CN218710737U - 轻烧氧化镁常压还原制镁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及氧化镁还原制镁技术领域，特别涉及轻烧氧化镁常压还原制镁装置。所述氧化镁供料罐包括罐体；所述罐体内从上至下依次设有储料仓和调压仓；所述储料仓的顶部中心处连通有加料口；所述储料仓的底部中心处设有转移口；所述转移口上设有第二密封阀和计量器；所述转移口与调压仓连通；所述调压仓的底部中心处设有供料口；所述供料口上设有第一密封阀；所述罐体的一侧设有惰性气体罐；所述惰性气体罐的下方连通有第二气压泵。本实用新型通过避免在供料过程中直流电弧炉内有其他气体参与反应影响反应结果或者气体压强出现波动降低反应效率，提高了供料机构的实用性。

Description

轻烧氧化镁常压还原制镁装置

技术领域

本实用新型属于氧化镁还原制镁技术领域，特别涉及轻烧氧化镁常压还原制镁装置。

背景技术

镁是一种银白色的轻质碱土金属，化学性质活泼，能与酸反应生成氢气，具有一定的延展性和热消散性。镁是在自然界中分布最广的十个元素之一，但由于它不易从化合物中还原成单质状态，所以迟迟未被发现。利用氧化还原反应制取镁是获得镁单质的方式之一，其中所涉及到的设备也相当的多，其中就有电弧炉和供料机构。

经检索，现有技术中，中国专利申请号：CN202220462479.0，申请日：2022-03-04，公开了一种钛渣电弧炉冶炼给料装置，包括进料斗，进料斗内壁铰接有多个缓冲板，缓冲板底部设置有缓冲弹簧，缓冲弹簧远离缓冲板的一端固定设置在进料斗内壁，进料斗底部连通设置有进料管，进料管内腔设置有十字挡板，十字挡板把进料管内腔分隔成四个空间，十字挡板下方转动设置有密封盘，密封盘顶部开设有贯通的第一出料孔，密封盘底部设置有转动轮盘，转动轮盘顶部开设有贯通的第二出料孔，第一出料孔与第二出料孔相对应，转动轮盘外壁啮合转动设置有主动轮盘，主动轮盘转动设置在进料管外壁，本实用新型向多个加料点加入钛渣时给料量均匀，且钛渣从进料斗进入时可以对进料斗内壁进行缓冲保护。

但该装置仍存在以下缺陷：

该装置在为电弧炉供料时，面对电弧炉内需要维持稳定气压的冶炼工作时，会由于该装置使得电弧炉内外连通，导致电弧内的气压不稳定，从而降低了电弧内冶炼工作的效率。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了轻烧氧化镁常压还原制镁装置，直流电弧炉、供料机构、循环收集机构、供能机构；所述直流电弧炉和供料机构连通；所述直流电弧炉和循环收集机构连通；所述直流电弧炉和供能机构电性连接；所述直流电弧炉内设有高温熔体压力传感器；

所述供料机构包括氧化镁供料罐和硅铁混料供料罐；所述氧化镁供料罐和硅铁混料供料罐的结构相同；

所述氧化镁供料罐包括罐体；所述罐体内从上至下依次设有储料仓和调压仓；所述储料仓的顶部中心处连通有加料口；所述储料仓的底部中心处设有转移口；所述转移口上设有第二密封阀和计量器；所述转移口与调压仓连通；所述调压仓的底部中心处设有供料口；所述供料口上设有第一密封阀；所述罐体的一侧设有惰性气体罐；所述惰性气体罐的下方连通有第二气压泵。

进一步的，所述直流电弧炉的顶部和一侧壁上分别设有保护气入口和镁气出口；所述保护气入口和镁气出口分别与循环收集机构的输出端和输入端连通。

进一步的，所述直流电弧炉的顶部设有氧化镁加料口和硅铁料加料口；所述氧化镁供料罐的输出端与氧化镁加料口连通；所述硅铁混料供料罐的输出端与硅铁料加料口连通。

进一步的，所述直流电弧炉的顶部中心处活动贯穿有升降电极；所述直流电弧炉和升降电极均与供能机构电性连接；所述直流电弧炉的底部中心处设有熔体出口；所述熔体出口的下方设有熔体收集器。

进一步的，所述罐体的四周设有四组支撑柱；相邻两组所述支撑柱之间设有两组横梁和两组横板；所述横梁与横板垂直。

进一步的，所述罐体的外壁上套接有套环；所述套环的外壁上设有两组转动杆；两组所述转动杆远离罐体的一端分别转动连接在两组横板相对的两侧壁上。

进一步的，其中一组所述横板远离另外一组横板的一侧壁上设有摆动电机；所述摆动电机与其中一组转动杆转动连接。

本实用新型的有益效果是：

1、通过利用高温熔体压力传感器监控直流电弧炉内的气压，然后通过惰性气体罐和第二气压泵将调压仓内的气体成分和压强调整至和直流电弧炉内一致，避免在供料过程中直流电弧炉内有其他气体参与反应影响反应结果或者气体压强出现波动降低反应效率，提高了供料机构的实用性。

2、通过将摆动电机与罐体传动连接，使得当转移口和供料口产生堵塞时，可通过罐体的抖动进行疏通，避免了解决转移口和供料口堵塞问题产生的时间损耗，提高了工作的效率。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

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一简单地介绍，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示出了本实用新型实施例的制镁装置的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例的氧化镁供料罐的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例的氧化镁供料罐的剖视示意图；

图4示出了本实用新型实施例的氧化镁供料罐的俯视示意图。

图中：1、氧化镁供料罐；2、硅铁混料供料罐；7、氧化镁加料口；8、硅铁料加料口；9、保护气入口；10、直流电弧炉；11、升降电极；12、镁气出口；13、熔渣出口；14、熔体出口；15、熔体收集器；16、冷凝气液分离器；17、镁液出料口；18、镁集液器；19、热交换器；20、气粉过滤器；21、惰性保护气罐；22、气压泵；23、惰性保护气回收加压罐；24、电源/温度控制柜；25、供电电源；26、降温系统入口；27、降温系统出口；28、高温熔体压力传感器；29、粉料辅加料口；101、支撑柱；102、横梁；103、摆动电机；104、惰性气体罐；105、第二气压泵；106、罐体；107、加料口；108、套环；109、供料口；110、第一密封阀；111、转动杆；112、横板；113、储料仓；114、调压仓；115、转移口；116、第二密封阀；117、计量器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。

本实用新型实施例提出了轻烧氧化镁常压还原制镁装置，包括直流电弧炉10、供料机构、循环收集机构、供能机构。示例性的，如图1所示，所述直流电弧炉10的顶部和一侧壁上分别设有保护气入口9和镁气出口12；所述保护气入口9和镁气出口12分别与循环收集机构的输出端和输入端连通。所述直流电弧炉10的顶部设有氧化镁加料口7和硅铁料加料口8；所述氧化镁加料口7和硅铁料加料口8均与供料机构连通。所述直流电弧炉10的顶部中心处活动贯穿有升降电极11；所述直流电弧炉10和升降电极11均与供能机构电性连接。所述直流电弧炉10的底部中心处设有熔体出口14；所述熔体出口14的下方设有熔体收集器15。所述直流电弧炉10的一侧壁上设有熔渣出口13。所述直流电弧炉10的一侧壁上设有粉料辅加料口A。所述直流电弧炉10的一侧壁上设有降温系统入口26。所述直流电弧炉10的一侧壁上设有降温系统出口27。所述直流电弧炉10内设有高温熔体压力传感器28。

所述供能机构包括供电电源25和电源/温度控制柜24；所述供电电源25和电源/温度控制柜24电性连接；所述电源/温度控制柜24和直流电弧炉电性连接；所述电源/温度控制柜24和升降电极11电性连接。

所述循环收集机构包括冷凝气液分离器16；所述冷凝气液分离器16与镁气出口12连通；所述冷凝气液分离器16的底部中心处设有镁液出料口17；所述镁液出料口17的下方设有镁集液器18；所述镁集液器18连通有热交换器19；所述热交换器19连通有气粉过滤器20；所述气粉过滤器20连通有气压泵22；所述气压泵22连通有惰性保护气罐21和惰性保护气回收加压罐23；所述惰性保护气回收加压罐23与保护气入口9连通。

所述供料机构包括氧化镁供料罐1和硅铁混料供料罐2；所述氧化镁供料罐1和硅铁混料供料罐2的结构相同；所述氧化镁供料罐1的输出端与氧化镁加料口7连通；所述硅铁混料供料罐2的输出端与硅铁料加料口8连通。

示例性的，如图2、图3和图4所示，所述氧化镁供料罐1包括罐体106。所述罐体106的四周设有四组支撑柱101；相邻两组所述支撑柱101之间设有两组横梁102和两组横板112；所述横梁102与横板112垂直。所述罐体106的外壁上套接有套环108；所述套环108的外壁上设有两组转动杆111；两组所述转动杆111远离罐体106的一端分别转动连接在两组横板112相对的两侧壁上。两组所述横板112相反的两侧壁上分别设有摆动电机103和惰性气体罐104；所述摆动电机103与其中一组转动杆111转动连接；所述惰性气体罐104的下方连通有第二气压泵105。所述罐体106内从上至下依次设有储料仓113和调压仓114；所述储料仓113的顶部中心处连通有加料口107；所述储料仓113的底部中心处设有转移口115；所述转移口115上设有第二密封阀116和计量器117；所述转移口115与调压仓114连通；所述调压仓114的底部中心处设有供料口109；所述供料口109上设有第一密封阀110；所述供料口109与氧化镁加料口7连通。

利用本实用新型提出的轻烧氧化镁常压还原制镁装置，其工作原理使用方法如下：将轻烧氧化镁MgO和硅铁混料Si(Fe)分别加入氧化镁供料罐1和硅铁混料供料罐2内，可利用热交换器19中生成物的余热进行干燥，通过计量器117设定计量值及自动给料的流量，通过气压泵22将直流电弧炉10抽真空，再由惰性保护气回收加压罐23充入氩气作为保护气，以达到排除空气的目的。打开第二密封阀116，使轻烧氧化镁MgO和硅铁混料Si(Fe)分别从储料仓113进入调压仓114，高温熔体压力传感器28可在高温状态下监控直流电弧炉10内的气压，并通过惰性气体罐104和第二气压泵105将调压仓114内的气压调整至和直流电弧炉10内的气压一致，然后打开第一密封阀110，使轻烧氧化镁MgO和硅铁混料Si(Fe)从调压仓114进入直流电弧炉10内。直流电弧炉10中升降电极11可自由升降，保持与反应物的间距。通过直流电弧炉10加热反应，还原出气态镁经镁气出口12进入冷凝气液分离器16，生成的SiO2固态渣经由熔渣出口13排出，最后留有的金属熔体由熔体出口14，收集到熔体收集器15，熔体收集器15处于密闭无空气环境。气态镁经镁气出口12进入冷凝气液分离器16后，气态镁冷凝成液态镁，由镁液出料口17排出收集到镁集液器18中，此过程保持密闭环境操作，镁集液器18收集的镁液，通过精炼铸成高纯度镁锭。进入冷凝气液分离器16中的高温保护气体，及少量未冷凝气态镁，由冷凝气液分离器16进入热交换器19，使气体降温，同时进行热回收，用于物料的预热干燥，提高热效率。经热交换器19换热降温的气体，进入通过气粉过滤器20，除尘净化，收集残余金属镁。经气粉过滤器20除尘净化后的保护气，通过气压泵22加压储存到惰性保护气回收加压罐23，进行循环使用。系统中的保护气由惰性保护气罐21供给、补充。直流电弧炉10设有炉壳体水套降温保护系统，由降温系统入口26、降温保护套体及降温系统出口27组成，增加炉的使用寿命。

通过将摆动电机103与罐体106传动连接，使得当转移口115和供料口109产生堵塞时，可通过罐体106的抖动进行疏通，避免了解决转移口115和供料口109堵塞问题产生的时间损耗，提高了工作的效率。

通过利用高温熔体压力传感器28监控直流电弧炉10内的气压，然后通过惰性气体罐104和第二气压泵105将调压仓114内的气体成分和压强调整至和直流电弧炉10内一致，避免在供料过程中直流电弧炉10内有其他气体参与反应影响反应结果或者气体压强出现波动降低反应效率，提高了供料机构的实用性。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.轻烧氧化镁常压还原制镁装置，其特征在于：包括直流电弧炉(10)、供料机构、循环收集机构、供能机构；所述直流电弧炉(10)和供料机构连通；所述直流电弧炉(10)和循环收集机构连通；所述直流电弧炉(10)和供能机构电性连接；所述直流电弧炉(10)内设有高温熔体压力传感器(28)；

所述供料机构包括氧化镁供料罐(1)和硅铁混料供料罐(2)；所述氧化镁供料罐(1)和硅铁混料供料罐(2)的结构相同；

所述氧化镁供料罐(1)包括罐体(106)；所述罐体(106)内从上至下依次设有储料仓(113)和调压仓(114)；所述储料仓(113)的顶部中心处连通有加料口(107)；所述储料仓(113)的底部中心处设有转移口(115)；所述转移口(115)上设有第二密封阀(116)和计量器(117)；所述转移口(115)与调压仓(114)连通；所述调压仓(114)的底部中心处设有供料口(109)；所述供料口(109)上设有第一密封阀(110)；所述罐体(106)的一侧设有惰性气体罐(104)；所述惰性气体罐(104)的下方连通有第二气压泵(105)。

2.根据权利要求1所述的轻烧氧化镁常压还原制镁装置，其特征在于：所述直流电弧炉(10)的顶部和一侧壁上分别设有保护气入口(9)和镁气出口(12)；所述保护气入口(9)和镁气出口(12)分别与循环收集机构的输出端和输入端连通。

3.根据权利要求2所述的轻烧氧化镁常压还原制镁装置，其特征在于：所述直流电弧炉(10)的顶部设有氧化镁加料口(7)和硅铁料加料口(8)；所述氧化镁供料罐(1)的输出端与氧化镁加料口(7)连通；所述硅铁混料供料罐(2)的输出端与硅铁料加料口(8)连通。

4.根据权利要求2所述的轻烧氧化镁常压还原制镁装置，其特征在于：所述直流电弧炉(10)的顶部中心处活动贯穿有升降电极(11)；所述直流电弧炉(10)和升降电极(11)均与供能机构电性连接；所述直流电弧炉(10)的底部中心处设有熔体出口(14)；所述熔体出口(14)的下方设有熔体收集器(15)。

5.根据权利要求2所述的轻烧氧化镁常压还原制镁装置，其特征在于：所述罐体(106)的四周设有四组支撑柱(101)；相邻两组所述支撑柱(101)之间设有两组横梁(102)和两组横板(112)；所述横梁(102)与横板(112)垂直。

6.根据权利要求5所述的轻烧氧化镁常压还原制镁装置，其特征在于：所述罐体(106)的外壁上套接有套环(108)；所述套环(108)的外壁上设有两组转动杆(111)；两组所述转动杆(111)远离罐体(106)的一端分别转动连接在两组横板(112)相对的两侧壁上。

7.根据权利要求5所述的轻烧氧化镁常压还原制镁装置，其特征在于：其中一组所述横板(112)远离另外一组横板(112)的一侧壁上设有摆动电机(103)；所述摆动电机(103)与其中一组转动杆(111)转动连接。

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