專利名稱：高純金屬鎂真空冶煉爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
高純金屬鎂真空冶煉爐屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，應(yīng)用于冶金行業(yè)，用于冶煉高純金屬鎂制取。
目前，從白云石冶煉出的鎂是粗鎂，為了提高鎂的含量，鎂廠一般采用熔劑精煉法，其工藝就是通過對液態(tài)的鎂中添加適當(dāng)?shù)穆然锖头锶蹌?，來實現(xiàn)精煉，鎂錠達(dá)到國標(biāo)一級，含鎂量為99.95％標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)不到鎂的含量為99.98％以上的美國B92-71的牌號9998A，影響出口，熔劑精煉法，是把粗鎂放在一個鋼制的鍋內(nèi)，在鍋的外部加熱710℃～750℃，同時，加入精煉熔劑捕集鎂中雜質(zhì)和覆蓋熔劑保護(hù)鎂在精煉過程中不與空氣接觸，以防止鎂燒掉或氧化損失掉，然后澆鑄成鎂錠，此工藝存在著鋼制的鍋氧化快，使用壽命40次，因為金屬鎂是易氧化、易燃、易爆的不穩(wěn)定金屬，鎂的燃燒和鎂的滲漏發(fā)生的人身傷亡事故不為稀奇。高純金屬鎂真空冶煉爐的精煉是另外一種獲取精煉的方法。其方法是將被精煉的粗鎂放入真空冶煉容器(47)內(nèi)，在真空條件下，鎂的熔點低，內(nèi)熱式直接電加熱，熱效率高，鎂的反應(yīng)就快，鎂蒸氣結(jié)晶也就越快，整個冶煉過程，不需加入熔劑，適應(yīng)大批量生產(chǎn)。
高純金屬鎂真空冶煉爐的套筒容器真空冶煉裝置的真空保護(hù)容器(48)，除水冷電極(5)所組成的水冷電極密封結(jié)構(gòu)(圖5)的占用容器壁(13)的位置外，其它整個容器壁(1)包圍真空冶煉容器的壁(13)，形成套筒式真空保護(hù)容器(48)的保護(hù)空間，此空間裝滿隔熱材料，其作用保溫效果好，冶煉容器不易氧化，壽命長。兩個容器分別是密閉的兩個空間，同時分別安裝有真空度測量表，正常生產(chǎn)有負(fù)載的情況下，從兩個真空表的真空度數(shù)據(jù)比較，應(yīng)該是真空冶煉容器(47)的真空度低于真空保護(hù)容器(48)的真空度，如果長期的冶煉使用，真空保護(hù)容器(48)的真空度若低于或等于真空冶煉容器的真空度，說明真空冶煉容器(48)已有漏液漏到真空保護(hù)容器(48)內(nèi)，應(yīng)停止使用，檢修，防止意外事故發(fā)生。
鎂的熔點是651℃，當(dāng)溫度高于鎂的熔點，鎂便熔化，若在真空度10Pa時，溫度在600℃，鎂的蒸氣壓快速升高，鎂蒸氣沿著抽真空氣流方向，到冷端(16)，使鎂蒸氣冷凝到結(jié)晶器(32)中，形成固態(tài)的結(jié)晶鎂，所以冷端接管(35)與真空冶煉容器(47)壁(13)上連接，借助余熱受熱，由冷卻水套(29)控制溫度，得到結(jié)晶的高純金屬鎂。當(dāng)冷凝溫度過低時，鎂蒸氣被急速冷卻，來不得結(jié)晶，得到的便是粉末狀高純金屬鎂粉，粉末狀鎂真空冶煉結(jié)構(gòu)(圖5)就是設(shè)計的，鎂粉收集室(43)，實際上就是一個遠(yuǎn)離高溫區(qū)的園柱桶和盲板(44)組成的，無論得到是固態(tài)結(jié)晶鎂，還是粉末狀的鎂，其鎂含量均為高純金屬鎂。
本實用新型的目的提供一種高純金屬鎂冶煉爐，進(jìn)行粗鎂升華冶煉，鎂和鎂中所含雜質(zhì)鐵、銅、硅、錳、鋁蒸氣壓不相同，在真空度1Pa的情況下，鎂的沸騰溫度為516℃，其它雜質(zhì)的沸騰溫度在1100～1500℃，這一特性作為依據(jù)，實現(xiàn)鎂與雜質(zhì)分離，生產(chǎn)出高純金屬鎂，其目的生產(chǎn)出附加值高的鎂，出口到美國。
本實用新型技術(shù)方案的實現(xiàn)套筒容器真空冶煉裝置，兩容器的形狀可以是園形的或者方形的，容器采用不銹鋼材料還是碳鋼材料，都是可以的，用戶根據(jù)自己的經(jīng)濟(jì)條件和生產(chǎn)量情況決定，均不會影響高純金屬鎂冶煉，推薦使用真空冶煉容器(47)制作，采用不銹鋼材料，形狀是園形，有利于容器強(qiáng)度和耐熱性，而真空保護(hù)容器(48)可采用普通鋼材，呈方形狀，便于兩容器之間的密封加工。真空泵抽真空冶煉容器(47)氣體，用2H-150滑閥泵+ZJ-600羅茨泵，對抽真空保護(hù)容器(48)氣體，推薦采用2X-30或2X-70機(jī)械真空泵使用，對于黃銅電極(5)和真空保護(hù)容器(48)上真空表(7)、真空冶煉容器(47)上真空表(8)，溫度測量計(10)、視鏡(11)、冷端(16)及鎂粉收集室(43)上的盲板(44)上，所有有用橡膠密封圈的地方均采取局部水冷卻，保護(hù)橡膠圈不燒壞，密封嚴(yán)緊。
套筒容器真空冶煉裝置(


圖1)，真空冶煉容器(47)，真空保護(hù)容器(48)真空保護(hù)容器壁(1)，真空保護(hù)容器排氣口(2)，在真空保護(hù)容器(48)腔內(nèi)裝滿隔熱材料(3)，電極密封橡膠墊(4)，黃銅電極(5)，石墨電極連接套(6)，真空保護(hù)容器(48)測試用真空表(7)，真空冶煉容器(47)上測試真空度的真空表(8)，O形密封圈(9)，溫度測量計(10)和視鏡(11)，其結(jié)構(gòu)法蘭固定，按真空設(shè)計密封標(biāo)準(zhǔn)施實，石墨發(fā)熱電極(12)，真空冶煉容器(47)壁(13)，粗鎂(14)，真空冶煉容器抽氣口(15)，冷端(16)。
結(jié)合附圖和實施例作進(jìn)一步說明
圖1、套筒容器真空冶煉裝置圖2、高純金屬鎂真空冶煉爐圖3、水冷電極密封結(jié)構(gòu)圖4、冷端制作結(jié)構(gòu)圖5、粉末狀鎂真空冶煉結(jié)構(gòu)圖6、電源和發(fā)熱部件結(jié)構(gòu)在圖2中所示的施實例，是高純金屬鎂真空冶煉爐的整體裝配圖，其中套筒容器真空冶煉爐裝置的剖視圖。真空冶煉容器(47)，真空冶煉容器(48)，電源控制柜(17)，輸出為低電壓大電流并可調(diào)電流的變壓器(18)，連接紫銅極(19)，波紋管(20)，閥門(21)，真空泵(22)，可以連接多個冷端抽氣口(15)的總管道(23)，連接冷端數(shù)量的多少，依產(chǎn)出量而定，在總管道(23)上的多個連接管口(24)與抽氣口(15)相對應(yīng)連接，接口間應(yīng)有墊片密封，過濾器(25)，手動閥門(26)，羅茨真空泵(27)和滑閥真空泵(28)。
在圖3中所示的水冷電極密封結(jié)構(gòu)施實例，黃銅電極(5)的水冷電極密封結(jié)構(gòu)圖制作，進(jìn)水管(30)，出水管(31)，水冷卻堵頭(36)，法蘭(37)。絕緣膠木(41)，橡膠墊圈(4)由螺栓(38)固定在水冷卻器(39)的電極定位套(42)上，陶瓷環(huán)(40)和真空冶煉容器(47)壁(13)。
在圖4中所示施實例，冷端制作結(jié)構(gòu)，冷端接管(35)與真空冶煉器(47)壁(13)相焊接，進(jìn)水管(30)，出水管(31)，真空抽氣口(15)，結(jié)晶器(32)，密封膠圈(33)套在水冷卻盲板(34)的臺階上，插入結(jié)晶器(32)內(nèi)，密封使用。
在圖5中所示粉末狀鎂真空冶煉結(jié)構(gòu)施實例，由于不提煉金屬鎂結(jié)晶狀，做粉末狀鎂，就去掉冷端(16)，增加一個鎂粉狀收集室(43)，按裝在遠(yuǎn)離溫度區(qū)位置上。實際上就是一個帶有抽氣口(15)的圓柱桶和用于進(jìn)、出料口和盲板(44)來提取的鎂粉，仍是高純的金屬鎂粉。
在圖6中所示電源和發(fā)熱部件結(jié)構(gòu)施實例，電源控制柜(17)，變壓器(18)，黃銅電極(5)，紫銅板(19)作接引線，法蘭(37)，水冷卻器(39)。真空冶煉容器(47)壁(13)，石墨電極連接器(6)，石墨發(fā)熱電極(12)，石墨螺母(46)，石墨螺桿(45)，三組石墨發(fā)熱電極(12)呈Y形連接，通過石墨電極連接器(6)黃銅電極(5)分別與變壓器(18)輸出的三個接線柱連接。
權(quán)利要求1.高純金屬鎂真空冶煉爐，它包括真空泵、閥門、波紋管、連接管道、變壓器、電源控制柜和套筒容器真空冶煉裝置，其特征是套筒容器真空冶煉裝置，分為真空冶煉容器(47)、真空保護(hù)容器(48)和內(nèi)熱式加熱，整個組成高純金屬鎂真空冶煉爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純金屬鎂真空冶煉爐，其特征是套筒容器真空冶煉裝置的真空保護(hù)容器(48)，除水冷電極密封結(jié)構(gòu)占用容器壁(13)的位置外，其真空保護(hù)容器的壁(1)包圍真空冶煉容器(47)的壁(13)，為真空保護(hù)容器(48)的保護(hù)空間的套筒容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純金屬鎂真空冶煉爐其特征是套筒容器真空冶煉裝置的真空冶煉容器(47)，由黃銅電極(5)連電給容器內(nèi)的石墨發(fā)熱電極(12)加熱，為內(nèi)熱式加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純金屬鎂真空冶煉爐，其特征是套筒容器真空冶煉爐裝置的真空冶煉容器(47)的壁(13)連接上的數(shù)個冷端(16)接管(35)，冶煉出的金屬鎂是固態(tài)結(jié)晶高純金屬鎂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純金屬鎂真空冶煉爐，其特征是套筒容器真空冶煉裝置的真空冶煉容器(47)的壁(13)連接上鎂粉收集室(43)，冶煉出的金屬鎂粉末狀高純金屬鎂。
專利摘要一種用于能精煉高純金屬鎂的真空冶煉爐,它包括:真空泵、閥門、波紋管、連接管道、變壓器、電源控制柜和新設(shè)計的套筒容器真空冶煉爐裝置組成,使被粗煉的金屬粗鎂,放在真空冶煉容器爐內(nèi),抽真空和直接加熱,并控制溫度冶煉,得到高純結(jié)晶金屬鎂或粉末鎂,達(dá)到含量為99.99%,亦可大批量生產(chǎn),同時,對不穩(wěn)定金屬鎂冶煉生產(chǎn)進(jìn)行安全監(jiān)控和保護(hù)措施,防止事故發(fā)生,設(shè)備使用安全、可靠、實用。
文檔編號F27B5/00GK2457173SQ00258799
公開日2001年10月31日 申請日期2000年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月30日
發(fā)明者祁孫成 申請人:祁孫成