[发明专利]多功能还原罐强化器

说明书

所属技术领域

本发明涉及对皮江金属提炼工艺设备的改进，更确切地说，涉及一种多功能还原罐强化器的制造、安装和工作原理，其功能包括：提高还原罐的传热效率、增加还原罐的蠕变抗力、为金属蒸气提供扩散通道、产生用于卸料和清除还原罐内壁料渣粘结物的水蒸汽高压气流、和为水蒸汽高压气流提供导向喷嘴。

背景技术

在中国专利申请号：CN200410042640.5、CN200410070116.9和CN200510074923中，本文作者提供了一种可以显著提高还原罐传热效率和蠕变抗力的强化器装置。这是一根与还原罐罐壁紧密接触(或连成一体)的金属构件，具有双重作用：1)其良好的导热性能可以将罐壁所提供的热量迅速传递到温度较低的罐中心区使全体料球都能被更快和更均匀地加热到反应温度以上，从而缩短还原周期；2)其对罐壁的支撑可以抵消还原罐所承受的大气压力，从而提高还原罐的蠕变抗力和使用寿命。

该强化器装置已经被成功地应用在卧式和立式皮江炼镁还原罐中，并显著地缩短了金属镁还原周期、延长了还原罐的使用寿命。

然而，决定皮江法金属还原速率的不仅是还原罐的传热效率，还原金属蒸气的扩散阻力也是重要影响因素之一。在传统皮江法中，还原金属蒸气扩散通道是由料球之间的空隙来提供的。在立式还原罐中，料球间的空隙通道过长，且极易被料球碎块堵塞；从而增大还原金属蒸气的扩散阻力，造成还原反应(特别是在立式还原罐的下部)不充分。

清除还原罐内壁上的料渣粘结物是皮江工艺方法中一个尚未很好解决的问题。目前使用的机械清除法不仅劳动强度大，而且因为清除不彻底造成还原罐导热系数的下降和还原时间的拖长。

伴随还原罐强化器的使用而产生的一个新问题是卸料难度的加大。强化器令还原罐截面连续空间减小。这使卧式还原罐的卸料难度增加，使小直径立式还原罐内的残渣无法在重力作用下自动落下。

发明内容

本发明的目标是改进在中国专利申请号：CN200410042640.5、CN200410070116.9和CN200510074923中所提供的还原罐强化器使其在保持原有特性的基础上能够用来克服上述的皮江法现有缺陷。

为达成此目标，本发明的首要目的是为还原罐提供一种金属蒸气低阻力扩散通道，以此来降低还原反应区内金属蒸气的分压，加快还原反应速率。

本发明的另一目的是提供一种利用水蒸汽高压气流的降温作用和冲击力来清除还原罐内壁料渣粘结物的方法。

本发明的另一目的是提供一种利用水蒸汽定向高压气流产生的推力来帮助卸料的方法。

本发明的另一目的是提供一种在还原罐内即时产生可控制水蒸汽高压气流的方法和装置。

本发明的另一目的是提供一种在还原罐内对水蒸汽高压气流进行导向的方法和装置。

上述诸目的是通过提供一种多功能还原罐强化器来实现的，其功能包括：提高还原罐的传热效率、增加还原罐的蠕变抗力、为金属蒸气提供扩散通道、瞬间产生水蒸汽高压气流、为水蒸汽高压气流提供导向喷嘴。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1是还原罐强化器截面剖视图，显示金属蒸气扩散通道。

图2是水蒸汽高压气流发生器(金属蒸汽扩散通道)与喷水枪的连接示意图。

图3是还原罐强化器中心部位截面剖视图，显示水蒸汽高压气流发生器(金属蒸汽扩散通道)及导向喷嘴。

图4是图3A-A剖视图，显示罐壁喷嘴。

图5是图3B-B剖视图，显示叶片喷嘴。

具体实施方式

如图1所示，还原罐强化器由数片呈辐射状均匀分布的、由热的良导体耐热材料制成的导热板(101)构成。辐射状导热板(101)始于一个称作金属蒸气扩散通道(102)的中心孔上，其另一端与还原罐内壁(未示出)紧密接触。金属蒸气扩散通道(102)的孔壁上开有多个通孔(103)使其与还原罐的反应区空间相联通。导热板(101)的数量以3或4片为宜。图1所示的是一四片式强化器。还原罐强化器以铸造工艺制成，并被通过合适的工艺，如热压配合、焊接等，安装到还原罐的反应区段。