CN217785827U

CN217785827U - 一种镁提取炉及其成套炼镁设备

Info

Publication number: CN217785827U
Application number: CN202221300006.7U
Authority: CN
Inventors: 卢小溪; 卢惠民; 刘念
Original assignee: Jinan Yihang New Material Technology Co ltd
Current assignee: Jinan Yihang New Material Technology Co ltd
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2022-11-11
Anticipated expiration: 2032-05-27

Abstract

本实用新型公开一种镁提取炉及其成套炼镁设备，包括大炉体、竖向设置的若干小炉体和还原竖罐，所述还原竖罐包括从上到下顺次设置的结晶部、加热部和排渣部；所述结晶部连接有结晶器和上炉盖；所述加热部位于所述小炉体内，且所述加热部和所述小炉体的环形空间内设置有电加热装置，所述电加热装置连接有包含再生能源的电源；所述排渣部设置有位于所述大炉体外部的出渣口，所述出渣口连接有下炉盖。本实用新型通过大炉体内设置小炉体，小炉体内套设还原竖罐，并在还原竖罐和小炉体之间设置电加热装置的方式，能够针对每一还原竖罐设置专用的加热装置，避免对于大炉体进行整体加热造成的部分能源浪费，同时利用包含再生能源的电源，节省传统能源。

Description

一种镁提取炉及其成套炼镁设备

技术领域

本实用新型涉及镁冶炼技术领域，特别是涉及一种镁提取炉及其成套炼镁设备。

背景技术

现有的镁冶炼方式大多采用的是外加热卧式还原罐还原炉，对还原炉加热的燃料为化石燃料。上述方式导致镁冶炼能耗高、污染大、生产成本高。另外，卧式横罐的寿命短，进料出渣，机械化操作困难。采用人工操作，生产环境差，工人劳动强度大。以白云石为原料，先是煅烧成煅白，再将煅白磨细，混料，压球，进行还原。由于两段工艺煅烧与还原，造成热能浪费，并且煅烧阶段不易用电加热，环境污染严重。

授权公告号为CN 215337676 U的中国专利公开了一种竖罐，包括还原罐，还原罐的一端设置有排渣口；中心管，设置在还原罐内，中心管的第一端抵接于还原罐的排渣口处，中心管与还原罐之间形成物料填充间隙；其中，中心管远离于排渣口的一端为第二端，第二端的开口面积大于第一端的开口面积。该装置采用了竖罐的方式冶炼镁，利用中心管收集镁蒸气，但是，并没有公开对于还原罐是如何进行加热的，加热方式的优劣直接影响到是否能够节约能源。

申请公布号为CN 113970240A的中国专利公开一种竖式还原炉，包括炉体，采用耐火材料制成，沿炉体的高度方向在炉体内部顺序设有第一温度区、第二温度区和第三温度区，且第一温度区靠近炉体的底壁，第三温度区靠近炉体的顶壁；还原罐，设置于炉体内部，还原罐同时处于第一温度区、第二温度区和第三温度区；加热装置，设置于炉体的侧壁；结晶装置，与还原罐靠近炉体的顶壁的一端相连接，并至少部分位于炉体的外部；控制装置，与加热装置电连接，用于控制加热装置分别对第一温度区、第二温度区和第三温度区独立地进行加热。该方案通过在炉体上设置加热装置对炉体内整个空间进行加热，以能够对炉体内的还原罐进行加热，该加热方式不能针对还原罐单独进行加热，容易造成能源的浪费，且加热所采用的电力能源来源没有限制，电耗较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种镁提取炉及其成套炼镁设备，以解决上述现有技术存在的问题，通过大炉体内设置小炉体，小炉体内套设还原竖罐，并在还原竖罐和小炉体之间设置电加热装置的方式，能够针对每一还原竖罐设置专用的加热装置，避免对于大炉体进行整体加热造成的部分能源浪费，同时利用包含再生能源的电源，节省传统能源。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种镁提取炉，包括大炉体和竖向设置在所述大炉体内的若干小炉体，还包括还原竖罐，所述还原竖罐包括从上到下顺次设置的结晶部、加热部和排渣部；所述结晶部连接有结晶器和上炉盖；所述加热部位于所述小炉体内，且所述加热部和所述小炉体的环形空间内设置有电加热装置，所述电加热装置连接有包含再生能源的电源；所述排渣部设置有位于所述大炉体外部的出渣口，所述出渣口连接有下炉盖。

优选地，所述电加热装置包括电磁加热线圈，所述电磁加热线圈采用中空的铜管缠绕形成，所述铜管内用于通入冷却水。

优选地，所述结晶器设置在所述结晶部内，所述结晶器的入口前端设置有石墨过滤器。

优选地，所述大炉体的壁面上设置有保温层。

优选地，所述还原竖罐呈矩阵式分布。

本实用新型还提供一种成套炼镁设备，包括炉体支撑平台以及安装在所述炉体支撑平台上的如前文所述的镁提取炉，所述炉体支撑平台下方设置有渣料运输空间，所述渣料运输空间内具有用于接收所述出渣口排出渣料的渣料罐。

优选地，所述渣料罐通过升降装置安装在运渣车上。

优选地，所述还原竖罐串联连通有第一真空机组，所述大炉体连通有第二真空机组。

优选地，所述大炉体的上方设置有高平台，所述高平台上安装有吊车轨道，所述吊车轨道延伸出所述大炉体的一侧，并在延伸处设置有加料罐的升降通道，所述吊车轨道上运行有吊车，所述吊车的吊运高度高于所述还原竖罐。

优选地，所述高平台上设置有炉盖轨道，所述炉盖轨道位于同一行的所述结晶部的两侧。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

(1)本实用新型通过大炉体内设置小炉体，小炉体内套设还原竖罐，并在还原竖罐和小炉体之间设置电加热装置的方式，能够针对每一还原竖罐设置专用的加热装置，避免对于大炉体进行整体加热造成的部分能源浪费，同时利用包含再生能源的电源，节省传统能源；

(2)本实用新型通过中空的铜管缠绕形成电磁加热线圈，并在铜管内充入冷却水，能够利用冷却水限定或调节电磁加热线圈的加热温度，维持在一定的温度范围内；在加热工作完成后，还能利用冷却水实现对于电磁加热线圈及其所加热的还原竖罐的冷却；

(3)本实用新型通过在结晶器的入口前端设置石墨过滤器，还原竖罐内的镁蒸气能够在通过石墨过滤器后进入结晶器中，实现对于镁蒸气的过滤，避免镁蒸气携带较多杂质进入结晶器中，能够提高获得的镁的纯度；

(4)本实用新型将镁提取炉设置在炉体支撑平台上进行支撑，并在炉体支撑平台下设置有渣料运输空间，能够利用渣料罐收集还原竖罐排出的渣料并进行运输清理，能够减轻工人劳动强度，清洁生产，实现机械化生产金属镁，便于工业中大规模生产。

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，下面描述中的附图仅仅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为本实用新型镁提取炉结构示意图；

图2为本实用新型成套炼镁设备的主视图；

图3为图2炉体支撑平台俯视图；

图4为图2高平台俯视图；

图5为本实用新型电源运行示意图；

图6为本实用新型的工作流程：

其中，1、镁提取炉；11、还原竖罐；12、上炉盖；13、结晶器；131、石墨过滤器；14、下炉盖；15、小炉体；16、电加热装置；17、大炉体；18、保温层；19、物料；2、炉体支撑平台；3、渣料罐；31、升降装置；32、运渣车；4、料车；41、加料罐；5、高平台；51、吊车轨道；52、炉盖轨道；6、吊车；7、真空系统；71、第一真空机组；711、第一真空管道；72、第二真空机组；721、第二真空管道；73、真空闸阀；8、水冷管道；9、电源；10、楼梯。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种镁提取炉及其成套炼镁设备，以解决现有技术存在的问题，通过大炉体内设置小炉体，小炉体内套设还原竖罐，并在还原竖罐和小炉体之间设置电加热装置的方式，能够针对每一还原竖罐设置专用的加热装置，避免对于大炉体进行整体加热造成的部分能源浪费，同时利用包含再生能源的电源，节省传统能源。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1～4所示，本实用新型提供一种镁提取炉1，包括大炉体17和竖向设置在大炉体17内的若干小炉体15，大炉体17内部中空设计，小炉体15贯穿大炉体17的上部和下部，小炉体15内设置有还原竖罐11。还原竖罐11包括从上到下顺次设置的结晶部、加热部和排渣部，还原竖罐11可以采用一体设置成的竖筒型，此时，结晶部、加热部和排渣部属于还原竖罐11的不同部分，并没有明确的界限。其中，结晶部位于大炉体17的外部，其内设置有结晶器13，结晶部的顶部即小炉体15的顶部设置有开口，该开口可以作为物料19的进料口和结晶器13的进出口，利用上炉盖12进行封闭。加热部位于小炉体15内，且加热部和小炉体15的环形空间内设置有电加热装置16，利用电加热装置16对还原竖罐11的加热部进行加热，进而能够对还原竖罐11内的物料19进行加热以产生镁蒸气，镁蒸气到达结晶器13后进行结晶得到所需求的镁金属。电加热装置16可以采用电磁感应或石墨筒体加热装置。电加热装置16连接有包含再生能源的电源9，电源9可以全部采用再生能源，也可以含有部分传统能源，由于采用了再生能源，可以降低对于传统能源的消耗。排渣部设置有位于大炉体17外部的出渣口，出渣口连接有下炉盖14，下炉盖14能够封闭还原竖罐11的出渣口，避免物料19掉落，在反应完毕后，通过打开下炉盖14实现对渣料的清理。本实用新型通过大炉体17内设置小炉体15，小炉体15内套设还原竖罐11，并在还原竖罐11和小炉体15之间设置电加热装置16的方式，能够针对每一还原竖罐11设置专用的加热装置，避免对于大炉体17进行整体加热造成的部分能源浪费，同时利用包含再生能源的电源9，节省传统能源。

参考图5所示，电源9可以采用清洁能源发电系统，该系统为风电系统、光伏电系统、网电系统和镁空气电池发电系统中的至少一种，风电系统、光伏电系统和网电系统分别与智能综合电源协调控制系统连接并能够将电能单向输送到电源控制系统，电源控制系统与供电装置连接并将电能输送至供电装置，镁空气电池发电系统能够在风电系统和光伏电系统波动和间歇时向电源控制系统输送电能。其中镁空气电池阳极材料可以选用金属镁。

电加热装置16可以包括电磁加热线圈，电磁加热线圈采用中空的铜管缠绕形成，铜管内用于通入冷却水。能够利用所通入的冷却水限定或调节电磁加热线圈的加热温度，使其维持在一定的温度范围内，避免温度过高或过低造成的对设备或镁还原过程的影响；在加热工作完成后，还能利用冷却水实现对于电磁加热线圈及其所加热的还原竖罐11的快速冷却。

结晶部外径侧也可以设置有电加热装置16，以便于在结晶器13温度过低无法满足生产需求时进行加热处理。

结晶器13设置在还原竖罐11的结晶部内，结晶器13的入口前端设置有石墨过滤器131，还原竖罐11内的镁蒸气能够在通过石墨过滤器131后进入结晶器13中，实现对于镁蒸气的过滤，避免镁蒸气携带较多杂质进入结晶器13中而影响镁的质量，能够提高获得的镁的纯度。

大炉体17的壁面上设置有保温层18，保温层18可以围绕整个大炉体17的侧壁进行铺设，能够降低大炉体17内空间和外部的热量传递，避免大炉体17内的温度散失，降低能源的消耗。

还原竖罐11可以呈矩阵式分布在大炉体17内，相应的小炉体15也呈矩阵式分布，矩阵式分布，能够便于各管路(包括各真空管道和水冷管道8等)的布置，以及便于炉盖轨道52和吊车轨道51的布置，便于进行逐个进出物料19、进出结晶器13的操作。

结合图2～4所示，本实用新型还提供一种成套炼镁设备，包括炉体支撑平台2以及安装在炉体支撑平台2上的如前文记载的镁提取炉1，炉体支撑平台2采用镂空设置方式，还原竖罐11的出渣口能够透过炉体支撑平台2延伸到炉体支撑平台2下方所设置的渣料运输空间内，渣料运输空间内具有用于接收出渣口排出渣料的渣料罐3。当需要排渣时，将下炉盖14打开后，使得还原竖罐11内的渣料下落到渣料罐3内。可以设置有多个渣料罐3，多个渣料罐3与还原竖罐11一一对应，也可以设置有少数个渣料罐3，通过移动渣料罐3的位置以对应和收集不同还原竖罐11内的渣料。

进一步的，渣料罐3可以通过升降装置31安装在运渣车32上，升降装置31可以使得渣料罐3的进口与还原竖罐11的出料口更好的吻合，保证渣料顺利进入到渣料罐3内。在渣料出料完毕后，升降装置31带动渣料罐3下降，便于渣料罐3随运渣车32进行运输。运渣车32可以带动渣料罐3到达任一还原竖罐11的下方，便于对不同还原竖罐11的渣料进行收集。

还原竖罐11可以通过第一真空管道711串联连通有第一真空机组71，每个还原竖罐11与第一真空管道711之间均设置有真空闸阀73，利用第一真空机组71在还原竖罐11的工作过程中进行抽真空，利用真空闸阀73控制某一还原竖罐11是否进行抽真空。另外，大炉体17可以通过第二真空管道721连通有第二真空机组72，利用第二真空机组72对大炉体17内进行抽真空，能够避免或降低大炉体17内的氧化反应，提高设备的使用寿命。

大炉体17的上方还可以设置有高平台5，高平台5作为工作平台，可以通过设置楼梯10便于人员上下。高平台5上安装有吊车轨道51，吊车轨道51用于吊车6的移动和运行。吊车轨道51延伸出大炉体17的一侧，并在延伸处设置有加料罐41的升降通道，通过吊车6能够将升降通道下方的加料罐41上升到还原竖罐11的上方，然后吊车6带动加料罐41在吊车轨道51上移动，使得加料罐41能够位于还原竖罐11位置并进行加料操作。在吊运加料罐41时，可以将加料罐41放置在料车4上，通过吊运料车4实现一次性吊升多个加料罐41.

高平台5上还可以设置有炉盖轨道52，炉盖轨道52位于同一行的结晶部的两侧，也就是说，同一行的还原竖罐11的上炉盖12可以通过同一炉盖轨道52实现开关开口的操作。

参考图6所示，本实用新型的工作过程如下：

1)将白云石通过破碎机磨矿达到120目，再将添加剂、粘结剂和还原剂加水按照比例搅拌混合，压制成球，用煅烧与还原工艺的CO₂气体预热生球；

2)将干燥生球装填到加料罐41，用料车4运输到吊车6下方的升降通道位置；

3)用吊车6把料车4连同加料罐41吊装到高平台5(操作平台)，通过吊车轨道51平移到还原竖罐11附近；

4)打开还原竖罐11的上炉盖12，用吊车6吊装加料罐41，使加料罐41下料口与还原竖罐11的开口对接，打开加料罐41的下料阀门，使物料19添加到还原竖罐11内；加料完毕后，把结晶器13安放在还原竖罐11的结晶部内，关闭上炉盖12；

5)将还原竖罐11、结晶器13分别与真空系统7、冷却水系统等连接完毕；

6)启动冷却水系统，启动第二真空机组72对大炉体17抽真空到100Pa；

7)启动加热系统，逐渐升温到1100℃，并把CO₂气体通过上炉盖12上的通气孔引导出生球预热系统，直到CO₂停止放出为止；

8)启动第一真空机组71，对还原竖罐11、结晶器13抽真空到工作真空度5-10Pa；

9)通过控制系统控制还原竖罐11升温到工艺温度，镁以蒸气形式上升到结晶器13中，结晶器13中镁蒸气遇冷结晶，并在结晶器13内壁上凝结；

10)待白云石物料球还原反应完成后，关闭加热系统，并冷却至500℃，关闭结晶器13、还原竖罐11及大炉体17和小炉体15的真空机组和冷却水；

11)将结晶器13吊出小炉体15，并取下结晶器13，打开结晶器13，取出金属镁；

12)启动运渣车32把渣料罐3运到还原竖罐11的出渣口附近，打开下炉盖14，调整运渣车32的升降装置31使渣料罐3上口与还原竖罐11的出渣口对接，打开挡渣板，使渣料掉落到渣料罐3内；

13)出渣结束后，关闭挡渣板，移走运渣车32，关闭下炉盖14；

14)再向还原竖罐11加入已预热的白云石物料球，依次循环步骤2-14，进行连续生产。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种镁提取炉，其特征在于：包括大炉体和竖向设置在所述大炉体内的若干小炉体，还包括还原竖罐，所述还原竖罐包括从上到下顺次设置的结晶部、加热部和排渣部；所述结晶部连接有结晶器和上炉盖；所述加热部位于所述小炉体内，且所述加热部和所述小炉体的环形空间内设置有电加热装置，所述电加热装置连接有包含再生能源的电源；所述排渣部设置有位于所述大炉体外部的出渣口，所述出渣口连接有下炉盖。

2.根据权利要求1所述的镁提取炉，其特征在于：所述电加热装置包括电磁加热线圈，所述电磁加热线圈采用中空的铜管缠绕形成，所述铜管内用于通入冷却水。

3.根据权利要求1所述的镁提取炉，其特征在于：所述结晶器设置在所述结晶部内，所述结晶器的入口前端设置有石墨过滤器。

4.根据权利要求1所述的镁提取炉，其特征在于：所述大炉体的壁面上设置有保温层。

5.根据权利要求1所述的镁提取炉，其特征在于：所述还原竖罐呈矩阵式分布。

6.一种成套炼镁设备，其特征在于：包括炉体支撑平台以及安装在所述炉体支撑平台上的如权利要求1-5任一项所述的镁提取炉，所述炉体支撑平台下方设置有渣料运输空间，所述渣料运输空间内具有用于接收所述出渣口排出渣料的渣料罐。

7.根据权利要求6所述的成套炼镁设备，其特征在于：所述渣料罐通过升降装置安装在运渣车上。

8.根据权利要求6所述的成套炼镁设备，其特征在于：所述还原竖罐串联连通有第一真空机组，所述大炉体连通有第二真空机组。

9.根据权利要求6所述的成套炼镁设备，其特征在于：所述大炉体的上方设置有高平台，所述高平台上安装有吊车轨道，所述吊车轨道延伸出所述大炉体的一侧，并在延伸处设置有加料罐的升降通道，所述吊车轨道上运行有吊车，所述吊车的吊运高度高于所述还原竖罐。

10.根据权利要求9所述的成套炼镁设备，其特征在于：所述高平台上设置有炉盖轨道，所述炉盖轨道位于同一行的所述结晶部的两侧。