JPS62130233A - Manufacture of metallic magnesium - Google Patents

Manufacture of metallic magnesium

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Publication number
JPS62130233A
JPS62130233A JP27120185A JP27120185A JPS62130233A JP S62130233 A JPS62130233 A JP S62130233A JP 27120185 A JP27120185 A JP 27120185A JP 27120185 A JP27120185 A JP 27120185A JP S62130233 A JPS62130233 A JP S62130233A
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JP
Japan
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briquettes
reduction furnace
supply
furnace
magnesium
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Application number
JP27120185A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadao Oota
太田 忠夫
Hirohisa Miura
三浦 宏久
Mamoru Okamoto
守 岡本
Toshio Natsume
夏目 敏夫
Shusuke Katagiri
片桐 秀典
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To inhibit the lowering of the internal temp. of a reducing furnace and the crushing of briquettes as starting material by preheating the briquettes with heat transferred from the furnace to a feed tube when the briquettes are fed into the furnace through the tube. CONSTITUTION:Magnesium oxide is mixed with starting material contg. carbon, the mixture is briquetted and the resulting briquettes 6 are charged into a feed tube 7 communicating with a reducing furnace 1. The tube 7 has the 1st feed inlet 13 at a part heated to 700-1,350 deg.C with heat transferred from the furnace 1 to the tube 7. A nonoxidizing gas is fed to the inlet 13 and allowed to flow in the vertical direction so as to prevent evaporated steam from entering the high temp. part. The briquettes 6 charged into the tube 7 are continuously fed into the reducing chamber 4 of the furnace 1 in a mutual contact state. During passing through the tube 7, the briquettes 6 are preheated with heat transferred from the chamber 4. The preheated briquettes 6 are heated in the chamber 4 under reduced pressure to generate magnesium vapor.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は金属マグネシウムの製造方法に関し、詳しくは
炭素還元法による金属マグネシウムの製造方法の改良に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for producing magnesium metal, and more particularly to an improvement in the method for producing magnesium metal by a carbon reduction method.

[従来の技術] 炭素還元法を利用した金属マグネシウムの製造方法とし
て、例えば特開昭57−185938号公報に見られる
方法が開示されている。この方法を第2図を参照しなが
ら説明すると、グラフアイ1−などの耐熱材料で形成さ
れた還元炉100内に、酸化マグネシウムおよび炭素か
らなる団塊状ブリケット101がホッパー102から投
入される。
[Prior Art] As a method for producing metallic magnesium using a carbon reduction method, for example, a method is disclosed in JP-A-57-185938. This method will be described with reference to FIG. 2. Nodular briquettes 101 made of magnesium oxide and carbon are charged from a hopper 102 into a reduction furnace 100 made of a heat-resistant material such as Graphi 1-.

ここで還元炉100には末広ノズル103を介して冷却
室104が連通しており、冷却室104は真空ポンプ1
05により減圧とされている。又、還元炉100内には
ヒータ106が配設され、還元炉100内は5〜200
TOrrの圧力、1600℃以上の温度とされる。そし
てブリケット101はその条件にて反応し、酸化マグネ
シウムには還元反応が生じてマグネシウム蒸気および一
酸化炭素ガスが生成する。そしてその混合ガスは還元炉
100内と冷却室104との圧力の差によ、り末広ノズ
ル103から冷却室104へ断熱膨張しながら噴出し、
急速に冷却される。これによりマグネシウム蒸気はクラ
ウン状の金属マグネシウム108となって、捕集板10
7上に捕集される。又−酸化炭素ガスは真空ポンプ10
5に吸引されて外部へ排出される。
Here, a cooling chamber 104 is connected to the reduction furnace 100 via a wide-spread nozzle 103, and the cooling chamber 104 is connected to a vacuum pump 1.
05, the pressure is reduced. In addition, a heater 106 is provided in the reduction furnace 100, and the temperature in the reduction furnace 100 is 5 to 200.
The pressure is TOrr and the temperature is 1600°C or more. The briquettes 101 react under these conditions, and a reduction reaction occurs in the magnesium oxide to produce magnesium vapor and carbon monoxide gas. Due to the pressure difference between the inside of the reduction furnace 100 and the cooling chamber 104, the mixed gas is ejected from the wide divergent nozzle 103 into the cooling chamber 104 while expanding adiabatically.
Cools quickly. As a result, the magnesium vapor becomes a crown-shaped metal magnesium 108, and the collection plate 10
Collected on 7. Also, the carbon oxide gas is supplied by a vacuum pump 10.
5 and is discharged to the outside.

[発明が解決しようとりる問題点] 上記した従来の方法の例では、常温の冷えたブリケット
がいきなり高温の還元炉に供給される構成である。その
ためにブリケットは急激に加熱され、ブリケット内部に
含まれる水分あるいは揮発成分が急激に蒸発し、ブリケ
ットはその膨張力により爆発的に体積が膨張する。そし
てブリケットはその力に抗しきれず、破壊して粉状とな
る場合がある。又ブリケラI・が落下して還元炉底面に
衝突することにより破砕して粉状となる場合もあった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the example of the conventional method described above, cold briquettes at room temperature are suddenly supplied to a high-temperature reduction furnace. For this reason, the briquettes are rapidly heated, the moisture or volatile components contained within the briquettes are rapidly evaporated, and the briquettes expand explosively in volume due to their expansion force. The briquettes may not be able to withstand the force and break down into powder. In addition, Brichella I. sometimes fell and collided with the bottom of the reduction furnace, causing it to break into powder.

ところで固相反応(場合によっては液−固相反応)は、
各反応原料が互いに密接している場合に最も反応率が高
くなる。従ってこのようにブリケットが粉状となると反
応が生じにくくなり、反応原料は未反応のまま末広ノズ
ルから冷却室へ移行して冷却室内に塵が堆積するという
不具合があった。
By the way, solid phase reactions (in some cases liquid-solid phase reactions) are
The reaction rate is highest when each reaction raw material is in close contact with each other. Therefore, when the briquettes become powdered, it becomes difficult for the reaction to occur, and there is a problem in that the reaction raw materials move unreacted from the wide-spread nozzle to the cooling chamber, and dust accumulates in the cooling chamber.

また還元炉の炉壁、末広ノズルなどは一般にグラファイ
トから形成されており、還元炉内に侵入した水分による
酸化腐食を受けて徐々に減量し、最終的には機能を果さ
なくなるという不具合もあった。
Additionally, the furnace walls and wide-end nozzles of reduction furnaces are generally made of graphite, which suffers from oxidative corrosion caused by moisture that has entered the reduction furnace, causing them to gradually lose weight and eventually cease to function. Ta.

そして常温の冷えたブリケットが還元炉に投入されるた
めに、炉内温度が低下して反応が一瞬停止したり、発生
しているマグネシウム蒸気と一酸化炭素ガスが冷たいブ
リケット表面近傍で逆反応を起して酸化゛マグネシウム
が生成するという不具合も生じていた。
Then, since the cold briquettes at room temperature are put into the reduction furnace, the temperature inside the furnace drops and the reaction stops momentarily, and the generated magnesium vapor and carbon monoxide gas cause a reverse reaction near the surface of the cold briquettes. Another problem was that magnesium oxide was produced.

さらに原料投入ホッパー102と還元炉100の間には
、還元炉内圧力を一定に保ち、冷間部へのマグネシウム
蒸気の蒸着防止のためにホッパー102と還元炉100
を遮蔽するゲート弁108が必要であり、このゲート弁
108は高温で゛摺動するために寿命が短くなるという
不具合もある。
Further, between the raw material input hopper 102 and the reduction furnace 100, the hopper 102 and the reduction furnace 100 are arranged in order to keep the pressure inside the reduction furnace constant and to prevent magnesium vapor from being deposited in the cold part.
A gate valve 108 is required to shield the air, and this gate valve 108 has the problem of shortening its lifespan because it slides at high temperatures.

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたちのであり、
マグネシウム蒸気と一酸化炭素との逆反応を防止し、ブ
リケットが粉状となって未反応のまま冷却室へ移行する
のを防止し、かつ水分が高温の供給筒および還元炉内へ
侵入するのを防止し、炉材の腐食を防止する金属マグネ
シウムの製造力、法を提供することを目的とする。
The present invention was made in view of these problems.
It prevents the reverse reaction between magnesium vapor and carbon monoxide, prevents the briquettes from turning into powder and moving to the cooling room unreacted, and prevents moisture from entering the high-temperature supply cylinder and reduction furnace. The purpose of the present invention is to provide manufacturing capabilities and methods for magnesium metal that prevent corrosion of furnace materials.

[問題点を解決するための手段] 本発明の金属マグネシウムの製造方法は、酸化マグネシ
ウムと炭素とを少なくとも含有する原料を混合してブリ
ケットとする混合工程と、該ブリケットを還元炉へ供給
する供給工程と、該還元炉内にて該ブリケットを減圧下
で加熱してマグネシウム蒸気を生成する還元工程と、該
マグネシウム蒸気を断熱膨張を利用して冷却することに
より金属マグネシウムとする冷却工程と、からなる金属
マグネシウムの製造方法において、該供給工程において
は該還元炉に連通ずる供給筒を用い、隣り合う該ブリケ
ットは互いに接触した状態を保ちつつ該供給筒内を移動
して該還元炉へ連続的接触状態で供給され、 該供給筒には温度が700〜1350℃の部分に非酸化
性ガスが供給される第1供給口が設けられ、該第1供給
口より該還元炉から遠ざかる方向および該還元炉に向か
う方向の両方向に該非酸化性ガスの流れが形成されてい
ることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The method for producing metallic magnesium of the present invention includes a mixing step of mixing raw materials containing at least magnesium oxide and carbon to form briquettes, and supplying the briquettes to a reduction furnace. a reduction step in which the briquettes are heated under reduced pressure in the reduction furnace to generate magnesium vapor, and a cooling step in which the magnesium vapor is cooled to metal magnesium by cooling the magnesium vapor using adiabatic expansion. In the method for producing metallic magnesium, a supply cylinder communicating with the reduction furnace is used in the supply step, and the adjacent briquettes are moved within the supply cylinder while maintaining contact with each other and continuously supplied to the reduction furnace. The non-oxidizing gas is supplied in a contact state, and the supply tube is provided with a first supply port through which non-oxidizing gas is supplied to a portion where the temperature is 700 to 1350°C, and a direction away from the reduction furnace from the first supply port and a direction away from the reduction furnace. It is characterized in that the non-oxidizing gas flows in both directions toward the reduction furnace.

本発明の製造方法に用いられる原料は、従来と同様に一
般的な炭素還元法に用いられる酸化マグネシウムと炭素
、あるいは特開昭57−185938号のような酸化マ
グネシウムと酸化物と炭素など、酸化マグネシウムと炭
素を少なくとも含有するものが用いられる。それぞれの
成分の配合比は従来と全く同一であってよい。
The raw materials used in the production method of the present invention include magnesium oxide and carbon used in conventional carbon reduction methods, or magnesium oxide, oxide, and carbon as disclosed in JP-A-57-185938. A material containing at least magnesium and carbon is used. The blending ratio of each component may be exactly the same as conventional ones.

混合工程では、上記原料は従来知られている方法により
団塊状に形成されたブリケットとされる。
In the mixing step, the raw materials are made into briquettes formed into nodules by a conventionally known method.

このようにすればブリケット内で各成分は互いに充分密
着し、固相あるいは固−液相反応が効率良く生じると共
に原料粒子の飛散が防止される。なおブリケットの大ぎ
さは、飛散せずかつ熱の伝導が効率良く行なわれれば特
に制限されないが、一般には直径10〜2Qmmの粒状
とされる。
In this way, each component is brought into close contact with each other in the briquettes, solid phase or solid-liquid phase reactions occur efficiently, and scattering of raw material particles is prevented. The size of the briquettes is not particularly limited as long as they do not scatter and conduct heat efficiently, but they are generally granular with a diameter of 10 to 2 Qmm.

本発明の最大の特徴は供給工程にある。この供給工程で
は、還元炉に連通ずる供給筒を用い、ブリケットは隣接
するブリケットどうしが互いに接触した状態で供給筒内
を移動して、還元炉内へ連続的接触状態で供給される。
The greatest feature of the present invention lies in the supply process. In this supply step, a supply cylinder communicating with the reduction furnace is used, and the briquettes are moved within the supply cylinder with adjacent briquettes in contact with each other, and are continuously supplied into the reduction furnace in a contact state.

これにより水分の小爆発によりブリケットが細かくなっ
て飛散しない限り、供給開始時を除き、供給筒から還元
炉内にはブリケットが3+1!続して充填された状態と
なる。
As a result, unless the briquettes become fine and scattered due to a small explosion of moisture, there are 3+1 briquettes in the reduction furnace from the supply tube except at the beginning of supply! Then it will be in a filled state.

従って還元反応が生じてブリケットが消費され空隙が生
じると、ブリケットは自重により徐々に落下しながらそ
の空隙を埋めるように供給され、落下の衝突による破壊
などは生じない。
Therefore, when the reduction reaction occurs and the briquettes are consumed and voids are created, the briquettes are gradually dropped due to their own weight and are supplied to fill the voids, and no breakage occurs due to the collision of the falling briquettes.

供給工程はこのようにブリケットが連続的に供給される
構成であるので、還元炉内の熱は供給筒内のブリケット
に熱放射、対流などによって伝わり、供給筒内のブリケ
ットは移動するにつれて徐々に加熱される。これにより
ブリケット内の水分などは徐々に蒸散し、ブリケットの
爆発的な体積の増大による破砕が防止される。また、こ
れにより還元炉内の温度が低下したり、還元炉内で逆反
応が起こるような不具合が回避される。
In the feeding process, the briquettes are continuously fed in this way, so the heat in the reduction furnace is transferred to the briquettes in the supply cylinder by thermal radiation, convection, etc., and as the briquettes in the supply cylinder move, they gradually heated. As a result, the water inside the briquettes gradually evaporates, and the briquettes are prevented from being crushed due to an explosive increase in volume. Moreover, this avoids problems such as a drop in the temperature inside the reduction furnace and a reverse reaction occurring inside the reduction furnace.

ところで還元炉内の反応生成物はガス状であり、濃度拡
散、熱拡散、対流などによりブリケットどうしの間隙か
ら供給筒内へ拡散する。そして供給筒内は還元炉から遠
ざかるほど低温であり、1500〜1200℃の部分で
マグネシウム蒸気と一酸化炭素とが反応する逆反応が生
じる場合がある。
By the way, the reaction products in the reduction furnace are gaseous and diffuse into the supply cylinder through the gaps between the briquettes due to concentration diffusion, thermal diffusion, convection, and the like. The inside of the supply cylinder becomes lower in temperature as the distance from the reduction furnace increases, and a reverse reaction in which magnesium vapor and carbon monoxide react may occur at a temperature of 1500 to 1200°C.

そして生成した酸化マグネシウムが供給筒壁面に付着し
、供給筒のつまりが生ずる場合がある。またマグネシウ
ム蒸気が800℃以下の部分で金属マグネシウムとなり
、同様に供給筒壁面に付着する場合もある。さらに供給
筒がグラフフィトなどから形成されている場合は、約1
000℃以上の部分で水分により壁面が518食する場
合もある。
The produced magnesium oxide may adhere to the wall surface of the supply cylinder, causing clogging of the supply cylinder. Further, the magnesium vapor may turn into metallic magnesium at a temperature of 800° C. or lower, and similarly adhere to the wall surface of the supply cylinder. Furthermore, if the supply cylinder is made of graphite, etc., approximately 1
In areas where the temperature is 000°C or higher, the wall surface may be 518 eclipsed by moisture.

そこで本発明ではこのような不具合を防止するために、
供給筒の700〜1350℃の温度の位置に設けられた
非酸化性ガスの第1供給口から非酸化性ガスを供給し、
第1供給口より還元炉、から遠ざかる方向、および還元
炉に向かう方向の両方向に非酸化性ガスの流れを形成す
るようにしたものである。これにより第1供給口より上
方の低温部で発生した水蒸気などは、還元炉から遠ざか
る方向のガス流によりN湿部へ流入するのが阻止され、
また還元炉内で生成したマグネシウム蒸気は還元炉へ向
かう方向のガス流により低温部へ拡散するのが阻止され
る。なお還元炉へ向かう方向のガス流は、還元炉に連通
する冷却空に連結された真空ポンプの吸引により形成で
きる。また還元炉から遠ざかる方向のガス流は、第1供
給口から還元炉と反対側に設けられた第1排出口から真
空ポンプで吸引することにより形成できる。
Therefore, in the present invention, in order to prevent such problems,
Supplying non-oxidizing gas from a first supply port for non-oxidizing gas provided at a temperature of 700 to 1350 ° C. in the supply cylinder,
A flow of non-oxidizing gas is formed in both the direction away from the reduction furnace from the first supply port and the direction toward the reduction furnace. As a result, water vapor generated in the low temperature area above the first supply port is prevented from flowing into the N wet area due to the gas flow in the direction away from the reduction furnace.
Further, the magnesium vapor generated in the reduction furnace is prevented from diffusing to the low temperature section by the gas flow in the direction toward the reduction furnace. Note that the gas flow in the direction toward the reduction furnace can be formed by suction from a vacuum pump connected to cooling air communicating with the reduction furnace. Further, the gas flow in the direction away from the reduction furnace can be formed by suctioning from the first supply port to the first exhaust port provided on the opposite side of the reduction furnace using a vacuum pump.

なお上記の場合は水蒸気が供給筒端部にn留する場合が
ある。そこで供給筒の温度が200℃以下の部分に第2
供給口を設け、そこから非酸化性ガスを供給することが
望ましい。このようにすれば水蒸気が供給筒端部に凝縮
するのが防止でき、かつ発生した水蒸気などを確実に系
外へ排出できる。
In the above case, water vapor may remain at the end of the supply cylinder. Therefore, a second
It is desirable to provide a supply port and supply the non-oxidizing gas from there. In this way, water vapor can be prevented from condensing at the end of the supply cylinder, and the generated water vapor can be reliably discharged to the outside of the system.

この非酸化性ガスには例えばアルゴンなどの不活性ガス
が一般的であるが、本発明では一酸化炭素ガスあるいは
二酸化炭素ガスも用いることができる。また非酸化性ガ
スの供給は、第1供給口の圧力および第2供給口の圧力
を第1排出口の圧力より僅かに大となるように、かつ第
1供給口の圧力が還元炉内の圧力より僅かに大となるよ
うに供給すればよい。非酸化性ガスの供給量が多(なり
すき′ると、非酸化性ガスが無駄になるばかりでな(、
還元炉内の圧力が上昇し、反応量の低下を来たすので好
ましくない。
This non-oxidizing gas is generally an inert gas such as argon, but carbon monoxide gas or carbon dioxide gas can also be used in the present invention. In addition, the non-oxidizing gas is supplied so that the pressure at the first supply port and the pressure at the second supply port are slightly higher than the pressure at the first discharge port, and the pressure at the first supply port is set to the pressure in the reduction furnace. It is sufficient to supply it so that it is slightly higher than the pressure. If the amount of non-oxidizing gas supplied is too large, the non-oxidizing gas will just be wasted.
This is not preferable because the pressure inside the reduction furnace increases and the reaction amount decreases.

還元工程は酸化マグネシウムを還元してマグネシウム蒸
気および一酸化炭素ガスとする工程であり、従来と同様
の温度、圧力条件で行なうことができる。又その加熱方
法もヒータ加熱、アーク加熱のいずれも用い得る。
The reduction step is a step in which magnesium oxide is reduced to magnesium vapor and carbon monoxide gas, and can be carried out under the same temperature and pressure conditions as conventional methods. Further, as the heating method, either heater heating or arc heating can be used.

冷却工程は、一般に還元炉に末広ノズルを介して連通ず
る冷却室内で行なわれる。この冷却室は真空ポンプによ
り減圧とされ、還元炉よりも低い圧力となっている。従
って生成した反応ガス、は還元炉内から冷却室側へ容易
に移行する。そしてその際反応ガスは末広ノズルにより
断熱膨張しながら噴出され、息速に冷却される。これに
より逆反応等は生じず、マグネシウム蒸気は金属マグネ
シウムとなって捕集板上などに捕集される。
The cooling step generally takes place in a cooling chamber that communicates with the reduction furnace through a diverging nozzle. The pressure in this cooling chamber is reduced by a vacuum pump, and the pressure is lower than that in the reduction furnace. Therefore, the generated reaction gas easily moves from inside the reduction furnace to the cooling chamber side. At this time, the reaction gas is ejected through the diverging nozzle while expanding adiabatically, and is cooled to the speed of breathing. As a result, no reverse reaction occurs, and the magnesium vapor becomes metallic magnesium and is collected on a collection plate or the like.

[発明の作用および効果] 本発明の製造方法では、供給部から還元炉にブリケット
が連続的接触状態で供給される。従って還元炉の熱が供
給部に伝達され、ブリケットは予儀加熱される。これに
より還元炉内に供給されるブリケットは充分加熱されて
おり、逆反応が防止され、かつ炉内温度の低下が防止で
きる。そして水分などの急激な蒸散は生じず、ブリケッ
トの体積が爆発的に増大して破砕するのを防ぐことがで
きるので粉状となるのが防止される。従って原料および
熱エネルギーが有効に利用され、冷却室の塵などもほと
んど生じない。
[Operations and Effects of the Invention] In the manufacturing method of the present invention, briquettes are supplied from the supply section to the reduction furnace in a continuous contact state. The heat of the reduction furnace is thus transferred to the feed section and the briquettes are preheated. As a result, the briquettes supplied into the reduction furnace are sufficiently heated, preventing reverse reactions and preventing the temperature inside the furnace from decreasing. Then, rapid evaporation of water and the like does not occur, and the volume of the briquettes is prevented from increasing explosively and being crushed, thereby preventing the briquettes from turning into powder. Therefore, raw materials and thermal energy are used effectively, and almost no dust is generated in the cooling chamber.

さらに第1供給口より供給される還元炉から遠ざかる方
向のガス流により、水蒸気が高温部に侵入するのが阻止
されるので、グラフフィト壁面の腐食を確実に防止でき
る。また還元炉に向かう方向のガス流によりマグネシウ
ム蒸気の低温部への拡散が確実に阻止され、供給筒内で
の逆反応による酸化マグネシウムの生成および金属マグ
ネシウムの生成を防止できるのでエネルギーが有効に利
用され、かつ供給筒のつまりが防止される。
Furthermore, the gas flow supplied from the first supply port in the direction away from the reduction furnace prevents water vapor from entering the high temperature section, so corrosion of the graphite wall surface can be reliably prevented. In addition, the gas flow in the direction toward the reduction furnace reliably prevents magnesium vapor from diffusing into the low-temperature region, preventing the formation of magnesium oxide and metal magnesium due to reverse reactions within the supply cylinder, making effective use of energy. This also prevents clogging of the supply cylinder.

更にブリケットを自重で落下させる構成とすれば装置が
極めて簡単となる。また、還元反応によりブリケットの
体積が減少するとその分ブリケットは自重により連続的
に供給され、還元炉底面などとの衝突によるブリケット
の破砕を回避できる。
Furthermore, if the briquettes are configured to fall by their own weight, the apparatus becomes extremely simple. Moreover, when the volume of the briquettes decreases due to the reduction reaction, the briquettes are continuously supplied by their own weight, and it is possible to avoid crushing the briquettes due to collision with the bottom surface of the reduction furnace.

またゲート弁などの摺動部が必要前くなるので、装置の
寿命が長くなるという効果もある。
Furthermore, since sliding parts such as gate valves are removed before they are needed, the life of the device is extended.

[実施例] 以下具体的実施例に基さ更に詳細に説明する。[Example] A more detailed explanation will be given below based on specific examples.

第1図は本発明の一実施例において使用された金属マグ
ネシウム製造装置を一部破断して示す正面図である。還
元炉1は断熱材2により炉外より断熱された状態にてヒ
ータ3により炉室4内が加熱されるようになっている。
FIG. 1 is a partially cutaway front view of a metal magnesium manufacturing apparatus used in an embodiment of the present invention. The reduction furnace 1 is configured such that the inside of the furnace chamber 4 is heated by the heater 3 while being insulated from the outside of the furnace by a heat insulating material 2 .

還元炉1の上方、にはブリケット供給用ホッパー5が配
置されており、ブリケット供給用ホッパー5は供給筒7
によって炉室4と連通している。炉室4は還元炉1の側
壁に設けられた末広ノズル8を介して冷却室9と連通し
ており、冷却室9は真空ポンプ10により所定の減圧状
態に維持されるようになっている。
A hopper 5 for supplying briquettes is arranged above the reduction furnace 1, and the hopper 5 for supplying briquettes is connected to the supply cylinder 7.
It communicates with the furnace chamber 4 by. The furnace chamber 4 communicates with a cooling chamber 9 through a widening nozzle 8 provided on the side wall of the reduction furnace 1, and the cooling chamber 9 is maintained at a predetermined reduced pressure state by a vacuum pump 10.

冷fJI室9内には金属マグネシウム捕集板11が末広
ノズル8に整合して設けられており、これにより炉室4
内において発生した金属マグネシウムの蒸気が末広ノズ
ル8により断熱膨張しながら噴出しで冷却され、高速に
て捕集板11に衝突し捕集板11上にクラウン状の金属
マグネシウム12として捕集されるようになっている。
A metal magnesium collection plate 11 is provided in the cold fJI chamber 9 in alignment with the wide-end nozzle 8, so that the furnace chamber 4
The vapor of metallic magnesium generated inside is cooled by ejection while expanding adiabatically by the wide-spreading nozzle 8, collides with the collecting plate 11 at high speed, and is collected on the collecting plate 11 as a crown-shaped metallic magnesium 12. It looks like this.

供給筒7の上下方向の温度分布は、炉v4内の温度(1
800〜2000℃)とホッパー5部の温度(常温)に
より決まり、温度が700〜1350℃の部分に設けら
れた第1供給口13にはアルゴンガスボンベ14が連結
されている。またホッパー5の上部の常温部に設けられ
た第2供給口15にもアルゴンガスボンベ16が連結さ
れている。そして温度が500〜700’Cの部分に設
けられた第1排出口17には真空ポンプ18が連結され
ている。ここで第1供給口13の圧力P1は51Tor
rであり、第2供給口の圧力P2は51T orrであ
る。また第1排出口の圧力P3は真空ポンプにより50
 T orrとされ、炉室4内の圧力P4は50 T 
orrである。すなわちPl>P3、P2>P3、Pl
>P4の条件を満足している。
The temperature distribution in the vertical direction of the supply cylinder 7 is determined by the temperature (1
An argon gas cylinder 14 is connected to a first supply port 13 provided at a portion where the temperature is 700 to 1350°C. Further, an argon gas cylinder 16 is also connected to a second supply port 15 provided in the room temperature section above the hopper 5 . A vacuum pump 18 is connected to the first discharge port 17 provided in a portion where the temperature is 500 to 700'C. Here, the pressure P1 of the first supply port 13 is 51 Torr.
r, and the pressure P2 at the second supply port is 51 Torr. In addition, the pressure P3 at the first outlet is set to 50 by the vacuum pump.
T orr, and the pressure P4 in the furnace chamber 4 is 50 T.
It is orr. That is, Pl>P3, P2>P3, Pl
>Condition P4 is satisfied.

このように構成された装置を用い、金属マグネシウムを
製造する方法を説明する。
A method for producing metal magnesium using the apparatus configured as described above will be explained.

まず第1図に示すように一ブリケット6が供給筒7から
炉室4内に連続して充填されている場合を想定する。な
おブリケット6は酸化マグネシウムおよび炭素が適切な
配合比で混合されたものであり、炉室4内は1800〜
2000℃、圧力5゜T orrであり、冷却室9の圧
力は1Torrである。
First, assume that one briquette 6 is continuously filled into the furnace chamber 4 from the supply tube 7 as shown in FIG. The briquettes 6 are a mixture of magnesium oxide and carbon in an appropriate mixing ratio, and the inside of the furnace chamber 4 is 1800~
The temperature was 2000° C. and the pressure was 5° Torr, and the pressure in the cooling chamber 9 was 1 Torr.

炉室4内ではブリケット6は還元反応してマグネシウム
蒸気と一酸化炭素からなる反応ガスが生成する。そして
炉室4と冷却室9の圧力差により反応Ifスは末広ノズ
ル8から噴出し、断熱膨、張して急冷されることにより
金属マグネシウムが(+II集板11上に捕集される。
In the furnace chamber 4, the briquettes 6 undergo a reduction reaction to generate a reaction gas consisting of magnesium vapor and carbon monoxide. Then, due to the pressure difference between the furnace chamber 4 and the cooling chamber 9, the reaction If gas is ejected from the wide-spread nozzle 8, expands adiabatically, and is rapidly cooled, whereby metallic magnesium is collected on the (+II collecting plate 11).

そしてブリケット6が反応して体積が減少したところに
はブリケット6が自重により次々に供給される。なお、
本実施例の場合には供給筒7の内径は50φであり、ブ
リケット6の供給(落下)速度は40cm/hrであっ
た。
Then, the briquettes 6 are successively supplied by their own weight to the areas where the briquettes 6 react and their volume decreases. In addition,
In the case of this example, the inner diameter of the supply cylinder 7 was 50φ, and the supply (falling) speed of the briquettes 6 was 40 cm/hr.

従ってそれぞれのブリケット6の落下距離は僅かであり
、落下による衝撃をほとんど受けないので破砕が防止さ
れる。
Therefore, the falling distance of each briquette 6 is small, and the briquettes 6 are hardly affected by the impact caused by falling, so that crushing is prevented.

又、供給筒7内には炉室4内の熱が伝わるために供給筒
7内のブリケット6は上方から下方に向かうにつれ加熱
され、水分などの成分は徐々に蒸散する。従って急激な
膨張によるブリケット6の破砕などは生じず、粉状とな
るのが防止できる。
Furthermore, since the heat in the furnace chamber 4 is transmitted into the supply cylinder 7, the briquettes 6 in the supply cylinder 7 are heated from the top to the bottom, and components such as moisture are gradually evaporated. Therefore, the briquettes 6 do not break due to rapid expansion, and can be prevented from becoming powdery.

これにより蒸れは有効に利用でき、冷却室9に塵が堆積
するような不具合が防止される。
As a result, steam can be effectively utilized, and problems such as accumulation of dust in the cooling chamber 9 can be prevented.

更に炉室4内に供給されるブリケット6は充分加熱され
ており、炉室4の温度はほとんど低下することなく、又
逆反応が生じるような不具合もない。従って還元反応を
円滑に進めることができるとともに、エネルギーの有効
利用を図ることができる。
Furthermore, the briquettes 6 supplied into the furnace chamber 4 are sufficiently heated, the temperature of the furnace chamber 4 hardly decreases, and there is no problem such as a reverse reaction. Therefore, the reduction reaction can proceed smoothly and energy can be used effectively.

さらに第1供給口13から供給されるアルゴンガスによ
り、第1供給口13から第1排出口17へ向かう第1の
流れ、および第1供給口13から炉室4内へ向かう第2
の流れが形成される。また第2供給口15から供給され
るアルゴンガスにより、第2供給口15から第1排出口
17へ向かう第3の流れが形成されている。この第1の
流れにより700〜1350℃以下の部分で発生した水
蒸気は第1排出口17から排出され、700℃以上の部
分でグラファイトと水蒸気とが接触するのが防I卜され
、壁材の腐食が確実に防止できる。また第2の流れによ
り供給筒7内を拡散してくるマグネシウム蒸気は炉室4
内に押し戻され、低温域での逆反応による酸化マグネシ
ウムの生成、および金属マグネシウムの生成を抑止でき
るので、供給筒7の詰まりが防止される。ざらに第3の
流れにより、ホッパー5に水蒸気が滞留するような不具
合も解消される。
Further, the argon gas supplied from the first supply port 13 causes a first flow from the first supply port 13 to the first discharge port 17 and a second flow from the first supply port 13 to the inside of the furnace chamber 4.
A flow is formed. Further, the argon gas supplied from the second supply port 15 forms a third flow from the second supply port 15 toward the first discharge port 17 . Due to this first flow, the water vapor generated in the area below 700 to 1350°C is discharged from the first outlet 17, preventing contact between graphite and water vapor in the area above 700°C, and preventing the wall material from coming into contact with the water vapor. Corrosion can be reliably prevented. In addition, the magnesium vapor that diffuses inside the supply tube 7 due to the second flow flows into the furnace chamber 4.
This suppresses the production of magnesium oxide and metal magnesium due to the reverse reaction in the low temperature range, thereby preventing clogging of the supply cylinder 7. The third flow also eliminates the problem of water vapor remaining in the hopper 5.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の1実施例において使用された金属マグ
ネシウムyJ造装置の一部断面で示す正面図である。第
2図は従来使用されている金属マグネシウムvJ造装置
の一部断面で示す正面図である。 1.100・・・還元炉    4・・・炉室5.10
2・・・ブリケット供給用ホッパー6.101・・・ブ
リケット  7・・・供給筒8.103・・・末広ノズ
ル  9.104・・・冷却室10.18・・・真空ポ
ンプ 11.107・・・捕集板 ]2.108・・・金属マグネシウム 特v1出願人   トヨタ自動車株式会社代理人   
 弁理士 大川 宏 同     弁理士 丸山明夫
FIG. 1 is a partially sectional front view of a metal magnesium YJ manufacturing apparatus used in one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially sectional front view of a conventionally used metal magnesium VJ manufacturing apparatus. 1.100... Reduction furnace 4... Furnace chamber 5.10
2... Briquette supply hopper 6.101... Briquettes 7... Supply tube 8.103... Wide end nozzle 9.104... Cooling chamber 10.18... Vacuum pump 11.107...・Collection plate] 2.108...Metal magnesium special v1 applicant Toyota Motor Corporation agent
Patent Attorney Hirodo Okawa Patent Attorney Akio Maruyama

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)酸化マグネシウムと炭素とを少なくとも含有する
原料を混合してブリケットとする混合工程と、 該ブリケットを還元炉へ供給する供給工程と、該還元炉
内にて該ブリケットを減圧下で加熱してマグネシウム蒸
気を生成する還元工程と、該マグネシウム蒸気を断熱膨
張を利用して冷却することにより金属マグネシウムとす
る冷却工程と、からなる金属マグネシウムの製造方法に
おいて、 該供給工程においては該還元炉に連通する供給筒を用い
、隣り合う該ブリケットは互いに接触した状態を保ちつ
つ該供給筒内を移動して該還元炉へ連続的に供給され、 該供給筒には温度が700〜1350℃の部分に非酸化
性ガスが供給される第1供給口が設けられ、該第1供給
口より該還元炉から遠ざかる方向および該還元炉に向か
う方向の両方向に該非酸化性ガスの流れが形成されてい
ることを特徴とする金属マグネシウムの製造方法。
(1) A mixing step of mixing raw materials containing at least magnesium oxide and carbon to form briquettes, a supply step of supplying the briquettes to a reduction furnace, and heating the briquettes under reduced pressure in the reduction furnace. A method for producing metallic magnesium, which comprises: a reduction step of producing magnesium vapor using adiabatic expansion, and a cooling step of producing metallic magnesium by cooling the magnesium vapor using adiabatic expansion. Using a communicating supply cylinder, the adjacent briquettes move within the supply cylinder while maintaining contact with each other and are continuously supplied to the reduction furnace, and the supply cylinder has a portion with a temperature of 700 to 1350°C. A first supply port through which non-oxidizing gas is supplied is provided, and a flow of the non-oxidizing gas is formed from the first supply port in both a direction away from the reduction furnace and a direction toward the reduction furnace. A method for manufacturing magnesium metal, characterized by:
(2)供給筒の上部で温度が200℃以下の部分に非酸
化性ガスの第2供給口が設けられ、第1供給口と該第2
供給口の間にある温度が500℃以下の部分に第1排出
口が設けられ、該非酸化性ガスの流れは該第2供給口か
ら該第1排出口へ、該第1供給口から該第1排出口へお
よび該第1供給口から還元炉へ形成されている特許請求
の範囲第1項記載の金属マグネシウムの製造方法。
(2) A second supply port for non-oxidizing gas is provided in the upper part of the supply cylinder where the temperature is 200°C or less, and the first supply port and the second supply port
A first outlet is provided between the supply ports at a temperature of 500°C or less, and the flow of the non-oxidizing gas is from the second supply port to the first discharge port and from the first supply port to the first discharge port. 2. The method for producing metallic magnesium according to claim 1, wherein the first supply port is connected to the first discharge port and the first supply port is connected to the reduction furnace.
(3)ブリケットは供給筒内を自重により落下して還元
炉内に供給される特許請求の範囲第1項記載の金属マグ
ネシウムの製造方法。
(3) The method for manufacturing magnesium metal according to claim 1, wherein the briquettes fall down due to their own weight in the supply cylinder and are supplied into the reduction furnace.
(4)還元炉内には供給筒より連続してブリケットが充
填されている特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
(4) The manufacturing method according to claim 1, wherein the reduction furnace is continuously filled with briquettes from the supply tube.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5890566A (en) * 1996-03-25 1999-04-06 Akebono Brake Industry Co., Ltd. Friction pad for disc brake
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CN102080160A (en) * 2011-01-25 2011-06-01 吕天文 Reduction device for manufacturing magnesium and production process thereof
KR101242704B1 (en) 2010-12-28 2013-03-12 재단법인 포항산업과학연구원 A device for manufacturing magnesium
KR101257430B1 (en) * 2011-05-27 2013-04-23 재단법인 포항산업과학연구원 Device for manufacturing magnesium
KR101364065B1 (en) * 2011-12-28 2014-02-20 재단법인 포항산업과학연구원 Device for manufacturing magnesium
JP2015145520A (en) * 2014-02-03 2015-08-13 三鷹光器株式会社 Vertically-placed structure of retort

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