[發明專利]一種火法真空冶金還原裝置

有效

• 申請號: 201910561651.0
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110218880B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 張少軍;楊沛胥;張偉東;王成鐸;劉金輝;杜江;劉剛;張澤學;周壽山
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C22B26/22
• 分類號: C22B26/22;C22B5/04
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種火法真空冶金還原裝置，包括還原反應單元，在還原反應單元頂部安裝有金屬凝結單元；所述還原反應單元包括上下貫通的還原罐本體，在還原罐本體底部裝配有下密封端蓋，在還原罐本體外側套設有耐高溫外套，在還原罐本體內側設有耐高溫內襯，所述耐高溫外套與還原罐本體外表面之間、所述耐高溫內襯與還原罐本體內表面之間均設有間隙；在還原罐本體內設置有中心通氣筒，中心通氣筒的底部支撐在還原罐本體內壁上，在中心通氣筒側壁上設有多個與冶金爐料容納空間相連通的通氣孔；金屬凝結單元通過金屬凝結單元和結晶器的相互配合，可以實現待冶煉金屬的快速結晶析出，整體冶煉效率高，成本低。

技術領域

本發明屬于金屬鎂真空冶煉技術領域，特別涉及一種火法真空冶金還原裝置。

背景技術

外熱式硅熱法煉鎂還原罐工作在1200℃的高溫和10Pa絕壓的真空狀態下，其外部受火焰、高溫煙的高溫熱源加熱，罐內與冶金爐料及其反應產物接觸，運行環境復雜、嚴苛。目前工業上普遍采用高溫耐熱鋼做還原罐罐體，使用壽命通常只有3個月左右。

中國專利文獻CN2448849Y公開了一種適用于鎂冶煉的還原罐、中國專利文獻CN201710093723公開了一種陶瓷復合還原罐、中國專利文獻CN201420233403公開了一種鎂還原罐，其分別在高溫耐熱鋼還原罐體內設置碳化硅或氮化硅內襯，擬通過減弱爐料對罐體的磨損、提高罐體耐壓的方法，提高鎂冶煉還原罐使用壽命。但由于鎂冶煉還原罐壽命短的主要原因不是罐內的磨損和罐體的承壓能力，而是還原罐外還原爐火焰及高溫煙氣對耐熱鋼的高溫氧化和燒蝕，導致罐壁減薄、承壓能力降低造成的，因此并不能有效解決還原罐壽命短的問題，自CN00232193提出金屬還原罐內設置內襯的思想至今近二十年來，實際煉鎂工業裝置沒有一家采用這種結構的還原罐。

另外，中國專利文獻CN2289800Y名稱為一種非金屬冶煉還原罐提出一種用礬土、三氧化二鋁、金剛砂、高嶺土等配置、造型、燒結、制成的還原罐外殼，殼內附襯一個不銹鋼筒的金屬冶煉還原罐，但由于所述還原罐的配置、造型、燒結、制成以及與不銹鋼筒的裝配方法等均不具體，不具備技術可行性，因此自該專利公開至今也沒有實際應用。

中國專利文獻CN200720200214公開了碳化硅還原罐和中國專利文獻CN201210382362公開了一種耐高溫碳化硅還原罐及其制備方法，提出用碳化硅材料替代現有的鉻鎳耐熱鋼制作還原罐，中國專利文獻CN201020151843公開了一種耐高溫非金屬豎式還原罐）提出豎式鎂冶煉還原罐用耐火材料制成。但由于碳化硅制品和耐火材料都具有透氣性，而硅熱法煉鎂必須要在較高的真空（絕壓10Pa左右）下進行，透氣材料做罐體根本無法維持真空，因此無法在鎂冶煉工藝中應用。

發明內容

本發明目的在于提供一種火法真空冶金還原裝置；為達到上述目的所采取的技術方案是：

一種火法真空冶金還原裝置，包括還原反應單元，在還原反應單元頂部安裝有金屬凝結單元；所述還原反應單元包括上下貫通的還原罐本體，在還原罐本體底部裝配有下密封端蓋，在還原罐本體外側套設有耐高溫外套，在還原罐本體內側設有耐高溫內襯，所述耐高溫外套與還原罐本體外表面之間、所述耐高溫內襯與還原罐本體內表面之間均設有間隙；在還原罐本體內設置有中心通氣筒，中心通氣筒的底部支撐在還原罐本體內壁上，所述中心通氣筒與耐高溫內襯之間的空間形成冶金爐料容納空間，在中心通氣筒側壁上設有多個與冶金爐料容納空間相連通的通氣孔；

所述金屬凝結單元包括固定連接在原罐本體頂部的結晶水套，在結晶水套內的原罐本體頂部安裝有結晶器，在結晶水套頂部安裝上密封端蓋，在結晶水套上部設有用于對還原罐本體內部抽真空的抽真空通口。

優選的，所述耐高溫外套和耐高溫內襯采用耐高溫陶瓷材質制作。

優選的，所述耐高溫外套和耐高溫內襯采用剛玉、氮化硅或者碳化硅材質。

優選的，在結晶水套上設有進水口和出水口，通過進水口和出水口的進出水流量調節使結晶水套內形成金屬凝結所需溫度。