專利名稱：隧道式雙循環(huán)真空冶煉爐及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及還原鎂的設(shè)備及其方法，主要是指一種隧道式雙循環(huán)真空冶煉爐及其方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)金屬鎂的生產(chǎn)方法主要是皮江法。該方法采用硅鐵為還原劑，使用臥式爐，爐體由耐火磚搭砌在地面上，在爐內(nèi)橫置分布有若干還原罐，在還原罐內(nèi)裝填有反應(yīng)物料球團，以煤或氣或油為燃料，燃燒加熱采用人工裝卸加料方式，以還原罐外反射爐輻射熱先加熱還原罐，再由還原罐將熱量輻射傳遞給罐內(nèi)反應(yīng)物料球團，再由球團互相接力式傳遞熱量，是一種外圍式加熱。 傳統(tǒng)還原爐存在反應(yīng)速率慢、能耗高、污染大、使用壽命短等問題，而且極不安全，點火時經(jīng)常會發(fā)生爆燃或爆炸事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種隧道式雙循環(huán)真空冶煉爐及其方法。實現(xiàn)本發(fā)明爐的技術(shù)方案是這種隧道式雙循環(huán)真空冶煉爐包括一隧道式真空反應(yīng)室，其內(nèi)設(shè)有反應(yīng)區(qū)域，在反應(yīng)區(qū)域內(nèi)設(shè)有感應(yīng)線圈，在反應(yīng)區(qū)域周圍設(shè)有保溫區(qū)域；—熔硅爐A，通過保溫管A連接在隧道式真空反應(yīng)室一側(cè)，其內(nèi)設(shè)有耐火層和隔熱層，在耐火層內(nèi)設(shè)有感應(yīng)線圈，熔硅爐A內(nèi)的硅液經(jīng)保溫管A流進隧道式真空反應(yīng)室的反應(yīng)區(qū)域；一熔硅爐B，通過保溫管B連接在隧道式真空反應(yīng)室另一側(cè)，其內(nèi)設(shè)有耐火層和隔熱層，在耐火層內(nèi)設(shè)有感應(yīng)線圈，熔硅爐B內(nèi)的硅液經(jīng)保溫管B流進隧道式真空反應(yīng)室的反應(yīng)區(qū)域；一結(jié)晶器，包括一個或多個，設(shè)置在隧道式真空反應(yīng)室上面，其下端與隧道式真空反應(yīng)室的反應(yīng)區(qū)域相通，用于收集結(jié)晶體；一鍛白粉與惰性氣體噴吹管，分別連接在保溫管A和保溫管B上，該管內(nèi)的鍛白粉與惰性氣體隨硅液進入隧道式真空反應(yīng)室一起進行反應(yīng)；一可傾斜作業(yè)平臺，其上固定有隧道式真空反應(yīng)室、熔硅爐A和熔硅爐B，在其重心點的底面設(shè)有轉(zhuǎn)軸支座，在其兩端底面分別設(shè)有頂缸A和頂缸B，在頂缸A和頂缸B作用下，作業(yè)平臺交替傾斜，實現(xiàn)熔硅爐A和熔硅爐B內(nèi)的硅液交替循環(huán)流動，完成連續(xù)反應(yīng)作業(yè)；一真空泵，與結(jié)晶器連接；一水泵，與結(jié)晶器連接。該爐技術(shù)方案還包括
所述隧道式真空反應(yīng)室為鋼質(zhì)殼體，其內(nèi)襯依此設(shè)有耐火層和隔熱層及感應(yīng)線圈。所述結(jié)晶器包括冷卻套，在冷卻套內(nèi)設(shè)有錐形結(jié)晶套，在冷卻套上分別設(shè)有冷卻水進水口、冷卻水出水口、抽真空口，其中冷卻水進水口接水泵，冷卻水出水口接水箱，抽真空口接真空泵，在冷卻套端口上還封蓋有端蓋。所述熔硅爐A和熔硅爐B的上沿口分別設(shè)有上排渣口。所述熔硅爐A和熔硅爐B的底面分別設(shè) 有下排渣口。所述保溫管A和保溫管B外設(shè)有保溫層。所述隧道式真空反應(yīng)室的反應(yīng)區(qū)域的空間高度高于熔硅爐A和熔硅爐B的空間高度。 實現(xiàn)本發(fā)明的方法是將融化的硅液倒入熔硅爐A或熔硅爐B內(nèi)；熔硅爐A或熔硅爐B內(nèi)的硅液經(jīng)保溫管A或保溫管B流進隧道式真空反應(yīng)室；向噴吹管吹入鍛白粉與惰性氣體，鍛白粉與惰性氣體與硅液一起進入隧道式真空反應(yīng)室；加熱隧道式真空反應(yīng)室至溫度1260 - 1900度并抽真空，鍛白粉與硅液反應(yīng)生成金屬鎂氣體；金屬鎂氣體附著在錐形結(jié)晶套上，經(jīng)冷卻形成鎂結(jié)晶體；當(dāng)熔硅爐A和熔硅爐B內(nèi)的硅液達(dá)到平衡時，硅液不再流動，這時通過交替升高頂缸A和頂缸B，熔硅爐A和熔硅爐B內(nèi)的硅液就交替循環(huán)流動，同時連續(xù)吹入鍛白粉與惰性氣體，就可實現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)、連續(xù)生成鎂結(jié)晶體。本發(fā)明具有的有益效果1.采用隧道式生產(chǎn)方式，反應(yīng)室可以很長，還原罐數(shù)量多，實現(xiàn)了循環(huán)連續(xù)不間斷作業(yè)，提高了熱能利用率，提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主視圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是圖2的B— B剖視圖。圖4是圖2的C — C剖視圖。圖5是圖1的側(cè)視圖，表示作業(yè)平臺、頂缸A、頂缸B和轉(zhuǎn)軸支點。圖6是圖1的立體圖(不包括作業(yè)平臺)。圖中1頂缸A、2熔硅爐A、21感應(yīng)線圈、22上排渣口、23下排渣口、3鍛白粉與惰性氣體噴吹管、4結(jié)晶器、41冷卻套、42錐形結(jié)晶套、43冷卻水進水口、44抽真空口、45冷卻水出水口、5保溫管B、6熔硅爐B、7頂缸B、8隧道式真空反應(yīng)罐、81隔熱層、82耐火層、83反應(yīng)區(qū)域、9轉(zhuǎn)軸支座、10轉(zhuǎn)軸、11保溫管A、lll保溫層、12作業(yè)平臺、13安全閥。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明實施例鎂還原爐
如圖1所示，本還原爐主要由隧道式真空反應(yīng)室8、熔硅爐(A) 2、熔硅爐(B) 6、結(jié)晶器4、鍛白粉與惰性氣體噴吹管3、作業(yè)平臺12組成，熔硅爐(A) 2和熔硅爐(B) 6通過保溫管(A)Il和保溫管(B)5連接在隧道式真空反應(yīng)室8兩側(cè)，多個結(jié)晶器4安裝在隧道式真空反應(yīng)室8上面，隧道式真空反應(yīng)室8、熔硅爐(A)2、熔硅爐(B)6固定在作業(yè)平臺12上面，作業(yè)平臺12底面重心位置設(shè)置有轉(zhuǎn)軸支座9，作業(yè)平臺12底面兩端分別連接頂缸(A) I和頂缸(B)7，結(jié)晶器4內(nèi)設(shè)有冷卻套41和錐形結(jié)晶套42，結(jié)晶器4上設(shè)有冷卻水進水口 43、冷卻水出水口 45、抽真空口 44，冷卻水進水口 43接水泵(圖中未畫出)，冷卻水出水口 45接水箱(圖中未畫出)，抽真空口 44接真空泵(圖中未畫出)，在保溫管(A)Il和保溫管(B)5上分別連接有鍛白粉與惰性氣體噴吹管3。隧道式真空反應(yīng)室8為鋼質(zhì)殼體，其內(nèi)設(shè)有反應(yīng)區(qū)域83，反應(yīng)區(qū)域83襯有耐火層82，外圍設(shè)有隔熱層81，耐火層82與隔熱層81之間是感應(yīng)線圈21。熔硅爐(A) 2和熔硅爐(B)6內(nèi)設(shè)有耐火層82和隔熱層81，在耐火層82內(nèi)設(shè)有感 應(yīng)線圈21，熔硅爐(A) 2和熔硅爐(B) 6的沿口設(shè)有上排渣口 22，底面設(shè)有下排渣口 23，上排渣口 22用于排走浮渣，下排渣口 23用于排走重渣。保溫管(A) 11和保溫管(B) 5外面設(shè)有保溫層111。隧道式真空反應(yīng)室8、熔硅爐(A) 2、熔硅爐(B) 6相當(dāng)于中頻爐。工作原理將融化的溫度在1300度左右的按比例配制好的硅液倒入熔硅爐A或熔硅爐B內(nèi)，對硅液繼續(xù)加熱，硅液通過保溫管A或保溫管B流進隧道式真空反應(yīng)室，在流經(jīng)保溫管A或保溫管B時，經(jīng)鍛白粉與惰性氣體噴吹管吹入鍛白粉與惰性氣體，鍛白粉與惰性氣體與硅液一起進入隧道式真空反應(yīng)室，隧道式真空反應(yīng)室繼續(xù)加熱至1600度左右，并抽真空，這時鍛白粉與硅液反應(yīng)生成金屬鎂氣體，金屬鎂氣體進入結(jié)晶器，經(jīng)冷卻結(jié)晶成鎂結(jié)晶體，硅液經(jīng)隧道式真空反應(yīng)室進入另一個熔硅爐，當(dāng)熔硅爐A和熔硅爐B內(nèi)的硅液達(dá)到平衡時，硅液不再流動，這時通過交替升高頂缸A和頂缸B，熔硅爐A和熔硅爐B內(nèi)的硅液就交替循環(huán)流動，同時連續(xù)吹入鍛白粉與惰性氣體，就可實現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)、連續(xù)生成鎂結(jié)晶體。在隧道式真空反應(yīng)室頂面兩側(cè)安裝有壓力安全閥13，當(dāng)隧道式真空反應(yīng)室內(nèi)壓力超過5公斤時，安全閥13自動打開。
權(quán)利要求
1.一種隧道式雙循環(huán)真空冶煉爐，其特征是包括一隧道式真空反應(yīng)室，其內(nèi)設(shè)有反應(yīng)區(qū)域，在反應(yīng)區(qū)域內(nèi)設(shè)有感應(yīng)線圈，在反應(yīng)區(qū)域周圍設(shè)有保溫區(qū)域；一熔硅爐A，通過保溫管A連接在隧道式真空反應(yīng)室一側(cè)，其內(nèi)設(shè)有耐火層和隔熱層， 在耐火層內(nèi)設(shè)有感應(yīng)線圈，熔硅爐A內(nèi)的硅液經(jīng)保溫管A流進隧道式真空反應(yīng)室的反應(yīng)區(qū)域；一熔硅爐B，通過保溫管B連接在隧道式真空反應(yīng)室另一側(cè)，其內(nèi)設(shè)有耐火層和隔熱層，在耐火層內(nèi)設(shè)有感應(yīng)線圈，熔硅爐B內(nèi)的硅液經(jīng)保溫管B流進隧道式真空反應(yīng)室的反應(yīng)區(qū)域；一結(jié)晶器，包括一個或多個，設(shè)置在隧道式真空反應(yīng)室上面，其下端與隧道式真空反應(yīng)室的反應(yīng)區(qū)域相通，用于收集結(jié)晶體；一鍛白粉與惰性氣體噴吹管，分別連接在保溫管A和保溫管B上，該管內(nèi)的鍛白粉與惰性氣體隨硅液進入隧道式真空反應(yīng)室一起進行反應(yīng)；一可傾斜作業(yè)平臺，其上固定有隧道式真空反應(yīng)室、熔硅爐A和熔硅爐B，在其重心點的底面設(shè)有轉(zhuǎn)軸支座，在其兩端底面分別設(shè)有頂缸A和頂缸B，在頂缸A和頂缸B作用下，作業(yè)平臺交替傾斜，實現(xiàn)熔硅爐A和熔硅爐B內(nèi)的硅液交替循環(huán)流動，完成連續(xù)反應(yīng)作業(yè)；一真空泵，與結(jié)晶器連接；一水泵，與結(jié)晶器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的隧道式雙循環(huán)真空冶煉爐，其特征是所述隧道式真空反應(yīng)室為鋼質(zhì)殼體，其內(nèi)襯依此設(shè)有耐火層和隔熱層及感應(yīng)線圈。
3.如權(quán)利要求1所述的隧道式雙循環(huán)真空冶煉爐，其特征是所述結(jié)晶器包括冷卻套， 在冷卻套內(nèi)設(shè)有錐形結(jié)晶套，在冷卻套上分別設(shè)有冷卻水進水口、冷卻水出水口、抽真空口，其中冷卻水進水口接水泵，冷卻水出水口接水箱，抽真空口接真空泵，在冷卻套端口上還封蓋有端蓋。
4.如權(quán)利要求1所述的隧道式雙循環(huán)真空冶煉爐，其特征是所述熔硅爐A和熔硅爐B 的上沿口分別設(shè)有上排渣口 ；熔硅爐A和熔硅爐B的底面分別設(shè)有下排渣口。
5.如權(quán)利要求1所述的隧道式雙循環(huán)真空冶煉爐，其特征是所述保溫管A和保溫管B 外設(shè)有保溫層。
6.如權(quán)利要求1所述的隧道式雙循環(huán)真空冶煉爐，其特征是所述隧道式真空反應(yīng)室的反應(yīng)區(qū)域的空間高度高于熔硅爐A和熔硅爐B的空間高度。
7.如權(quán)利要求1所述的隧道式雙循環(huán)真空冶煉爐，其特征是所述隧道式真空反應(yīng)室上設(shè)有安全閥。
8.實現(xiàn)權(quán)利要求1的隧道式雙循環(huán)真空冶煉爐的鎂還原方法，其特征是包括下列步驟將融化的硅液倒入熔硅爐A或熔硅爐B內(nèi)；熔硅爐A或熔硅爐B內(nèi)的硅液經(jīng)保溫管A或保溫管B流進隧道式真空反應(yīng)室；向噴吹管吹入鍛白粉與惰性氣體，鍛白粉與惰性氣體與硅液一起進入隧道式真空反應(yīng)室;加熱隧道式真空反應(yīng)室至溫度1260 - 1900度并抽真空，鍛白粉與硅液反應(yīng)生成金屬鎂氣體；金屬鎂 氣體附著在錐形結(jié)晶套上，經(jīng)冷卻形成鎂結(jié)晶體；當(dāng)熔硅爐A和熔硅爐B內(nèi)的硅液達(dá)到平衡時，硅液不再流動，這時通過交替升高頂缸A 和頂缸B，熔硅爐A和熔硅爐B內(nèi)的硅液就交替循環(huán)流動，同時連續(xù)吹入鍛白粉與惰性氣體， 就可實現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)、連續(xù)生成鎂結(jié)晶體。
全文摘要
一種隧道式雙循環(huán)真空冶煉爐及其方法，其中爐包括隧道式真空反應(yīng)室，其內(nèi)設(shè)有反應(yīng)區(qū)域，在反應(yīng)區(qū)域內(nèi)設(shè)有感應(yīng)線圈，在反應(yīng)區(qū)域周圍設(shè)有保溫區(qū)域；熔硅爐A和B，連接在隧道式真空反應(yīng)室兩側(cè)；多個結(jié)晶體，設(shè)置在隧道式真空反應(yīng)室上面，用于收集結(jié)晶體；鍛白粉與惰性氣體噴吹管，其內(nèi)的鍛白粉與惰性氣體隨硅液進入隧道式真空反應(yīng)室一起進行反應(yīng)；作業(yè)平臺，可交替傾斜，其上固定有隧道式真空反應(yīng)室、熔硅爐A和B；真空泵和水泵，與結(jié)晶器連接。
文檔編號C22B26/22GK102994779SQ201310007230
公開日2013年3月27日 申請日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者李恒杰, 鄒紫輝 申請人:九洲資源控股集團有限公司