[发明专利]一种全连续热还原法金属镁冶炼装置及冶炼工艺

说明书

本发明公开了一种全连续热还原法金属镁冶炼装置，包括依次连接的混合加料器、螺旋加料器、熔化还原炉、渣镁分离器、镁液冷凝器、镁液液封装置和镁铸锭机；冶炼工艺：(1)将白云石破碎，焙烧，粉磨，过筛，得到煅烧白云石粉；(2)将硅和铝混合后破碎，粉磨，过筛，得到硅铝合金粉；(3)混合均匀后加入氟化钙，然后依次通过混合加料器和螺旋加料器加入熔化还原炉中进行加热；(4)在真空条件下，镁蒸气进入渣镁分离器，除渣后进入镁液冷凝器，冷凝成液态镁后经过镁液液封装置进入镁铸锭机中。本发明在真空条件下，采用螺旋加料，镁液液封，渣液液封，自动化程度高，节能效果明显，是一种资源节约型、环境友好型的新型炼镁装置和新型炼镁工艺。

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，更具体的说是涉及一种全连续热还原法金属镁冶炼装置及冶炼工艺。

背景技术

金属镁是一种比刚度和比强度高的金属结构的节能材料，广泛应用于航工航天、武器装备、新型高级交通工具和机械冶金化工等产业。

中国是世界上最大的金属镁生产国家，金属镁产能占全世界总产能的80％左右。目前，炼镁工艺大都采用皮江法工艺，该工艺目前已初现弊端，主要是污染严重，能耗高，自动化程度落后，劳务费用高，投资也较大。其中最大的弊端就是能耗高，究其原因主要是传热方式采用在真空条件下的辐射和热传导两种方式，反应时间长达12-13h，大量的能量转化为温度约100-150℃低品质的热烟气而损失掉，吨镁能耗约5吨标煤，吨镁CO₂排放达20吨以上。为此，低能耗、环保型的冶炼工艺开发势在必行，在此背景下开发全连续、节能环保型的金属镁冶炼工艺以适应新形势的发展需要。

因此，如何开发一种全连续热还原法金属镁冶炼装置及冶炼工艺是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种全连续热还原法金属镁冶炼装置及冶炼工艺，以解决现有技术中的不足。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种全连续热还原法金属镁冶炼装置，包括混合加料器、螺旋加料器、熔化还原炉、渣镁分离器、镁液冷凝器、镁液液封装置和镁铸锭机；其中，混合加料器、螺旋加料器、熔化还原炉、渣镁分离器、镁液冷凝器、镁液液封装置和镁铸锭机依次连接。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，混合加料器利用低碳钢焊制成锥型，钢板厚度δ＝12mm；在真空和温度条件下，被还原出来的镁蒸气从入口进入外壳由ZG Cr25制成的渣镁分离器中，渣液由于密度大、沸点高而分离，不能同镁蒸气进入渣镁分离器中；镁蒸气由于渣镁分离器外壳的温度降低而冷凝成为液态镁从而自流入镁液冷凝器中，液态镁由镁液冷凝器下部镁液液封装置排出后进入镁铸锭机铸锭。

进一步，上述全连续热还原法金属镁冶炼装置还包括渣液液封装置、渣池和排渣机，其中，熔化还原炉、渣液液封装置、渣池和排渣机依次连接。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，在熔化还原炉中还原出来的镁蒸气进入渣镁分离器中，还原渣(镁渣液)由熔化还原炉的下部进入渣液液封装置中排出。

进一步，上述全连续热还原法金属镁冶炼装置还包括变频电机和若干个电磁感应加热器，其中，变频电机设置于螺旋加料器的顶部，若干个电磁感应加热器设置于螺旋加料器的表面。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，螺旋加料器分两段，分别利用20g锅炉钢板焊制，螺旋加料器外壳也分两段，分别用20g锅炉钢板和钨钢(WC+TiC+Co)硬质合金材料制成，部分用10#钢制成外壳。螺旋加料器采用变频电机进行加料控制，电机功率采用理论轴功率的常温下计算值的3～4倍配置。螺旋加料器的外壳部分设置电磁感应加热器用于加热还原混合料，电磁感应加热器的功率按加热还原混合料外1000-1600℃过渡温度段。