一种镁热还原法钛生产中氯化镁的新型缓冲炉及使用方法与流程

供热;炉灶;通风;干燥设备的制造及其应用技术1.本发明涉及镁热还原法海绵钛生产技术领域，具体涉及一种镁热还原法钛生产中氯化镁的新型缓冲炉。背景技术：2.镁热还原法是目前工业生产海绵钛的主要方法，其主要化学反应为： tici4＋2mg=ti＋2mgci2。生产过程中，含钛矿物（金红石、高钛渣等）通过氯化（竖炉氯化、熔盐氯化、沸腾氯化等）方式转化得到ticl4，再使用镁热还原法将ticl4转化为单质形态，然后通过真空蒸馏的方法分离反应过程中生成的氯化镁，得到海绵钛产品；熔融氯化镁经电解得到金属镁返回镁热还原过程循环利用。3.生产1吨海绵钛产品可同时产出4吨熔融氯化镁，4吨熔融氯化镁经电解又可生产出1吨金属镁。如此可实现镁热还原生产工艺过程的内部循环和平衡，为了解决还蒸车间熔融氯化镁供和电解车间熔融氯化镁需之间的非同步性问题，需要设置具有保温及澄清功能，并便于真空抬包吸出及抓斗除渣作业的缓冲炉。4.目前，海绵钛生产企业多采用传统的井式电阻坩埚炉作为缓冲炉，坩埚采用20mm厚的304不锈钢板加工制作，有代表性的大体几何尺寸为：坩埚直径2.0m，高度4.3m，熔融氯化镁容量为20吨。坐落在操作平台的开洞里，炉顶高出平台上沿约200㎜左右。其存在的主要缺陷：一是在平台上无论采用长柄除渣勺还是采用抓斗从高温氯化镁熔体坩埚底部进行除渣的操作都是异常艰难的，既费力又低效；二是由于坩埚太深，真空抬包抽取氯化镁熔体效率低，坩埚容积有效利用率低，相应延长了熔融氯化镁在炉内的滞留时间，增大了水解倾向和保温电耗，造成氯化镁质量降级；三是坩埚泄漏的安全风险大；四是缓冲炉现场工业卫生条件恶劣，危及操作人员健康，腐蚀厂房和设备。技术实现要素：5.为了解决目前海绵钛生产企业采用传统电阻坩埚炉作为缓冲炉所存在的一系列缺陷问题，本发明提供一种镁热还原法钛生产中氯化镁的新型缓冲炉。6.本发明的技术方案：一种镁热还原法钛生产中氯化镁的新型缓冲炉，该缓冲炉为长方体，炉壳1的底面及四周砌筑耐火内衬2, 炉的底面为斜坡3。 炉膛内设置有纵向中间隔墙4，将炉膛分隔为加料侧5和出料侧6，加料侧5和出料侧6通过拱形通道7相连通；炉膛内还分别设置有横向隔墙一8和横向隔墙二9，将炉膛分隔为六个隔间10，其中加料侧5和出料侧6各有三个隔间10。六个隔间10的底部是惯通的；炉的顶部设置有耐火衬里炉盖11，耐火衬里炉盖11上对应每一个隔间10各设置有一个可移开式矩形辅盖12，在出料侧6的第一隔间10和加料侧5的第三隔间10的辅盖12上分别设置有出料口21和加料口22，其他各隔间10的辅盖12上均开设有观测/操作孔13；炉盖11的上方设置有排烟管线14；炉子两个端部的四个隔间10下部，各设置有一个穿过炉壳1和端墙耐火内衬2伸入间隔10的钢电极16。7.进一步的，所述炉底斜坡3是从出料侧6向加料侧5向下倾斜，便于沉渣从出料侧隔间向加料侧隔间集聚，有利于保证出料质量并减少因除渣作业对正常出料作业的连带影响。8.进一步的，所述钢电极16为水冷钢电极，在钢电极16周围的炉壳1上设有水冷却室17，水冷却室17上设置有冷却水进口18和冷却水出口19，在每个钢电极16上方各装配有一个用于实时监控耐火材料温度的热电偶20，以实时监控电极周围因耐火材料过热而引发的熔融氯化镁泄漏事故。9.进一步的，所述炉盖11的上方设置有排烟管线14，通过各隔间10的排烟口15与排烟管线14相连通，排烟管线14与界区外的烟气净化系统相连接。这可有效改善现场工业卫生状况，并使有害烟气得到净化处理，达标排放。10.进一步的，所述可移开式矩形辅盖12的设置，可以根据各隔间积渣的情况方便移开辅盖12,再用天车或悬臂吊配合机械抓斗进行抓渣作业,此操作不影响正常加料－沉降－出料的过程和作业。11.上述一种镁热还原法钛生产中氯化镁的新型缓冲炉的使用方法，具体包括如下步骤：步骤一，检查、清理装置：检查确认缓冲炉是否按设计要求完成全部工程项目，将炉内及现场卫生清理整洁；步骤二，烘炉及启动：按《缓冲炉烘炉及启动规程》完成缓冲炉烘炉及启动工作，并将炉温和液位调控在正常参数范围；步骤三，正常运行：依次将还蒸车间送来的氯化镁熔体从缓冲炉加料口22加入炉内，氯化镁熔体在各隔间10流动并实现液位平衡，在各隔间10进行沉降，当电解槽发出加料指令时方可用真空抬包从出料口21吸出送往电解槽。在完成加料或出料后应及时关闭加料口22或出料口21，以避免空气进入而产生渣泥；步骤四，除渣：在缓冲炉正常运行过程中，每班从缓冲炉各隔间10的矩形辅盖12上的观测/操作孔13用钢棒探测隔间10中间及侧边的沉渣高度，当其达到最大高度300㎜时，应吊开该隔间辅盖12，用天车或悬臂吊配合抓斗进行抓渣，抓渣完毕后，重新盖好辅盖12并做好密封。该作业不影响缓冲炉的正常加料及出料作业。12.相比于现有的技术，本发明具有如下有益效果：多隔间炉室及倾斜炉底结构，利于炉渣向加料侧集聚，便于从加料侧隔间进行在线抓渣作业，不仅提高了抓渣效率，而且大大减少了对出料作业的干扰及出料侧隔间熔体的搅动；炉膛有效容量可达60吨，炉膛有效面积22平方米，炉膛有效深度1.5米，具有足够的熔融氯化镁缓冲和沉降能力，非常有利于缓冲炉加料、出料及抓渣等操作及工艺控制；水冷钢电极结构可有效降低电极周围耐火材料过热发生熔体泄漏的风险；设置了有效的排烟系统，可使现场工业卫生状况大为改善。附图说明13.图1为本发明缓冲炉俯视示意图；图2为本发明缓冲炉纵剖面结构示意图；图3为图2的a-a剖面结构示意图；图4为本发明缓冲炉横剖面结构示意图；图5为本发明缓冲炉壳体的钢电极侧示意图。14.图中：1、炉壳；2、耐火内衬；3、斜坡；4、纵向中间隔墙；5、加料侧；6、出料侧；7、拱形通道；8、横向隔墙一；9、横向隔墙二；10、隔间；11、耐火衬里炉盖；12、可移开式矩形辅盖；13、观测/操作孔；14、排烟管线；15、排烟口；16、钢电极；17、水冷却室；18、冷却水进口；19、冷却水出口；20、热电偶；21、出料口；22、加料口。具体实施方式15.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。16.实施例1请参阅附图1、附图2、附图3及附图4，本发明提供了一种镁热还原法钛生产中氯化镁的新型缓冲炉，该缓冲炉为长方体，炉壳1的底面及四周砌筑耐火内衬2, 炉的底面为斜坡3，斜坡3是从出料侧6向加料侧5向下倾斜， 炉膛内设置有纵向中间隔墙4，将炉膛分隔为加料侧5和出料侧6，通过底部的拱形通道7相连通；炉膛内还分别设置有横向隔墙一8和横向隔墙二9，将炉膛分隔为六个隔间10，其中，加料侧5和出料侧6各有三个隔间10，六个隔间10的底部是惯通的；炉的顶部设置有耐火衬里炉盖11，炉盖11上对应每一个隔间10各设置有一个可移开式矩形辅盖12，在出料侧第一隔间10和加料侧第三隔间10的辅盖12上分别设置有出料口21和加料口22，其他各隔间10的辅盖12上均开设有观测/操作孔13；炉盖11的上方设置有排烟管线14，通过各隔间10的排烟口15与排烟管线14相连通，排烟管线14与界区外的烟气净化系统相连接；炉子两个端部的四个隔间10下部，各安装一个穿过炉壳1和端墙耐火内衬2伸入间隔10的钢电极16。钢电极16为水冷钢电极，在钢电极16周围的炉壳1上设有水冷却室17，水冷却室17上设置有冷却水进口18和冷却水出口19，在每个钢电极16的上方各装配一个用于实时监控耐火材料温度的热电偶20。17.实施例2一种镁热还原法钛生产中氯化镁的新型缓冲炉的使用方法，具体包括如下步骤：步骤一，检查、清理装置：检查确认缓冲炉是否按设计要求完成全部工程项目，将炉内及现场卫生清理整洁；步骤二，烘炉及启动：按《缓冲炉烘炉及启动规程》完成缓冲炉烘炉及启动工作，并将炉温和液位调控在正常范围；步骤三，正常运行：依次将还蒸车间送来的氯化镁熔体从缓冲炉加料口22加入炉内，氯化镁熔体在各隔间10流动并实现液位平衡，在各隔间10进行沉降，当电解槽需要加料时用真空抬包从出料口21吸出送往电解槽；在完成加料或出料后应及时关闭加料口22或出料口21，以避免空气进入而产生渣泥；步骤四，除渣：在缓冲炉正常运行过程中，每班从缓冲炉各隔间10的矩形辅盖12上的观测/操作孔13用钢棒探测隔间10中间及侧边的沉渣高度，当其达到最大高度300㎜时，应吊开该隔间辅盖12，用天车或悬臂吊配合抓斗进行抓渣，抓渣完毕后，重新盖好辅盖12并做好密封。该作业不影响缓冲炉的正常加料及出料作业。18.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。









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