专利名称：金属镁还原罐高温料团气动出渣装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及轻金属的生产与冶炼，特别涉及金属镁高温冶炼固相还原工艺所用大
长径比还原罐内高温渣料的吹出与收集。
背景技术：
在轻金属冶炼领域，广泛采用固相还原反应生产工艺，还原过程是整个生产流程 的核心工序，其能耗、成本及用工均占产品相应指标的一半以上。这类还原过程一般都将原 料制成球团料，在高温、真空状态下进行固相还原反应，反应容器一般为大长径比还原罐。 皮江法炼镁工艺就是最具代表性的一个例子。由于是在高温、高真空下进行固相反应，这 种工艺无法进行连续化流程生产，只能采用间断生产工艺，按照一定的还原周期反复进行 装料一抽真空一加热一还原反应一开盖一出镁一出渣一装料的循环操作。在上述操作过 程中，出渣过程工作量最大、工作环境最为恶劣。目前国内外所采用的出渣方式多为人工 出渣或机械出渣。人工出渣只使用简单的工具(长柄铁铲、长柄铁耙)将还原后的高温球 团料从还原罐内伊出或扒出。由于工具总长在4.5m以上、罐内温度在120(TC以上，工具长 柄很快会被高温烤软，不得不频繁更换工具，不仅劳动强度大、工作环境恶劣，而且工作效 率很低。正是由于劳动强度过大，工人无法连续操作，需要不断暂停作业而短时休息，因而 延长了辅助工作时间，挤占了与产量直接有关的还原反应时间，即有效生产时间。而机械 出渣所使用的扒渣机主要有螺旋式、链板式、往复(铲)式、往复(铲)与气吸槽相结合式 等几种形式。由于生产工艺的特殊性，机械扒渣存在一些无法解决的问题(l)罐内温度 在120(TC以上，金属零件的机械强度、刚度会大大降低，因此机械扒渣设备很难正常工作； (2)还原罐在高温、高真空条件下使用一段时间后会严重变形，罐体外压失稳、截面变为椭 圆形，罐体中部严重下垂、罐体中心线不再是直线，造成机械扒渣机的螺旋、链板、往复铲等 无法正常扒料，甚至无法伸入罐内，机械扒渣设备很难正常工作；(3)机械扒渣设备工作时 难免会与罐体发生接触，常常对还原容器造成机械损伤，这种损伤对于在高温、高真空下工 作的还原容器来说，后果非常严重，会大大縮短还原容器的寿命，甚至直接导致其报废；(4) 机械扒渣设备均为敞口作业，难免会造成灰尘飞扬、热量辐射，作业现场环境恶劣，对工人 的健康危害极大。专利号为ZL200420016594. 7、 ZL200420016597. 0、 ZL200820231123. 6、 ZL200820133981. 7的专利文献尽管均采取了各种有效措施进行了改进，但仍无法解决工作 效率低下、对生产环境污染极大等根本问题，这也是近几年西方及日本等国纷纷关闭本国 的热法炼镁企业，将其生产厂转移到发展中国家的原因。公开号为CN201334512Y的中国专 利公开一种气冲式出渣机，采用向还原罐内吹入高压气体的方式进行出渣，这种气体出渣 方式在金属镁生产行业早已有人尝试，但终因以下技术问题无法解决而放弃(l)在高温 下，金属强度会迅速降低，此时的高压气体极易造成容器、管道的爆炸，国外曾有此类事故 的报道，使人们对此危险性望而却步；(2)由于还原罐在高温条件下使用一段时间后会严 重变形，罐体中部严重下垂、罐体中心线不再是直线，导致罐口平面倾斜，气体扒渣时罐口 无法保证密封，由此产生的环境污染远大于机械出渣，因而无法正常工作；(3)气体出渣需
3要将喷吹管伸入还原罐内，同时设备需要水平移动以适应还原炉的直线布置、垂直升降以 适应还原罐上下多层布置，设备运动机构复杂，同时需要在移动工作时保证压力空气的供 应、吹出物料的输送，密封问题无法解决；(4)使用大量空气将高温球团料吹出后，高温球 团料的分离、输送问题难以解决，致使气体出渣无法实现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是针对以上不足而提供一种金属镁还原罐高温料 团气动出渣装置。该装置创造性地将气体出渣输渣动力改为"前拉后推"双动力组合，将动 力风压力从400kPa左右降低到20kPa以下，彻底化解了爆炸危险；采用大法兰球面对中技 术，可以在罐体罐口法兰倾斜一定角度时依然保证自动对中、密封良好；旋风式分离渣箱成 功解决了高温球团料的分离和输送问题。
本发明所采取的技术方案如下 —种金属镁还原罐高温料团气动出渣装置，包括有还原罐、气动出渣喷吹管、喷吹 管动力机构和分离渣箱，还原罐内密封套接有气动出渣喷吹管，气动出渣喷吹管尾端连接 在喷吹管动力机构上，保证了气动出渣喷吹管在水平、上下、左右的对中移动，吹出的渣料 通过出渣管线进入分离渣箱分离，气动出渣喷吹管的进风口与风源连接，分离渣箱的出风 口与引风机连接，这样创造性地将气体出渣输渣动力改为"前拉后推"双动力组合，大大降 低动力空气压力，动力风压力从400kPa左右降低到20kPa以下，彻底化解了还原罐的爆炸 危险。 还原罐与喷吹管动力机构之间设有大法兰密封连接装置，大法兰密封连接装置主 要由罐口法兰、机头法兰、球面接头和出渣筒构成， 还原罐的罐口设有罐口法兰，喷吹管动力机构的头端设有机头法兰，还原罐与喷
吹管动力机构机头通过罐口法兰、机头法兰紧密连接，机头法兰通过球面接头连接出渣筒，
出渣筒通过出渣管线与分离渣箱连接，出渣筒中部穿接气动出渣喷吹管。大法兰密封连接
装置的设置，可以在罐体罐口法兰倾斜2 5。时依然保证自动对中、密封良好。 球面接头由球毂和球头组成，球毂和球头的连接部呈圆球面，球毂连接在机头法
兰上，球头与出渣筒连接，出渣筒通过出渣管线与分离渣箱连接。 为保证在多个驱动装置、多种传动系统，同时在高真空度下可以在空间三维灵活 移动，同时又能保证密封，不发生泄漏，出渣管线与出渣筒、分离渣箱的接头部均设有球接 头。 分离渣箱主要由箱体、渣斗构成，箱体顶部设有出风口，出风口与引风机连接，箱 体上部设有进渣口 ，进渣口通过球接头与出渣管线连接，进渣口设置在箱体的切线位置，使 渣料在引风机作用下沿箱体旋转下落，而热风在引风机作用下排出，箱体底部设有渣斗。
引风机产生-5 -lOKPa的引风压力，使分离渣箱内部的压力保持在 0. 02-0. 05KPa左右，以利于风与渣分离。
本发明能够达到的有益效果是 1、本发明创造性地在出渣、输渣系统中使用了"前拉后推"双动力组合，动力风压 力从400kPa左右降低到20kPa以下，彻底化解了爆炸危险，非常安全；同时，由于系统大部 分工作在负压状态，彻底解决了人工出渣、机械出渣方式炉前粉尘飞扬问题，环保卫生。
2、本发明运行可靠，还原罐内温度达120(TC以上，人工扒渣、机械扒渣无法长期使 用；气动出渣只有喷吹管需要在此温度下工作，由于其内部有大量的空气进行冷却，金属本 体最高温度不会超过400°C，因而可以长期稳定运行，这一优势是机械扒渣无法可比的。
3、本发明适应性好，由于气动出渣喷吹管直径较小，同时采用了大法兰球面对中 技术，因而还原罐变形不大于极限尺寸对清渣无影响，还原罐口法兰各向倾斜度不超过一 定范围对清渣无影响，这些也是机械出渣所无法解决的难题。 4、本发明节能降耗，创新性地使用了带分离装置的渣箱对气固进行分离，高温废 渣可以迅速集中，有利于废渣余热利用，部分企业将其用于产生蒸汽，对系统平衡有极大好 处。 5、本发明可以延长还原罐使用寿命，气力出渣彻底避免了机械扒渣对还原罐的损 伤，同时高速运动的球团料还具有清理罐内壁结疤功能，可以有效降低还原过程的热阻，在 节能降耗的同时还可以避免还原罐过热，延长使用寿命。 6、本发明工作效率高，就清渣而言，仅需一人操作，大大降低了劳动强度，可大量 减少人力，降低人工费用；同时还可以减少辅助作业时间，增加有效生产时间，增产降耗。
7、本发明工作灵活，使用多个驱动装置、多种传动系统，同时在高真空度下配以耐 磨钢管活动关节，可以在空间三维灵活移动，同时又能保证密封，不发生泄漏。
图1为本发明的连接关系图 图2为本发明大法兰密封连接装置的结构示意图。
图3为本发明分离渣箱的结构主视图。
图4为本发明分离渣箱的结构俯视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的描述 如图1、图2、图3、图4所示，该金属镁还原罐高温料团气动出渣装置，包括有还原 罐10、气动出渣喷吹管20、喷吹管动力机构60和分离渣箱30，还原罐10内密封套接有气动 出渣喷吹管20，气动出渣喷吹管20连接在喷吹管动力机构60上，保证了气动出渣喷吹管 20在水平、上下、左右的对中移动，吹出的渣料通过分离渣箱30分离，气动出渣喷吹管20的 进风口 21与风源50连接，风源50采用罗茨风机送风，并保持50L/M —定的风量，分离渣箱 30的出风口 34与引风机40连接，这样创造性地将气体出渣输渣动力改为"前拉后推"双动 力组合，大大降低动力空气压力，动力风压力从400kPa左右降低到10-15kPa，彻底化解了 爆炸危险。还原罐10与喷吹管动力机构30之间设有大法兰密封连接装置80，大法兰密封 连接装置80主要由罐口法兰81、机头法兰85、球面接头及出渣筒84构成，还原罐10的罐 口设有罐口法兰81，喷吹管动力机构60的头端设有机头法兰85，还原罐10与喷吹管动力 机构60机头通过罐口法兰1、机头法兰85紧密连接，机头法兰81通过球面接头连接出渣 筒84，出渣筒84通过出渣管线70与分离渣箱30连接，出渣筒84中部穿接气动出渣喷吹管 20。球面接头由球毂82和球头83构成，球毂82和球头83的连接部呈圆球面，球毂82连 接在机头法兰81上，球头83与出渣筒84连接，出渣筒84通过出渣管线70与分离渣箱30连接，出渣管线70与出渣筒84、分离渣箱30的接头部均设有球接头71，大法兰密封连接装 置80的设置，可以在罐体罐口法兰倾斜2-5°时依然保证自动对中、密封良好。分离渣箱 30主要由箱体31、渣斗33构成，箱体31顶部设有出风口 34，出风口 34与引风机40连接， 箱体31上具有进渣口 32，进渣口 32通过出渣管线70与出渣筒84连接，进渣口 32设置在 箱体31的切线位置，使渣料在引风机40作用下沿螺旋分离箱体31旋转下落，而热风在引 风机40作用下输出，箱体31底部设有渣斗33。引风机40产生-5 -lOKPa的引风压力， 使分离渣箱30内部的压力保持在0. 02 0. 05KPa的微负压，以利于气固分离。
使用时，气动出渣喷吹管20在水平移动机构的驱动下，在轻轨上沿还原炉布置方 向移动，与升降机构配合，将机头法兰85对准还原罐罐口法兰81，然后将机头法兰85压紧 到还原罐罐口法兰81上，以保证在下一步利用气体动力出渣过程中不发生泄漏，为保证还 原罐罐口平面倾斜后仍能保证压均匀压紧、不发生泄漏，在此使用了大法兰球面对中装置 80，可以在罐体罐口法兰倾斜2。时依然保证自动对中。确认压紧后，利用喷吹管推进机构 将气动出渣喷吹管20逐步伸到还原罐10中。与此同时，在气动出渣喷吹管20的进风口 21 中通入起"推动"作用的低压空气，与分离渣箱30的出风口 34中的负压气体的"抽吸"作 用相结合，将还原罐10中的高温球团料扒出，经过出渣管线70将其送入分离渣箱30的螺 旋分离箱体31中。出渣管线70在高真空度下配以耐磨钢管活动关节，保证在设备移动、变 位时既能传送高温球团料，又能保证密封。在分离渣箱30中，高温料渣与热气体分离后进 入底部渣斗33，然后运到渣仓进行余热回收；分理出的热风可以进行工厂综合利用，如烘 干形煤，预热锅炉给水，送入锅炉作为预热空气等。
权利要求
一种金属镁还原罐高温料团气动出渣装置，包括有还原罐、气动出渣喷吹管、喷吹管动力机构和分离渣箱，其特征在于还原罐内密封套接有气动出渣喷吹管，气动出渣喷吹管尾端连接在喷吹管动力机构上，吹出的渣料通过出渣管线进入分离渣箱分离，气动出渣喷吹管的进风口与风源连接，分离渣箱的出风口与引风机连接。
2. 如权利要求1所述的金属镁还原罐高温料团气动出渣装置，其特征在于还原罐与 喷吹管动力机构之间设有大法兰密封连接装置，大法兰密封连接装置主要由罐口法兰、机 头法兰、球面接头和出渣筒构成，还原罐的罐口设有罐口法兰，喷吹管动力机构的头端设有 机头法兰，还原罐与喷吹管动力机构机头通过罐口法兰、机头法兰紧密连接，机头法兰通过 球面接头连接出渣筒，出渣筒通过出渣管线与分离渣箱连接，出渣筒中部穿接气动出渣喷 吹管。
3. 如权利要求2所述的金属镁还原罐高温料团气动出渣装置，其特征在于球面接头 由球毂和球头组成，球毂和球头的连接部呈圆球面，球毂连接在机头法兰上，球头与出渣筒 连接，出渣筒通过出渣管线与分离渣箱连接。
4. 如权利要求3所述的金属镁还原罐高温料团气动出渣装置，其特征在于出渣管线 与出渣筒、分离渣箱的接头部均设有球接头。
5. 如权利要求4所述的金属镁还原罐高温料团气动出渣装置，其特征在于分离渣箱 主要由箱体、渣斗构成，箱体顶部设有出风口，出风口与引风机连接，箱体上部设有进渣口， 进渣口通过球接头与出渣管线连接，进渣口设置在箱体的切线位置，箱体底部设有渣斗。
6. 如权利要求1或2或3或4或5所述的金属镁还原罐高温料团气动出渣装置，其特 征在于引风机产生-5 -lOKPa的引风压力，使分离渣箱的压力保持在0. 02-0. 05KPa。
全文摘要
本发明公开一种金属镁还原罐高温料团气动出渣装置，包括有还原罐、气动出渣喷吹管、喷吹管动力机构和分离渣箱，还原罐内密封套接有气动出渣喷吹管，气动出渣喷吹管尾端连接在喷吹管动力机构上，保证了气动出渣喷吹管在水平、上下、左右的对中移动，吹出的渣料通过出渣管线进入分离渣箱分离，气动出渣喷吹管的进风口与风源连接，分离渣箱的出风口与引风机连接。本发明创造性地在出渣、输渣系统中使用了“前拉后推”双动力组合，动力风压力从400kPa左右降低到20kPa以下，彻底化解了爆炸危险，非常安全；同时，由于系统大部分工作在负压状态，彻底解决了人工出渣、机械出渣方式炉前粉尘飞扬问题，环保卫生。
文档编号C22B26/22GK101717866SQ20091022757
公开日2010年6月2日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者和清霖, 和萌林, 曹志伟, 王旭东, 袁志强 申请人:郑州经纬科技实业有限公司