專利名稱：：傾轉(zhuǎn)裝出料式還原爐及其還原方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種金屬真空冶煉還原爐，特別涉及一種用來冶煉金屬鎂或鈣的真空冶煉還原爐。
背景技術(shù)：
：某些蒸氣壓較高的堿金屬和堿土金屬，如鏗、銘、鎂、鈣等，可以用硅、鋁或它們的合金在真空的條件下用金屬熱還原法制得。依據(jù)加熱方法的不同，可將目前的硅熱法煉鎂分為三種一種是皮江法煉鎂(ThePidgeonProcess)，一種是法國的半連續(xù)法煉鎂(TheMagnethermProcess)，另一種是意大利的皮爾加諾法煉鎂(TheBolganoProcess)。前者屬于外加熱的硅熱法煉鎂，而后兩種方法為內(nèi)電阻加熱硅熱法煉鎂。其中國內(nèi)外使用最廣泛的是皮江法，還原罐沿水平方向固定放置在還原爐內(nèi)，且還原罐的一端密閉，其另一端設(shè)有可以自由控制啟閉的開口，由所述的開口可以將球團(tuán)料放入還原罐內(nèi)，再將還原罐抽真空，然后使其在還原爐內(nèi)的高溫(120(TC)環(huán)境下發(fā)生反應(yīng)。一段時間后，鎂蒸氣從球團(tuán)料中析出，到達(dá)還原罐頂部后被結(jié)晶器所收集。析出完成后，從所述的開口處將球團(tuán)料的爐渣排出。接著，重新裝料，如此循環(huán)進(jìn)行。采用皮江法煉鎂的優(yōu)點(diǎn)是方法簡單，長期以來一直延用，但其存在的不足之處除了能耗高、對環(huán)境造成污染外，還有1、傳統(tǒng)的還原爐的裝料與排渣從同一個開口處進(jìn)行，需要分開處理，使得生產(chǎn)周期延長；2、沿水平方向完成裝料和排渣工作，工作強(qiáng)度大，難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，人工勞動依賴性高，3、傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，排渣作業(yè)使得生產(chǎn)作業(yè)區(qū)產(chǎn)生大量的粉塵污染，致使產(chǎn)業(yè)工人容易得肺部職業(yè)病，并存在工人燙傷、碰傷、砸傷等不安全隱患。因此，還有必要對現(xiàn)有的皮江法煉鎂的裝置和方法進(jìn)行改進(jìn)，以符合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是提供一種傾轉(zhuǎn)裝出料式還原爐及其還原方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的勞動集密型，環(huán)境污染、低效益的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括—種傾轉(zhuǎn)裝出料式還原爐，包括爐體、還原罐和爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的爐體內(nèi)設(shè)有燃燒系統(tǒng)，提供還原過程中所需要的高溫；所述的還原罐穿設(shè)并固定在所述的爐體內(nèi)，其兩端均伸出爐體外，還原罐一端設(shè)有裝料口，另一端設(shè)有出渣口；所述的爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括作為爐體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動支點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動爐體繞所述的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的提升機(jī)構(gòu)，所述的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置，所述的還原罐至少可以在一個水平位置與一個傾斜位置之間來回轉(zhuǎn)動。較佳的實(shí)施方案中所述的提升機(jī)構(gòu)是液壓缸或者電動絲桿。較佳的實(shí)施方案中所述的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在爐體的中間位置，所述的提升機(jī)構(gòu)與爐體的一端連接。較佳的實(shí)施方案中在所述的還原罐的出渣口下方設(shè)有渣坑，所述的渣坑處設(shè)有引風(fēng)機(jī)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案還包括—種傾轉(zhuǎn)裝出料式金屬還原方法，其特征在于包括以下步驟(1)啟動爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，將還原罐傾轉(zhuǎn)到裝料位置，打開還原罐的裝料口，將球團(tuán)料裝入還原罐中，球團(tuán)料裝滿后，封閉裝料口；(2)將還原罐傾轉(zhuǎn)回水平位置，對還原罐進(jìn)行抽真空，然后啟動爐體內(nèi)的燃燒系統(tǒng)，使得金屬蒸汽從球團(tuán)料內(nèi)析出；(3)如圖3所示，還原罐中球團(tuán)料的金屬完全析出后，將還原罐泄真空，然后打開還原罐的出渣口，再啟動爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將還原罐傾轉(zhuǎn)到出渣位置，爐渣自動流出，爐渣出凈后關(guān)閉出渣口；(4)重復(fù)上述步驟(1)、步驟(2)和步驟(3)。較佳的實(shí)施方案中在所述的還原罐的出渣口下方設(shè)有渣坑，所述的渣坑處設(shè)有引風(fēng)機(jī)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案還包括—種傾轉(zhuǎn)裝出料式金屬還原方法，其特征在于包括以下步驟(1)將裝料后的還原罐傾轉(zhuǎn)到水平位置，然后對還原罐進(jìn)行抽真空，然后啟動爐體內(nèi)的燃燒系統(tǒng)，使得金屬蒸汽從球團(tuán)料內(nèi)析出；(2)還原罐中球團(tuán)料的金屬完全析出后，將還原罐泄真空，然后打開還原罐的出渣口，接著啟動爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，將還原罐傾轉(zhuǎn)到傾斜位置，爐渣自動流出，爐渣出凈后關(guān)閉出渣口；(3)打開還原罐的裝料口，將球團(tuán)料裝入還原罐中，然后封閉裝料口；(4)重復(fù)上述步驟(1)、步驟(2)和步驟(3)。較佳的實(shí)施方案中在所述的還原罐的出渣口下方設(shè)有渣坑，所述的渣坑處設(shè)有引風(fēng)機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是1.提高生產(chǎn)效率。采用傾轉(zhuǎn)方式還原爐，一側(cè)采用機(jī)械裝料，另一側(cè)自動排渣，將大幅度提高自動化水平，縮短生產(chǎn)周期，提高鎂(鈣)蒸汽析出速度，減少析鎂時間，減少鎂(鈣)還原時間，提高生產(chǎn)作業(yè)率。普通爐鎂還原時間要11-12小時，本發(fā)時可減少到還原時間9.5-10小時。大大提高生產(chǎn)作業(yè)率，提高單位時間產(chǎn)量。提高料鎂(鈣)比水平。2.大幅度降低勞動用工成本。原生產(chǎn)工藝中需要使用大量人工進(jìn)行裝料、出渣、運(yùn)錠工作。采用本發(fā)明技術(shù)可大幅度降低工人數(shù)量，可降低70-80%。實(shí)現(xiàn)鎂(鈣)還原工序半連續(xù)化、機(jī)械化、自動化。勞動用工成本大幅度降低。3.有利于實(shí)現(xiàn)自動化控制?？梢酝ㄟ^控制裝置對還原爐生產(chǎn)過程中各項(xiàng)號數(shù)進(jìn)行檢測和控制。實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量、真空度等參數(shù)最優(yōu)運(yùn)行范圍。對監(jiān)控參數(shù)出現(xiàn)問題及4時處理和報警。保障了系統(tǒng)的安全運(yùn)行，增強(qiáng)了管理高效性。4.保護(hù)環(huán)境，社會效益顯著。還原渣自動排放到排渣坑內(nèi)，減少生產(chǎn)作業(yè)區(qū)大量的粉塵污染，大幅減少產(chǎn)業(yè)工人得肺部職業(yè)病的可能性。大幅降低了工人燙傷、碰傷、砸傷等不安全隱患，充分體現(xiàn)企業(yè)以人為的宗旨。5.該發(fā)明的還原爐可異地制造，直接運(yùn)往現(xiàn)場，無須在生產(chǎn)現(xiàn)場施工安裝，實(shí)現(xiàn)還原爐產(chǎn)品化、標(biāo)準(zhǔn)化、批量化生產(chǎn)。6.由于該發(fā)明的還原爐所需人工降低到傳統(tǒng)還原爐的20%，突破了金屬鎂企業(yè)擴(kuò)大規(guī)模人員難招的這第一限制，使得鎂行業(yè)大規(guī)?；l(fā)展成為現(xiàn)實(shí)。圖1是本發(fā)明的還原爐處于水平位置時的示意圖；圖2是本發(fā)明的還原爐處于傾斜位置(裝料)時的示意圖；圖3是本發(fā)明的還原爐處于傾斜位置(出渣)時的示意圖；圖4是本發(fā)明的還原爐在出渣后立即進(jìn)行裝料步驟的示意圖。具體實(shí)施例方式如圖1、圖2、圖3所示，是一種傾轉(zhuǎn)裝出料式還原爐，其包括爐體10、還原罐20和爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30，其中所述的爐體10內(nèi)設(shè)有燃燒系統(tǒng)ll，提供還原過程中所需要的高溫；所述的還原罐20穿設(shè)并固定在所述的爐體10內(nèi)，其兩端均伸出爐體10夕卜，還原罐20—端設(shè)有裝料口21，另一端設(shè)有出渣口22;所述的爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30包括作為爐體10旋轉(zhuǎn)運(yùn)動支點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸31和驅(qū)動爐體10繞所述的轉(zhuǎn)軸31旋轉(zhuǎn)的提升機(jī)構(gòu)32(如液壓缸或者電動絲桿)，所述的轉(zhuǎn)軸31水平設(shè)置，使得還原罐20至少可以在水平位置與傾斜位置之間來回轉(zhuǎn)動；所述的還原罐20處于水平位置時，如圖1所示，還原罐20的軸線23與水平線40相平行；所述的還原罐20處于傾斜位置時，如圖2、圖3所示，還原罐20的軸線23與水平線40斜交，且還原罐20的裝料口21高于所述的出渣口22。采用上述結(jié)構(gòu)，在加熱還原過程中，傾轉(zhuǎn)裝出料式還原爐的還原罐20處于水平位置，而在裝料與出渣過程中，還原罐20均處于傾斜位置(裝料與出渣可以處于同一傾斜度，也可以處于不同的傾斜度)，由于出渣過程可以利用地球引力自動進(jìn)行，提高了生產(chǎn)速度，降低了人工勞動量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械化。在上述實(shí)施例中，所述的轉(zhuǎn)軸31設(shè)置在爐體10的中間位置，所述的提升機(jī)構(gòu)32與爐體10的一端連接。這樣的設(shè)置方式，使得還原爐的重心可以盡量靠近轉(zhuǎn)軸31，并最大限度地降低提升機(jī)構(gòu)32的負(fù)荷，節(jié)約生產(chǎn)成本。當(dāng)然，也可以將轉(zhuǎn)軸31設(shè)置在爐體10的一端或者爐體10上的其它位置，都可以實(shí)現(xiàn)傾轉(zhuǎn)爐體10的目的。另外，在附圖1、2、圖3中，示意性地將轉(zhuǎn)軸31和提升機(jī)構(gòu)32與爐體10的連接點(diǎn)表示在爐體10下方，而在實(shí)際應(yīng)用的時候，也可以將所述的連接點(diǎn)設(shè)置在爐體10的上方或者中部，同樣可以產(chǎn)生樞轉(zhuǎn)的效果。還有，如圖3所示，在所述的還原罐20的出渣口22下方還設(shè)有渣坑50，并在所述5的渣坑50處設(shè)有引風(fēng)機(jī)51。當(dāng)所述的還原罐20處于傾斜位置時，從出渣口22排出的爐渣52直接排出到渣坑50內(nèi)，再配合引風(fēng)機(jī)51的除塵作用，可以防止粉塵漂浮而造成污染。補(bǔ)充一點(diǎn)，還原爐內(nèi)的空氣、煤氣、抽真空和冷卻水管道需要在局部采用金屬軟連接，以此保證不影響爐體10正常傾轉(zhuǎn)，這屬于公知技術(shù)，其具體實(shí)現(xiàn)方法在此不予贅述。以下配合圖1、圖2、圖3來介紹本發(fā)明的工作過程，其包括以下步驟(1)如圖2所示，啟動爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30，將還原罐20傾轉(zhuǎn)到裝料位置，打開還原罐20的裝料口21，將球團(tuán)料通過一個機(jī)械裝置(即機(jī)械臂)裝入還原罐20中，所述的機(jī)械裝置可以保證球團(tuán)料裝料均勻，不破碎，球團(tuán)料裝滿后，封閉裝料口21;(2)如圖1所示，將還原罐20傾轉(zhuǎn)回水平位置，對還原罐20進(jìn)行抽真空，保證還原罐20內(nèi)真空度達(dá)到技術(shù)要求，然后啟動爐體10內(nèi)的燃燒系統(tǒng)ll，保持爐體10內(nèi)溫度在1200°C125(TC之間，使得鎂(鈣)蒸汽從球團(tuán)料內(nèi)析出；(3)如圖3所示，還原罐20中球團(tuán)料的鎂(鈣)完全析出后，將還原罐20泄真空，然后打開還原罐20的出渣口22，再啟動爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30將還原罐20傾轉(zhuǎn)到出渣位置，爐渣52自動流出進(jìn)入渣坑50內(nèi)，爐渣52出凈后關(guān)閉出渣口22;(4)重復(fù)上述步驟(1)、步驟(2)和步驟(3)。在上述工作過程中，是以裝料位置與出渣位置是不同位置為例來說的，實(shí)際上，也可以將裝料位置與出渣位置設(shè)計(jì)成同一個位置，如此可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，其具有的工程如下(1)如圖1，將裝料后的還原罐20傾轉(zhuǎn)到水平位置，然后對還原罐20進(jìn)行抽真空，保證還原罐20內(nèi)真空度達(dá)到技術(shù)要求，然后啟動爐體10內(nèi)的燃燒系統(tǒng)ll，保持爐體10內(nèi)溫度在1200°C125(TC之間，使得鎂(鈣)蒸汽從球團(tuán)料內(nèi)析出；(2)如圖3，還原罐20中球團(tuán)料的鎂(鈣)完全析出后，將還原罐20泄真空，然后打開還原罐20的出渣口22，接著啟動爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30，將還原罐20傾轉(zhuǎn)到傾斜位置，爐渣52自動流出進(jìn)入渣坑50內(nèi)，爐渣52出凈后關(guān)閉出渣口22;(3)如圖4，打開還原罐20的裝料口21，將球團(tuán)料通過一個機(jī)械裝置裝入還原罐20中，然后封閉裝料口21;(4)重復(fù)上述步驟(1)、步驟(2)和步驟(3)。以下將本發(fā)明所采用的結(jié)構(gòu)和方法與現(xiàn)有技術(shù)作一個詳細(xì)的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>最后總結(jié)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1.提高生產(chǎn)效率。采用傾轉(zhuǎn)方式還原爐，一側(cè)采用機(jī)械裝料，另一側(cè)自動排渣，將大幅度提高自動化水平，縮短生產(chǎn)周期，提高鎂(鈣)蒸汽析出速度，減少析鎂時間，減少鎂(鈣)還原時間，提高生產(chǎn)作業(yè)率。普通爐鎂還原時間要11-12小時，本發(fā)時可減少到還原時間9.5-10小時。大大提高生產(chǎn)作業(yè)率，提高單位時間產(chǎn)量。提高料鎂(鈣)比水平。2.大幅度降低勞動用工成本。原生產(chǎn)工藝中需要使用大量人工進(jìn)行裝料、出渣、運(yùn)錠工作。采用本發(fā)明技術(shù)可大幅度降低工人數(shù)量，可降低70-80%。實(shí)現(xiàn)鎂(鈣)還原工序半連續(xù)化、機(jī)械化、自動化。勞動用工成本大幅度降低。3.有利于實(shí)現(xiàn)自動化控制?？梢酝ㄟ^控制裝置對還原爐生產(chǎn)過程中各項(xiàng)號數(shù)進(jìn)行檢測和控制。實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量、真空度等參數(shù)最優(yōu)運(yùn)行范圍。對監(jiān)控參數(shù)出現(xiàn)問題及時處理和報警。保障了系統(tǒng)的安全運(yùn)行，增強(qiáng)了管理高效性。4.保護(hù)環(huán)境，社會效益顯著。還原渣自動排放到排渣坑內(nèi)，減少生產(chǎn)作業(yè)區(qū)大量的粉塵污染，大幅減少產(chǎn)業(yè)工人得肺部職業(yè)病的可能性。大幅降低了工人燙傷、碰傷、砸傷等不安全隱患，充分體現(xiàn)企業(yè)以人為的宗旨。5.該發(fā)明的還原爐可異地制造，直接運(yùn)往現(xiàn)場，無須在生產(chǎn)現(xiàn)場施工安裝，實(shí)現(xiàn)還原爐產(chǎn)品化、標(biāo)準(zhǔn)化、批量化生產(chǎn)。6.由于該發(fā)明的還原爐所需人工降低到傳統(tǒng)還原爐的20%，突破了金屬鎂企業(yè)擴(kuò)大規(guī)模人員難招的這第一限制，使得鎂行業(yè)大規(guī)?；l(fā)展成為現(xiàn)實(shí)。以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落7入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi),權(quán)利要求一種傾轉(zhuǎn)裝出料式還原爐，包括爐體、還原罐和爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的爐體內(nèi)設(shè)有燃燒系統(tǒng)，提供還原過程中所需要的高溫；所述的還原罐穿設(shè)并固定在所述的爐體內(nèi)，其兩端均伸出爐體外，還原罐一端設(shè)有裝料口，另一端設(shè)有出渣口；所述的爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括作為爐體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動支點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動爐體繞所述的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的提升機(jī)構(gòu)，所述的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置，所述的還原罐至少可以在一個水平位置與一個傾斜位置之間來回轉(zhuǎn)動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾轉(zhuǎn)裝出料式還原爐，其特征在于所述的提升機(jī)構(gòu)是液壓缸或者電動絲桿。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾轉(zhuǎn)裝出料式還原爐，其特征在于所述的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在爐體的中間位置，所述的提升機(jī)構(gòu)與爐體的一端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傾轉(zhuǎn)裝出料式還原爐，其特征在于在所述的還原罐的出渣口下方設(shè)有渣坑，所述的渣坑處設(shè)有引風(fēng)機(jī)。5.—種傾轉(zhuǎn)裝出料式金屬還原方法，其特征在于包括以下步驟(1)啟動爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，將還原罐傾轉(zhuǎn)到裝料位置，打開還原罐的裝料口，將球團(tuán)料裝入還原罐中，球團(tuán)料裝滿后，封閉裝料口；(2)將還原罐傾轉(zhuǎn)回水平位置，對還原罐進(jìn)行抽真空，然后啟動爐體內(nèi)的燃燒系統(tǒng)，使得金屬蒸汽從球團(tuán)料內(nèi)析出；(3)如圖3所示，還原罐中球團(tuán)料的金屬完全析出后，將還原罐泄真空，然后打開還原罐的出渣口，再啟動爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將還原罐傾轉(zhuǎn)到出渣位置，爐渣自動流出，爐渣出凈后關(guān)閉出渣口；(4)重復(fù)上述步驟(1)、步驟(2)和步驟(3)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傾轉(zhuǎn)裝出料式金屬還原方法，其特征在于在所述的還原罐的出渣口下方設(shè)有渣坑，所述的渣坑處設(shè)有引風(fēng)機(jī)。7.—種傾轉(zhuǎn)裝出料式金屬還原方法，其特征在于包括以下步驟(1)將裝料后的還原罐傾轉(zhuǎn)到水平位置，然后對還原罐進(jìn)行抽真空，然后啟動爐體內(nèi)的燃燒系統(tǒng)，使得金屬蒸汽從球團(tuán)料內(nèi)析出；(2)還原罐中球團(tuán)料的金屬完全析出后，將還原罐泄真空，然后打開還原罐的出渣口，接著啟動爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，將還原罐傾轉(zhuǎn)到傾斜位置，爐渣自動流出，爐渣出凈后關(guān)閉出渣□;(3)打開還原罐的裝料口，將球團(tuán)料裝入還原罐中，然后封閉裝料口；(4)重復(fù)上述步驟(1)、步驟(2)和步驟(3)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傾轉(zhuǎn)裝出料式金屬還原方法，其特征在于在所述的還原罐的出渣口下方設(shè)有渣坑，所述的渣坑處設(shè)有引風(fēng)機(jī)。全文摘要本發(fā)明是一種傾轉(zhuǎn)裝出料式還原爐及其還原方法，所述的還原爐包括爐體、還原罐和爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，爐體內(nèi)設(shè)有燃燒系統(tǒng)，提供還原過程中所需要的高溫；所述的還原罐穿設(shè)在所述的爐體內(nèi)，其兩端均伸出爐體外，還原罐一端設(shè)有裝料口，另一端設(shè)有出渣口；所述的爐體傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括作為爐體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動支點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動爐體繞所述的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的提升機(jī)構(gòu)，所述的轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置，所述的還原罐至少可以在一個水平位置與一個傾斜位置之間來回轉(zhuǎn)動。本發(fā)明在加熱還原過程中，傾轉(zhuǎn)裝出料式還原爐的還原罐處于水平位置，而在裝料與出渣過程中，還原罐均處于傾斜位置，由于出渣可以利用地球引力自動進(jìn)行，提高了生產(chǎn)速度，降低了人工勞動量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械化。文檔編號C22B26/20GK101748292SQ20081023966公開日2010年6月23日申請日期2008年12月15日優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日發(fā)明者王張福,辛衛(wèi)亞申請人:辛衛(wèi)亞;王張福