一种惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及熔炼技术领域，更具体地说，涉及一种惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的方法，还涉及一种惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置。
【背景技术】
[0002]我国作为世界最大的金属锌的生产和消费国，产能已超过700万吨。金属锌的生产方法为主要为湿法，也就是先通过电解，单质锌析出到锌板上，再通过剥锌机将形成的锌片剥落下来，称为锌阴极片。
[0003]就锌阴极片熔化而言，目前采用惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置(感应体加热熔化的方式)是在国际上效率最高的一种方式。请参阅图1和图2，图1为现有技术中常见的惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置的主视结构示意图；图2为图1的俯视结构示意图。惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置包括内部形成炉膛02的炉体01，且炉体01的内壁设置有炉墙03。惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置采用两个感应体进行加热，应用电磁感应原理及电流热效应，当交流电通过感应体时，产生的交变磁场通过铁芯传递至二次线圈即熔沟，熔沟内形成大电流，通常几千安至几万安。电流的热效应使熔沟熔化，在热对流和电磁力的作用下与炉膛02内的锌液进行热交换，从而间接将炉膛02内的锌阴极片熔化。
[0004]在此过程中，热量交换的方式主要为热传导，交换速率相对较慢。目前，国内最好的水平为吨锌电耗平均水平为120kW左右，部分特别小的惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置因为保温效果好，可以达到IlOkW的水平。但由热平衡计算得到，锌从常温加热到指定的温度仅需78kW的能量，也就是采用惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置加热这种现有技术热效率仍然相对很低。因而造成了较大的热量损失和资源、能源的浪费。
[0005]同时，绝大部分惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置在加热过程中，没有进行氧化保护，而锌在220摄氏度时，氧化加剧，氧化烧损成氧化锌。国内平均约有4%左右的氧化量，以中等规模的年产10万吨锌生产线为例，每年约有4000吨左右锌在熔化过程中烧损成氧化锌，损失较大，从而造成了产量的下降及资源、能源的浪费。
[0006]综上所述，如何有效地解决惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置进行金属锌熔炼时热效率较低且易发生氧化从而造成资源、能源的浪费等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置，该装置可以有效地解决金属锌熔炼时热效率较低且易发生氧化从而造成资源、能源浪费的问题。本发明的第二个目的在于提供一种惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的方法。
[0008]为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案:
[0009]一种惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置，包括内部形成炉膛的炉体，且所述炉体的内壁设置有炉墙；进一步包括通入所述炉膛内的通气管，所述通气管的进气口外接惰性气体源，所述通气管的出气口位于所述炉膛的底部，所述炉体的顶部设置有排气口。
[0010]优选地，上述惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置中，所述通气管由所述炉体的侧壁通入所述炉膛内。
[0011]优选地，上述惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置中，所述炉体包括四面炉墙，且至少其中一面炉墙上设置有所述通气管。
[0012]优选地，上述惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置中，所述通气管在一面炉墙上至少设置有两个。
[0013]优选地，上述惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置中，所述通气管沿所述进气口到所述出气口斜向下倾斜。
[0014]优选地，上述惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置中，所述通气管的数量为多个，且多个所述通气管通过总管与所述惰性气体源连通。
[0015]优选地，上述惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置中，进一步包括与所述进气口连接的用于提高所述惰性气体压力的增压装置。
[0016]优选地，上述惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置中，进一步包括与所述进气口连接的压力表。
[0017]优选地，上述惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置中，所述惰性气体源为氮气源。
[0018]本发明提供的惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置包括炉体和通气管。其中，炉体内设置有炉墙，中心形成炉膛。通气管通入炉膛内，其两端分别为进气口和出气口，进气口与惰性气体源连通，出气口位于炉膛的底部。炉体的顶部设置有用于排出气体的排气口。
[0019]应用本发明提供的惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置时，由于惰性气体可以从通气管的进气口接入，从出气口流出。而出气口位于炉膛的炉底处，也就是惰性气体由炉底加入至炉膛内中。惰性气体由通气管的出气口流出，会形成大批量气泡流，对炉内金属锌液进行搅拌，达到搅拌的目的，从而改变了仅靠感应体熔沟小范围热传导的加热方式，加快了热传导，从而可以有效提高热效率。同时，惰性气体通入炉膛后，经过温度较高的金属锌液的加热作用，快速膨胀，进而对金属锌液的对流有一定的放大作用，进一步加速热交换，提高热效率。
[0020]同时，本发明提供的惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置，惰性气体由底部通入并上浮至金属锌液的表面时，可以形成一层惰性气体保护层，对于易被氧化的金属锌而言，起到良好的防氧化作用。且惰性气体流从底部到顶部的排气口排出，可以将炉内的氧气带出至炉外，进一步达到防氧化的目的。
[0021]在一种优选的实施方式中，本发明提供的惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置进一步包括与所述通气管连通的总管，总管与惰性气体源连通。因此，对于通气管设置有多个的情况，通过总管将各个通气管连通，从而惰性气体源提供的惰性气体经总管分流至各个通气管，并由通气管的出气口流出。由此保证了各个通气管的惰性气体通入量大体一致，对金属锌液的搅拌作用更为均匀，进一步提高热效率。
[0022]在另一种优选的实施方式中，所述惰性气体源为氮气源。氮气作为一种极为常见的惰性气体，可以有效保证不与金属锌液发生反应。同时，氮气成本较低，进而可以有效节约金属锌的熔炼成本。
[0023]为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种使用上述惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置进行惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的方法，包括如下步骤:
[0024]I)将金属锌加入炉体的炉膛内，加热所述金属锌熔化，惰性气体由所述炉膛的底部通入；
[0025]2)所述惰性气体在金属锌液内逐渐上浮，并对所述金属锌液进行搅拌；
[0026]3)所述惰性气体上浮至所述金属锌液表面后从所述炉体顶部的排气口排出。
[0027]本发明提供的惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的方法是基于上述惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置提供的，因此上述惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的方法具有上述惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置的所有技术效果，本文不再赘述。
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为现有技术中常见的惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置的主视结构示意图；
[0030]图2为图1的俯视结构示意图；
[0031]图3为本发明提供的惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置一种【具体实施方式】的主视结构不意图；
[0032]图4为图3的俯视结构示意图。
[0033]附图中标记如下:
[0034]炉体01，炉膛02，炉墙03 ;炉体1，炉膛2，炉墙3，通气管4。
【具体实施方式】
[0035]本发明实施例公开了一种惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置，以提高金属锌熔炼时的热效率，同时减少锌的氧化，提高熔炼直收率，节约资源与能源。
[0036]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]请参阅图3和图4，图3为本发明提供的惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置一种【具体实施方式】的主视结构示意图；图4为图3的俯视结构示意图。
[0038]在一种【具体实施方式】中，本发明提供的惰性气体搅拌锌液及保护熔炼的装置包括炉体I和通气管4。