CN105177313B - 一种内外加热的金属镁还原加热方法 - Google Patents
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Abstract
一种内外加热的金属镁还原加热方法，传统镁还原加热方法采用从还原罐外向罐内传热，传热速率低，传热慢，反应时间长达10‑12小时，加热过程中烟气和散热造成能耗大量损失。在还原罐中心加装可以随时装卸的活动电加热器进行还原罐的内外同时加热，还原时间缩短5‑7小时，还原罐中心低温区改变为高温区，反应区间加大，反应速度加快，还原罐外壁也不再是高温区，降低了还原罐消耗，同时由于还原罐内温度整体升高，反应速度加快，镁结晶致密，质量提高。具体实施方案：1、在还原罐罐头上装上绝缘和密封的接线柱；2、在罐内加装可拆卸的活动电加热器；3、用接线板把罐接线柱和电加热器连接；4、罐外接线柱和电源线及电脑控制线连接进行网络控制。操作方法：1、把清理残渣后的还原罐装料至水平中心位置；2、放上活动的电加热器；3、把电加热器上部空缺处装上料球；4、按顺序装上结晶器、钾钠捕集器和大盖法兰，启动真空；5、真空达到35‑60Pa时开启电加热器开关；6、反应结束，关闭电加热器电源，按通常顺序操作后，拔出电加热器，扒出还原渣进行下一循环。
Description
技术领域
本发明属于金属镁生产工艺改造领域，涉及皮江法炼镁过程中在现有还原罐外加热的基础上在还原罐内加装电加热器同时加热的还原技术。
背景技术
传统的皮江法炼镁还原罐加热方法是多只还原罐装在还原炉内，还原炉燃烧煤气，或天然气、焦炉气、煤层气等燃料，将还层罐外壁加热，通过热传导将还原罐内的还原混合料加热，并在真空条件下发生还原反应，产生粗镁结晶，由于还原混合料的热能传递效果差，一般反应需要10-12小时。
对于这种由还原罐外部向内传热的方式，由于还原罐壁是耐热不锈钢材料，传热速度较快，但进入还原罐罐内含有氧化镁、氧化钙和硅铁粉的混合料层后，由于这种混合料导热系数低，再加上还原罐内是在真空状态下，无有对流传热方式进行，只存在热传导和热辐射两种传热方式，传热速率很低。由于还原罐从剖面是圆形的，所以纵剖面温度分布理论上是一种由罐外到罐中心，是一个由高到低的圆形温度梯度分布图，还原罐外壁到还原罐中心物料的温差约有150-250℃之间，升温前期较大，升温进入高温区时较小。而金属镁的还原反应温度区间是1100-1250℃之间，超出1250℃时，还原罐壁就进入软化变形区间，不能超越，而低于1100℃以下，还原反应就不再进行，而且还原反应速度是由温度动力学控制，温度低，反应速度就慢，低温区的物料反应所用时间是高温区的数倍，甚至更多时间，要得到反应物料总转化率就要靠延长反应时间即加热时间来完成，延长加热时间就要消耗大量能源这就是金属镁冶炼能耗高的问题所在。根据计算，理论能耗是目前金属镁冶炼技术水平所消耗能量的10％左右。在不降低反应速度的前提下，要降低能耗、降低成本，缩短反应时间是解决这一重大问题的关键。
国内北京钢铁研究总院赵沛、刘光火、郭培民等人在2010年提出的专利号为：中国201010205830X(P)2010-06-12的“微波真空分解冶炼金属镁的方法”中提出利用微波技术对皮江法炼镁还原混合料进行加热的炼镁方法。专利中反应时间可缩减到1-5小时，结果是诱人的，但此结果是在10kg混合料实验室实验结果得出的，要实现工业化生产，要经历放大后的微波穿透能力，炉子的散热损失及放大后的可操作性等诸多因素的影响，还要走一大段路，近期难于实现工业化。
国外意大利的布尔扎诺法和国内郑州轻金属研究院上世纪未在青海民和土族村的金属镁厂，均采用还原料层内部加装电加热器的还原方式，由于全部利用还原容器内部加热器，散热损失大，电热转换效率低，电耗均在25000-40000kwh左右，在电价较高的条件下都难以正常运行。
发明内容
本发明基于温度是金属镁还原的首要条件基础理论的基点上，并在原有还原***外部加热的基础上，在还原罐内加装1只随时可以拆卸或安装的活动式电加热器进行还原罐的内部加热。
通过此方法可使得：
1、还原罐内中心区域的物料由原来的8-10小时可以提前5-7小时升温至反应温度，甚至达到或超过反应温度，并且使原来的反应区域加大，使得原加热过程煤耗的降低40-50％左右，设备能力扩大30％以上。
2、原来的还原罐外壁最高温度也不再是首要条件，还原罐的热变形，破损现象也可显著降低，还原罐使用时间可以延长10-20天左右。
3、由于罐内温度提高，反应区域加大，反应时间缩短，反应剧烈，反应速度加快，镁的蒸气压增大，镁结晶区温度提高，结晶致密，钾、钠分离良好，镁的质量提高。
总之，可使镁的产量、消耗、质量都有所显著改善，使企业的经济效益大大提高。
附图说明
附图1电加热器在还原罐内装配位置
1、电加热器
2、接线柱(组合件)
3、结晶器
4、水冷却套
5、真空出口
6、还原罐盖法兰
7、还原罐罐体
8、粗镁结晶
9、钾钠捕集器
10、连接板
附图2接线柱构造
1、接线柱柱体L＝115-125mm，材质1Gr18Ni9Ti
2、螺母M14材质1Gr18Ni9Ti
3、垫片内15/外38厚度2mm材质1Gr18Ni9Ti
4、云母垫片内15/外5厚度10mm
5、绝缘环内15/外36高度30mm材质刚玉瓷环
6、还原罐罐体δ＝30-32材质ZGr3Cr24Ni7N
附图3电加热器
35*(2900～3000)*3.5材质1Gr18Ni9Ti不锈钢U型间距70mm
附图4连接板
厚度3mm，宽度35mm，长度200mm材质1Gr18Ni9Ti
具体实施方式：
本发明是通过以下过程实现的：
①在还原罐内加装电加热器接线柱：
a、在原有材质为ZG3Cr24Ni7NSiRe壁厚为30-32mm的不锈钢还原罐体出口罐端100mm处，圆周边间距150mm处为中心线钻孔两个，在此两处装接线柱，
b、接线柱为长度115-125mm的1Gr18Ni9Ti的不锈钢棒，两端各车削长度为35-40mm的可装配M14螺母的螺纹，
c、在接线柱和罐壁间装上内径外径高度30mm的刚玉绝缘环，
d、在每个接线柱和还原罐壁内外侧各装1只内径外径厚度10mm的云母垫片用于罐体和电加热器的绝缘，
e、在接线柱内外侧加装内径外径材质1Gr18Ni9Ti厚度2mm的垫片2只，
f、在接线柱内外侧不锈钢垫片上各加装M14材质为1Gr18Ni9Ti不锈钢螺母各2只，
②在还原罐内加装活动的电加热器
a、厚度3.5mm，宽度3.5mm，1Gr18Ni9Ti不锈钢板加工成板间距70mmU型电加热器
b、在U型电加热器开口端两端头距板边20mm各钻孔1只，用于和电源连接板进行连接，
③利用连接板接通电源
a、厚度3mm，宽度35mm，长度20mm，1Gr18Ni9Ti不锈钢板用作电加热器和罐体接线柱连接板，
b、连接板两端头距板边15mm处分别钻和的孔各一个，分别用于电加热器和接线柱的连接。
④还原罐外壁接线柱和自动控制电脑连通进行网络控制。
具体操作方法：
<1>在原有外加热的金属镁还原过程中，新循环槽作时，把料球装进罐内水平线中心线时，把料球用铁制扒板扒平；
<2>把可以拆卸的活动电加热器装入还原罐中；
<3>把电加热器上部按正常操作装满料球；
<4>将电加热器和还原罐上接线柱用连接板连接起来，用M10螺栓固定；
<5>按原操作程序加上结晶器，钾、钠捕集器和还原罐罐口法兰盖，开启真空阀正式开始还原；
<6>真空表上真空度达350-600Pa时通知自动控制中心给还原罐中电加热器送电；
<7>还原结束后，通知自动控制中心关闭电加热器电源；
<8>按原操作程序开启罐盖，取下钾钠捕集器，结晶器；
<9>拆下罐内电加热器和罐壁接线柱间连接板的M10螺栓，取出连接板，拔出电加热器放到指定位置下一循环备用；
<10>按操作程序扒出罐内还原渣进行下一循环操作。
Claims (1)
1.一种内外加热的金属镁还原加热方法的设备的装配方法，其特征在于，包括：
还原罐及电加热器，所述电热器置于还原罐内；
具体装配方法如下：
①在还原罐内加装电加热器接线柱：
a、在材质为ZG3Cr24Ni7NSiRe壁厚为30-32mm的不锈钢还原罐体出口罐端100mm处，圆周边间距150mm处为中心线钻φ38孔两个，在此两处装接线柱，
b、接线柱为φ14，长度115-125mm的1Gr18Ni9Ti的不锈钢棒，两端各车削长度为35-40mm的可装配M14螺母的螺纹，
c、在接线柱和罐壁间装上内径φ15，外径φ36高度30mm的刚玉绝缘环，
d、在每个接线柱和还原罐壁内外侧各装1只内径φ15，外径φ45-50mm厚度10mm的云母垫片用于罐体和电加热器的绝缘，
e、在接线柱内外侧加装内径φ16，外径φ40材质1Gr18Ni9Ti厚度2mm的垫片2只，
f、在接线柱内外侧不锈钢垫片上各加装M14材质为1Gr18Ni9Ti不锈钢螺母各2只，
②在还原罐内加装活动的电加热器
a、厚度3.5mm，宽度3.5mm，1Gr18Ni9Ti不锈钢板加工成板间距70mmU型电加热器
b、在U型电加热器开口端两端头距板边20mm各钻φ14孔1只，用于和电源连接板进行连接，
③利用连接板接通电源
a、厚度3mm，宽度35mm，长度20mm，1Gr18Ni9Ti不锈钢板用作电加热器和罐体接线柱连接板，
b、连接板两端头距板边15mm处分别钻φ12和φ16的孔各一个，分别用于电加热器和接线柱的连接，
④还原罐外壁接线柱和自动控制电脑连通进行网络控制。
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|---|---|---|---|---|
| CN109609787A (zh) * | 2019-01-02 | 2019-04-12 | 北京科技大学 | 一种冶炼镁、钙、锶、钡的装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2797385Y (zh) * | 2005-06-10 | 2006-07-19 | 秦光明 | 新型炼镁还原罐 |
| CN101457304A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-06-17 | 邓小宝 | 中心回燃内热蓄热式节能高效炉罐一体化还原炉*** |
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|---|---|---|---|---|
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| CN101457304A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-06-17 | 邓小宝 | 中心回燃内热蓄热式节能高效炉罐一体化还原炉*** |
| CN102676849A (zh) * | 2012-06-08 | 2012-09-19 | 李恒杰 | 还原罐及镁还原炉 |
| CN102816938A (zh) * | 2012-08-22 | 2012-12-12 | 刘海永 | 电热法炼镁还原炉 |
| CN102965523A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-03-13 | 中国矿冶集团控股有限公司 | 中心加热还原炉 |
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| Publication number | Publication date |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Method for Reducing and Heating Metal Magnesium by Internal and External Heating Effective date of registration: 20231020 Granted publication date: 20180713 Pledgee: Wenxi County Branch of China Postal Savings Bank Co.,Ltd. Pledgor: SHANXI BADA MAGNESIUM Co.,Ltd. Registration number: Y2023140000061 |