[发明专利]一种感应加热连续炼镁系统及其连续炼镁工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种感应加热连续还原炼镁系统，本发明还涉及应用该感应加热连续还原炼镁系统进行连续炼镁的工艺。

背景技术

镁的生产方法主要有热还原法与电解法两类，目前，世界镁产量的70％由热还原法中的“皮江法”生产。然而，现行的“皮江法”炼镁工艺存在许多缺陷，主要体现在：①采用不可再生的煤或煤气类的石化能源、对装满球团的还原罐在空气中直接进行外加热的加热方式，不仅使得热能的有效利用率低、还原罐寿命短，而且热量难以快速传到还原罐中心使得还原时间长，另外，石化能源的采用，不可避免地导致还原过程产生大量烟气；②还原罐的横卧排列方式以及间隙生产方式，不仅使得工人劳动强度过大、生产效率低，而且单体设备的产能小。

为了克服现行“皮江法”炼镁工艺存在的缺陷，“内热法炼镁生产工艺及设备(CN1163622C)”和“管式热法炼镁生产工艺及其设备(CN1042841C)”等专利提出了连续炼镁的装备或工艺，但它们均采用的直接能源为煤或煤气，这不可避免地会使镁还原过程中产生大量烟气。专利“感应加热还原炼镁装置(CN2265379)”提出了一种以电作为直接能源的感应加热炼镁还原装置，但该专利难避免外加热方式的缺陷(如还原罐寿命短，还原时间长等)，且不可实施连续化作业。专利“多热源-电热法冶炼镁装置及工艺(CN1928134A)”也提出了以交流或直流电作为能源，以Si/C、C或金属材料作为电极产生的辐射热来进行连续炼镁的工艺与装备，但该专利同样存在一些缺陷，主要表现在：①排布在炉内的发热体很容易使炉料出现“架桥”现象，热渣仓的渣也有可能出现“架桥”现象；②采用粉料时，结晶镁中不可避免会有大量粉尘，这不仅加大镁精炼工序的负担，导致镁的二次损失加大，而且还可能污染真空系统；③所得到的结晶镁还需要进行精炼，这不仅造成镁的二次损失，而且，还将消耗能源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本、高热能利用率、便于自动化操作的连续还原炼镁的装置及工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供的感应加热连续炼镁系统，一个感应加热反应室连接有至少一套连续给料装置，连接有至少二套镁蒸汽冷凝成液态镁的冷凝装置以及至少一套的连续排渣装置。

炉外壳由钢板焊接而成，钢板的材质为A3钢或45号钢，钢外壳的厚度为10～30mm；所述的炉外壳内衬有保温耐火层；炉体上设有两个以上第一观察孔。

所述的连续给料装置包括料仓与螺旋给料机构，料仓为上下结构，由进料仓与储料仓构成，所述的进料仓与所述的储料仓构成之间装配有第一闸板阀；所述的进料仓上连有对外抽真空的第一真空阀、带密封垫的加料口；所述的储料仓上连有对外抽真空的第二真空阀以及与螺旋给料机构相连接的第二闸板阀，所述的储料仓的外壳上还装有发热丝；所述的螺旋给料机构包括有钢质外壳以及焊接有给料螺旋片的空心轴；所述的钢质外壳与所述的炉外壳无缝焊接在一起，所述的空心轴的上部有一个起密封作用的盖板，所述的空心轴装配在带冷却水套的轴瓦与中，其中轴瓦中有至少四个孔洞，供炉料通过；所述的空心轴的上部装配有一可与传动电机相连的齿轮。

所述的感应加热室包括感应线圈，感应加热件，带孔的隔板，以及至少一套炉渣冷却装置；其中所述的感应线圈为铜管或不锈钢管，铜管或不锈钢管内通冷却水；当所述的炉渣冷却装置多于一套时，所有炉渣冷却装置安装在一个水平面上，且套与套之间至少相隔间距至少为炉料最大尺寸的5倍以上；所述的感应加热件的横断面为方形或圆形，材质为石墨、C/Si或可耐1500℃以上的金属中的一种或几种；所述的隔板由高温耐火材料捣制而成，且通过耐火材料支撑柱支撑在钢板上；所述的隔板与钢板上均有孔洞，所述孔洞的大小均为炉料中最大颗粒尺寸的5倍以上；所述的感应加热件竖排在所述的感应加热室内，相邻加热件之间的间隔大于炉料中最大颗粒尺寸的10倍；所述的炉渣冷却装置里设计有冷却水管；所述的炉渣冷却装置里还设计有通气管。

所述镁蒸汽冷凝成液态镁的冷凝装置包括多孔挡板，粉尘沉降室，第三真空阀，冷凝室，钾钠捕集室，以及第四真空阀；所述的多孔挡板为具有三维通孔网状结构的多孔陶瓷或可耐1350℃以上的多孔金属中的一种；所述的粉尘沉降室的底部有一排料口，该排料口底部装配有带冷却水的第一密封底板，粉尘定期从排料口排出；所述的镁冷凝室包含有水冷冷凝器，热电偶，电阻加热丝，液态镁导流管，液态镁受液器，以及带冷却水的第二密封底板，所述的第二密封底板下装有一可上下升降的升降装置；在液态镁受液器上部装有第二观察口；所述的钾钠捕集室底部装配有带冷却的第三密封底板。