出液管内设置有电加热棒，当拉铸装置与加热炉B位置距离较远时，所述出液管通过连接管与凝固管道相连接，所述连接管外套设有电加热圈，为了便于出液管和凝固管道的连接，可设置连接管，通过设置电加热棒和电加热圈，可防止出液管、连接管中的镁液凝固，保证镁液流动。

进一步的，所述剪切机的下方设置有输送带，剪切后的小段镁条可直接落至输送带上并传输至存储处。

连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置的工艺流程，如下：

步骤1、准备工作，启动加热炉B，加热温度为680℃，液体阀门A、液体阀门B均为关闭状态，在保温一室中注入提前准备好的镁液，镁液由蒸气管道B的下端进入到蒸气管道B中，形成对蒸气管道的液封。

步骤2、抽真空工作，将破碎后的粗镁加入加料斗中，并闭合投料口，此时卸料阀门闭合；开启抽真空设备，对加料斗和蒸馏坩埚抽真空，且上述部件的真空度相同，真空度为500Pa；此时蒸气管道B中的镁液上升，形成液柱。

步骤3、蒸馏工作，开启卸料阀门，将适量的粗镁加入到蒸馏坩埚中，再关闭卸料阀门，开启加热器A温度为720℃；开启加热器B，温度为500-560℃；启动加热炉A加热温度为700-730℃，将粗镁融化成粗镁液，并进行蒸馏。

步骤4、当保温一室中镁液达到一定量时，开启液体阀门A，镁液通过连通管进入到保温二室中，当保温二室中镁液达到一定量时，关闭液体阀门A。

步骤5、拉铸工作：关闭液体阀门A，由氩气进气管向保温二室中充入氩气，开启液体阀门B，镁液由出液管流出保温二室进入到凝固管道中，镁液在凝固管道中凝固成镁条，镁条由拉出装置拉出，并由剪切机剪切成小段镁条。

在进行拉铸工作时，镁液由出液管进入到凝固管道中，由于冷却水套的制冷作用，使得凝固管道中的镁液凝固成镁条，氩气进气管持续向保温二室中充入氩气，推动保温二室中的镁液进入出液管、凝固管道；在凝固管道中，后进入的镁液推动已凝固的镁条向凝固管道的出口运动，镁条被推出凝固管道的出口后，到达拉出装置处，压轮与传送辊道分别压紧镁条的上下端将镁条拉出，工作人员根据实际生产情况，设计拉出装置的拉出速度。

本实用新型的连续加料、蒸馏、拉铸工作原理如下：

在第一次工作时，需要提前进行准备工作，完成蒸气管道的液封，之后的工作中，保温一室中一直存有镁液，无需再次进行准备工作；

连续加料、蒸馏的工作原理如下：往加料斗中添加粗镁，加料斗的容积远大于蒸馏坩埚的容积，之后对加料斗和蒸馏坩埚抽真空，且真空度相同，蒸馏坩埚的加料工作为：开启卸料阀门，加料斗中的部分粗镁加入到蒸馏坩埚中，加料完后卸料阀门关闭，进而保证蒸馏坩埚中粗镁的持续供应，蒸馏工作持续进行，当加料斗中的粗镁量不够时，卸料阀门关闭，开启投料口，往加料斗中添加粗镁，之后关闭投料口，再次对加料斗抽真空，使其真空度与蒸馏坩埚中的相同，之后重复蒸馏坩埚的加料工作。

连续拉铸的工作原理如下：当保温一室中镁液量达到一定时，开启液体阀门A，保温一室中的镁液由连通管流入保温二室中，保温二室中镁液量达到一定时，关闭液体阀门A，保温二室与保温一室独立，保温二室中的镁液由出液管流出进行拉铸工作，不会影响到保温一室。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

一、本实用新型可实现连续的加料、蒸馏、拉铸工作，将多个功能集成为一体，大幅度提高了生产效率。

二、现有的蒸馏精炼技术中，粗镁经蒸馏精炼之后，产生结晶镁，还需要重新将结晶镁熔化浇铸成型，本实用新型中，粗镁经蒸馏精炼之后为镁液，可直接对镁液拉铸成型，相比现有的生产工艺，减少了结晶镁重新熔化这一步骤，生产效率更高。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型拉铸装置的结构示意图。

图3为本实用新型过滤器的示意图。

图4为过滤挡板的结构示意图。

图中：1为加热炉A，2为加热炉B，3为蒸馏坩埚，4为保温坩埚，41为保温一室，42为保温二室，43为挡板，44为连通管，45为液体阀门A，46为氩气进气管，47为出液管，48为液体阀门B，49为连接管，5为加料装置，51为加料斗，52为下料管，53为卸料阀门，6为拉铸装置，61为凝固管道，62为冷却水套，63为传送辊道，64为压轮，65为剪切机，66为定位挡板，67为接触开关，68为输送带，7为真空管道，8为蒸气管道，81为蒸气管道A，82为蒸气管道B，83为过滤器，831为过滤挡板，832为通气孔，84为加热器A，85为加热器B，91为镁液，92为镁条。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置，包括：加热炉A1、加热炉B2、蒸馏坩埚3、保温坩埚4、加料装置5和拉铸装置6，所述蒸馏坩埚3设置于所述加热炉A1内，所述保温坩埚4设置于所述加热炉B2内，所述保温坩埚4的内部由挡板43分隔为保温一室41和保温二室42，所述挡板43上设置有连通管44，所述连通管44内设置有液体阀门A45；

所述加料装置5包括：加料斗51和下料管52，所述加料斗51的下端设置有出料口，所述出料口处设置有卸料阀门53，所述下料管52的上端与所述出料口相连接，所述下料管52的下端与所述蒸馏坩埚3相连通；

所述蒸馏坩埚3通过蒸气管道8与所述保温一室41相连通，所述保温二室42的侧壁下部还设置有出液管47，所述出液管47的入口端位于所述保温二室42内且设置有液体阀门B48，所述出液管47的出口端向加热炉B2外部伸出且连接有拉铸装置6，所述加料斗51和蒸馏坩埚3分别连通有真空管道7，真空管道7内均设置有真空阀且与抽真空设备相连接，所述保温二室42还连接有氩气进气管46。

所述拉铸装置6包括：凝固管道61、冷却水套62和拉出装置，所述凝固管道61的入口端与所述出液管47的出口端相连接，所述凝固管道61的外部套设有所述冷却水套62，所述拉出装置位于所述凝固管道61的出口外部，所述拉出装置包括：传送辊道63和设置于传送辊道63上方的压轮64，所述压轮64与所述传送辊道63相配合用于将凝固的镁条从凝固管道61中拉出。

所述拉铸装置6还包括：剪切机65、定位挡板66和接触开关67，所述剪切机65位于所述传送辊道63的末端，所述剪切机65背离传送辊道63的一侧设置有定位挡板66，所述定位挡板66朝向剪切机65的端面设置有接触开关67，所述传送辊道63驱动镁条穿过剪切机65的剪切区域，且朝向接触开关67运动，所述接触开关67控制所述剪切机65工作。

所述蒸气管道8包括：蒸气管道A81和蒸气管道B82，竖直设置的所述蒸气管道A81连接于所述蒸馏坩埚3的上端，所述蒸气管道B82的上端与所述蒸气管道A81的上端相连通，所述蒸气管道B82的下端贯穿伸入所述保温一室41中，且所述蒸气管道B82的下端口略高于所述保温一室41的下端内壁，所述加热炉B2位于所述加热炉A1的下方，所述蒸气管道A81中设置有加热器A84，所述蒸气管道B82中设置有加热器B85。

所述蒸气管道A中还设置有过滤器83，所述过滤器83包括多层过滤挡板831，所述过滤挡板831均设置有多个通气孔832。

所述加料斗51的上端设置有可开合的投料口，所述加料斗51的侧端连通有所述真空管道7。

所述加料斗51、蒸馏坩埚3均设置有真空压力表，所述蒸馏坩埚3、保温坩埚4均设置有温度表，用于监测坩埚内的温度，所述加料斗51、蒸馏坩埚3还连通有氩气进气管。

所述出液管47内设置有电加热棒，所述出液管47通过连接管49与凝固管道61相连接，所述连接管外套设有电加热圈。

所述剪切机65的下方设置有输送带68。

连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置的工艺流程，如下：

步骤1、准备工作，启动加热炉B，加热温度为680℃，液体阀门A、液体阀门B均为关闭状态，在保温一室中注入提前准备好的镁液，镁液由蒸气管道B的下端进入到蒸气管道B中，形成对蒸气管道的液封。

步骤2、抽真空工作，将破碎后的粗镁加入加料斗中，并闭合投料口，此时卸料阀门闭合；开启抽真空设备，对加料斗和蒸馏坩埚抽真空，且上述部件的真空度相同，真空度为500Pa；此时蒸气管道B中的镁液上升，形成液柱。

步骤3、蒸馏工作，开启卸料阀门，将适量的粗镁加入到蒸馏坩埚中，再关闭卸料阀门，开启加热器A温度为720℃；开启加热器B，温度为500-560℃；启动加热炉A加热温度为700-730℃，将粗镁融化成粗镁液，并进行蒸馏。

步骤4、当保温一室中镁液达到一定量时，开启液体阀门A，镁液通过连通管进入到保温二室中，当保温二室中镁液达到一定量时，关闭液体阀门A。

步骤5、拉铸工作：关闭液体阀门A，由氩气进气管向保温二室中充入氩气，开启液体阀门B，镁液由出液管流出保温二室进入到凝固管道中，镁液91在凝固管道中凝固成镁条92，镁条由拉出装置拉出，并由剪切机剪切成小段镁条。

上述实施方式仅示例性说明本实用新型的原理及其效果，而非用于限制本实用新型。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置，其特征在于，包括：加热炉A（1）、加热炉B（2）、蒸馏坩埚（3）、保温坩埚（4）、加料装置（5）和拉铸装置（6），所述蒸馏坩埚（3）设置于所述加热炉A（1）内，所述保温坩埚（4）设置于所述加热炉B（2）内，所述保温坩埚（4）的内部由挡板（43）分隔为保温一室（41）和保温二室（42），所述挡板（43）上设置有连通管（44），所述连通管（44）内设置有液体阀门A（45）；

所述加料装置（5）包括：加料斗（51）和下料管（52），所述加料斗（51）的下端设置有出料口，所述出料口处设置有卸料阀门（53），所述下料管（52）的上端与所述出料口相连接，所述下料管（52）的下端与所述蒸馏坩埚（3）相连通；

所述蒸馏坩埚（3）通过蒸气管道（8）与所述保温一室（41）相连通，所述保温二室（42）的侧壁下部还设置有出液管（47），所述出液管（47）的入口端位于所述保温二室（42）内且设置有液体阀门B（48），所述出液管（47）的出口端向加热炉B（2）外部伸出且连接有拉铸装置（6），所述加料斗（51）和蒸馏坩埚（3）分别连通有真空管道（7），真空管道（7）内均设置有真空阀且与抽真空设备相连接，所述保温二室（42）还连接有氩气进气管（46）。

2.根据权利要求1所述的一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置，其特征在于，所述拉铸装置（6）包括：凝固管道（61）、冷却水套（62）和拉出装置，所述凝固管道（61）的入口端与所述出液管（47）的出口端相连接，所述凝固管道（61）的外部套设有所述冷却水套（62），所述拉出装置位于所述凝固管道（61）的出口外部，所述拉出装置包括：传送辊道（63）和设置于传送辊道（63）上方的压轮（64），所述压轮（64）与所述传送辊道（63）相配合用于将凝固的镁条从凝固管道（61）中拉出。

3.根据权利要求2所述的一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置，其特征在于，所述拉铸装置（6）还包括：剪切机（65）、定位挡板（66）和接触开关（67），所述剪切机（65）位于所述传送辊道（63）的末端，所述剪切机（65）背离传送辊道（63）的一侧设置有定位挡板（66），所述定位挡板（66）朝向剪切机（65）的端面设置有接触开关（67），所述传送辊道（63）驱动镁条穿过剪切机（65）的剪切区域，且朝向接触开关（67）运动，所述接触开关（67）控制所述剪切机（65）工作。

4.根据权利要求1所述的一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置，其特征在于，所述蒸气管道（8）包括：蒸气管道A（81）和蒸气管道B（82），竖直设置的所述蒸气管道A（81）连接于所述蒸馏坩埚（3）的上端，所述蒸气管道B（82）的上端与所述蒸气管道A（81）的上端相连通，所述蒸气管道B（82）的下端贯穿伸入所述保温一室（41）中，且所述蒸气管道B（82）的下端口高于所述保温一室（41）的下端内壁，所述加热炉B（2）位于所述加热炉A（1）的下方，所述蒸气管道A（81）中设置有加热器A（84），所述蒸气管道B（82）中设置有加热器B（85）。

5.根据权利要求4所述的一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置，其特征在于，所述蒸气管道A中还设置有过滤器（83），所述过滤器（83）包括多层过滤挡板（831），所述过滤挡板（831）均设置有多个通气孔（832）。

6.根据权利要求1所述的一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置，其特征在于，所述加料斗（51）的上端设置有可开合的投料口，所述加料斗（51）的侧端连通有所述真空管道（7）。

7.根据权利要求1所述的一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置，其特征在于，所述加料斗（51）、蒸馏坩埚（3）均设置有真空压力表，所述蒸馏坩埚（3）、保温坩埚（4）均设置有温度表，用于监测坩埚内的温度，所述加料斗（51）、蒸馏坩埚（3）还连通有氩气进气管。

8.根据权利要求1所述的一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置，其特征在于，所述出液管（47）内设置有电加热棒，所述出液管（47）通过连接管（49）与凝固管道（61）相连接，所述连接管外套设有电加热圈。

9.根据权利要求3所述的一种连续真空蒸馏粗镁精炼、拉铸镁锭装置，其特征在于，所述剪切机（65）的下方设置有输送带（68）。

Images