[go: up one dir, main page]

RU2400685C1 - Печь непрерывного рафинирования магния - Google Patents

Печь непрерывного рафинирования магния Download PDF

Info

Publication number
RU2400685C1
RU2400685C1 RU2009103968/02A RU2009103968A RU2400685C1 RU 2400685 C1 RU2400685 C1 RU 2400685C1 RU 2009103968/02 A RU2009103968/02 A RU 2009103968/02A RU 2009103968 A RU2009103968 A RU 2009103968A RU 2400685 C1 RU2400685 C1 RU 2400685C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnesium
loading
bell
diameter
funnel
Prior art date
Application number
RU2009103968/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009103968A (ru
Inventor
Владимир Иванович Грибов (RU)
Владимир Иванович Грибов
Алексей Олегович Михайлов (RU)
Алексей Олегович Михайлов
Юрий Анатольевич Ряпосов (RU)
Юрий Анатольевич Ряпосов
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" (ОАО "РИТМ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" (ОАО "РИТМ") filed Critical Открытое Акционерное Общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" (ОАО "РИТМ")
Priority to RU2009103968/02A priority Critical patent/RU2400685C1/ru
Publication of RU2009103968A publication Critical patent/RU2009103968A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2400685C1 publication Critical patent/RU2400685C1/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к печи для непрерывного рафинирования магния с солевым обогревом. Печь содержит футерованный кожух с электродами, установленный внутри колокол с загрузочной камерой и центральным вертикальным каналом, вертикальными ребрами жесткости с переточными каналами и дном между двумя из ребер и с двумя патрубками со съемными воронками. В дне под загрузочным патрубком выполнено отверстие диаметром больше диаметра загрузочного патрубка и сечением меньше сечения переточных каналов в вертикальных ребрах у загрузочного патрубка. Съемная загрузочная воронка заканчивается на глубине 0,1-0,5 высоты колокола от его верха чашеобразной направляющей потока, причем диаметр направляющей на 30-80 мм больше диаметра конца загрузочной воронки. В качестве греющей соли используется рабочий электролит электролизеров. Обеспечивается упрощение обслуживания печи, снижение потерь магния и исключение опасных компонентов из состава греющей соли. 4. з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, конкретно к устройствам для рафинирования магния.
Известна печь для рафинирования магния, включающая кожух, футерованную шахту с электродами, свод с центральной шахтой и патрубками для загрузки и выгрузки расплавленных материалов (пат. РФ 2283886, С22В 26/22, F27B 17/00). Одним из недостатков такой печи является большая открытая поверхность жидкого магния, требующая защиты от окисления.
Известны печи для рафинирования магния колокольного типа [О.А. Лебедев, Производство магния электролизом. М., Металлургия, 1988 г.; пат. РФ 2222623 С22В 26/22, F27B 17/00; пат РФ 2228964 С22В 26/22, F27B 17/00], в которых колокол для магния погружен в обогревающую его солевую среду, содержащую хлориды калия, магния, натрия и бария. Колокол имеет патрубки для загрузки и выгрузки магния, сечения которых значительно меньше, чем открытая поверхность магния в печах, не содержащих колокола. Печи колокольного типа позволяют значительно уменьшить потери магния окислением на поверхности пропорционально снижению открытой поверхности магния.
В настоящее время эксплуатируются печи для рафинирования магния обоих указанных типов.
Настоящее изобретение направлено на совершенствование конструкции печи «колокольного» типа с целью повышения его эксплуатационных характеристик как технологических, так и экономических.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является печь непрерывного рафинирования магния по патенту РФ 2228964, С22В 26/22; F27B 17/00, содержащая свод, кожух с футерованной ванной с электродами, с установленным внутри нее колоколом с двумя патрубками со съемными воронками и рафинировочной камерой; колокол выполнен с центральным вертикальным каналом и с вертикальными радиально расположенными ребрами жесткости, между двумя из которых выполнено дно, а другие ребра расположены с образованием лабиринта для рафинирования магния. Из описания к патенту известно, что вокруг колокола находится греющий электролит состава: 10-18% MgCl2, 10-20% NaBr или 5-7 BaCl2, 18-20% NaCl, KCl - остальное, а на дне рафинировочной (заливочной) камеры находится электролит электролизных ванн состава: 5-10% MgCl2, 20-30% NaCl, KCl - остальное. Периодически 1 раз в смену из заливочной камеры выбирают вакуумным ковшом накопившийся электролит электролизных ванн, пришедший с магнием-сырцом.
К недостаткам печи по прототипу можно отнести:
- Использование BaCl2, являющегося сильнодействующим ядом и возможным источником отравления обслуживающего персонала.
NaBr - достаточно «экзотичная» соль, не используемая в производстве магния.
Кроме того, загрузка солей, их подготовка требует дополнительного времени и трудозатрат, снижения производительности труда.
Применение хлорида бария в известных флюсовых смесях обусловлено необходимостью утяжеления их при рафинировании магния или сплавов вводом флюса сверху. В больших рафинировочных печах флюс для рафинирования сверху не вводится и потому использование утяжелителей (BaCl2, NaBr) не требуется.
- Дно в загрузочной камере существенным образом усложняет технологию переработки магния в печи.
Во-первых, появляется необходимая операция удаления соли из загрузочной камеры, иначе магний в ней скапливаться не будет, и общая емкость колокола по магнию уменьшается. Невозможно удалить известными приспособлениями шлам из загрузочной камеры.
Во-вторых, при откачке магния из выгрузочного патрубка магний из загрузочной камеры (если он там все еще есть) не откачивается по гидростатическим условиям, т.е. уменьшается рабочая емкость колокола по магнию на объем загрузочной камеры.
В-третьих, при удалении скопившейся в загрузочной камере соли неизбежно вместе с солью попадет и магний, т.е. увеличатся потери магния.
Указанные негативные моменты устройства дна в загрузочной камере были изучены при испытании гидравлической модели печи.
Задачами предлагаемого технического решения являются: упрощение и стабилизация технологии обслуживания рафинировочной печи, уменьшение потерь магния, исключение опасных компонентов из состава греющей соли.
Технические результаты достигаются тем, что в дне между ребрами выполнено отверстие напротив загрузочного патрубка, загрузочная съемная воронка погружена в колокол и заканчивается чашеобразной направляющей потока, а в качестве греющей соли используется рабочий электролит магниевых электролизеров.
- Кроме того, диаметр отверстия составляет не менее диаметра загрузочного патрубка, а площадь отверстия составляет 0,1-0,8 суммарного проходного сечения переточных каналов ребер.
- Кроме того, конец загрузочной воронки заглублен в чашеобразную направляющую потока, а расстояние от воронки до дна направляющей составляет 30-80 мм.
- Кроме того, диаметр направляющей на 30-80 мм превышает диаметр конца загрузочной воронки.
- Кроме того, загрузочная воронка погружена в колокол на 0,1-0,5 его высоты.
Выполнение отверстия в дне объединяет солевую среду печи, устраняет гидравлические «мешки», дает возможность полностью использовать объем колокола для магния. Расположение отверстия в дне напротив загрузочного патрубка позволяет сгоревшему в патрубке магнию свободно опуститься на подину печи, откуда твердые частицы могут быть удалены грейфером через центральный вертикальный канал. Чашеобразная направляющая на конце загрузочной воронки направляет поток магния при заливке из ковша вверх к переточным каналам и дальнейшей транспортировке к выгрузочному патрубку, не позволяя опуститься потоку магния в нижние слои печи. Использование рабочего электролита в качестве греющей соли позволяет: исключить опасные и редкие солевые добавки (BaCl2, NaBr); применять используемую в производстве магния солевую смесь, в которой магний удовлетворительно рафинируется и всплывает (отделяется), что доказано многолетней практикой электролитического производства магния в бездиафрагменных электролизерах и поточных линиях.
Все параметры установлены и изучены на водной модели и подтверждены практикой опытной эксплуатации печи.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, аналогичный предлагаемому техническому решению, показал, что оно обладает признаками «новизна» и соответствует условию «изобретательский уровень».
На фиг.1 показан поперечный разрез печи, на фиг.2 - узел установки направляющей потока на загрузочной воронке.
На чертежах цифрами отмечены: 1 - футеровка печи, 2 - электроды, 3 - колокол, 4 - вертикальный канал колокола, 5, 6 - ребра жесткости колокола, 7, 8 - переточные каналы в ребрах, 9 - дно между ребрами 6, 10 - патрубки колокола, 11 - съемные воронки для загрузки и выгрузки магния, 12 - чашеобразная направляющая потока на загрузочной воронке, 13 - загрузочная камера, 14 - отверстие в дне 9.
На чертежах буквами обозначены: D - диаметр загрузочного патрубка колокола 10, d - диаметр отверстия 14 в дне 9, b - глубина погружения воронки в колокол 3, h - высота колокола 3, а - диаметр загрузочной воронки в колоколе, с - диаметр чашеобразной направляющей, к - расстояние от конца загрузочной воронки до дна чашеобразной направляющей.
Стрелками показано направление движения потоков расплава.
Печь работает следующим образом.
В печь заливают рабочий электролит электролизера состава: 10% MgCl2, 20% NaCl, 70% KCl до полного закрытия колокола расплавом. Через электроды 2 переменным током нагревают соль до 710°С. Далее из вакуумного ковша через воронку загрузочную 11 загружают магний-сырец (емкость вакуум-ковша ~2 т). Поток расплавленного магния, проникая по загрузочной воронке до направляющей потока 12, получает направление вверх, т.к. путь вниз перекрыт. Поднимаясь вверх, поток магния попадает в переточные каналы 8 и движется в сторону выгрузочного патрубка. После заполнения колокола магний отстаивают 20-30 минут и выгружают (перекачивают насосом) на литейный конвейер. Магний-сырец рафинируется путем отстоя и за счет «рафинирующего» контакта магния и солевого расплава. Загрузочную воронку периодически извлекают из печи для промывки в промывочной солевой печи, при этом очищают от наростов загрузочный патрубок. Отслоившиеся куски тяжелей расплава, поэтому они через отверстие 14 в дне загрузочной камеры 13 попадут на подину печи, с которой периодически извлекаются грейфером через вертикальный канал колокола 4. Очистка воронки и патрубка является необходимой технологической операцией. Так как диаметр d больше диаметра D, то куски возможно большой величины проникают через отверстие на подину печи.
Заглубление загрузочной воронки в колокол b обеспечивает возможность оптимальной организации потоков в верхней зоне колокола, а конфигурация направляющей (чашеобразность) потока позволяет сформировать нужное направление и скорость потоков.
Относительные размеры элементов колокола исследованы на водной модели, а их оптимальность подтверждена работой опытного экземпляра печи.
В таблице приведено обоснование указанных в техническом решении параметров.
Гидравлическое сопротивление отверстия в дне потоку магния должно быть больше, чем гидравлическое сопротивление переточных каналов, чтобы гарантированно направить поток в переточные каналы, а не в донное отверстие. Это условие обеспечивается уменьшением площади отверстия относительно суммарной площади переточных каналов.
Таким образом, предложенные технические решения упрощают технологию обслуживания печи устройством отверстия в дне колокола, уменьшают потери магния за счет исключения операции очистки загрузочной камеры колокола от электролита при наличии отверстия в дне, исключают использование опасных для здоровья людей компонентов соли.
Испытания печи показали обоснованность предложенных решений. Переработано более 500 т магния-сырца, весь полученный магний соответствует стандарту. Потери магния составили менее 5 кт на 1 т магния.
Таблица
Параметр и показатель Изменения параметров и показателей Оптимальный параметр
Диаметр отверстия d/D 0,8 1,0 1,2
Очистка дна колокола Появление кусков на дне Полная очистка колокола от кусков Полная очистка колокола от кусков
d/D≥10
Площадь отверстия Sотв/Sкан 0,05 0,1 0,5 0,8 1,0
Появление магния вне колокола нет нет нет нет есть
Figure 00000001
Расстояние воронки от дна направляющей к, мм 20 30 50 80 100
Скорость потока Запирание потока Норма Норма Норма Появление осадка в направляющей k=30-80 мм
Диаметр трубы воронки (а) и направляющей (с) с-а, мм 20 30 50 80 100
Скорость потока Запирание потока Норма Норма Норма Появление осадка в направляющей и магния вне колокола с-a=30-80 мм
Погружение загрузочной воронки в колокол b/h 0,05 0,1 0,3 0,5 0,7 b/h=0,1-0,5
Распределение потоков Заплескивание загрузочного патрубка Норма Норма Норма Появление магния вне колокола

Claims (5)

1. Печь непрерывного рафинирования магния с солевым обогревом, содержащая футерованный кожух с электродами, установленный внутри колокол с центральным вертикальным каналом, вертикальными ребрами жесткости с переточными каналами, загрузочной камерой, образованной двумя из ребер жесткости и дном между ними, и двумя патрубками, загрузочным и выпускным, с установленными в них съемными воронками, причем съемная воронка загрузочного патрубка погружена в колокол, отличающаяся тем, что в дне загрузочной камеры выполнено отверстие напротив загрузочного патрубка, а конец съемной воронки загрузочного патрубка заканчивается чашеобразной направляющей потока магния, при этом в качестве греющей соли используется рабочий электролит магниевых электролизеров.
2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что диаметр отверстия составляет не менее диаметра загрузочного патрубка, а площадь отверстия составляет 0,1-0,8 суммарного проходного сечения переточных каналов ребер загрузочной камеры.
3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что конец загрузочной воронки заглублен в чашеобразную направляющую потока, а расстояние от конца воронки до дна направляющей составляет 30-80 мм.
4. Печь по п.1, отличающаяся тем, что диаметр направляющей на 30-80 мм превышает диаметр конца загрузочной воронки.
5. Печь по п.1, отличающаяся тем, что загрузочная воронка погружена в колокол на 0,1-0,5 его высоты.
RU2009103968/02A 2009-02-05 2009-02-05 Печь непрерывного рафинирования магния RU2400685C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009103968/02A RU2400685C1 (ru) 2009-02-05 2009-02-05 Печь непрерывного рафинирования магния

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009103968/02A RU2400685C1 (ru) 2009-02-05 2009-02-05 Печь непрерывного рафинирования магния

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009103968A RU2009103968A (ru) 2010-08-10
RU2400685C1 true RU2400685C1 (ru) 2010-09-27

Family

ID=42698796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009103968/02A RU2400685C1 (ru) 2009-02-05 2009-02-05 Печь непрерывного рафинирования магния

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2400685C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4385931A (en) * 1980-12-17 1983-05-31 Norsk Hydro A.S. Method and furnace for refining of magnesium
RU2092760C1 (ru) * 1995-09-05 1997-10-10 Акционерное общество "Соликамский магниевый завод" Печь для рафинирования магния
EP1270751A1 (de) * 2001-06-12 2003-01-02 Norsk Hydro Magnesiumgesellschaft mbH Verfahren zum Reinigen und Wiedereinschmelzen von verunreinigten Leichtmetallen und Leichtmetall-Legierungen
RU2222623C1 (ru) * 2002-05-18 2004-01-27 Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" Печь для рафинирования магния
RU2228964C1 (ru) * 2003-03-20 2004-05-20 Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" Печь непрерывного рафинирования магния

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4385931A (en) * 1980-12-17 1983-05-31 Norsk Hydro A.S. Method and furnace for refining of magnesium
RU2092760C1 (ru) * 1995-09-05 1997-10-10 Акционерное общество "Соликамский магниевый завод" Печь для рафинирования магния
EP1270751A1 (de) * 2001-06-12 2003-01-02 Norsk Hydro Magnesiumgesellschaft mbH Verfahren zum Reinigen und Wiedereinschmelzen von verunreinigten Leichtmetallen und Leichtmetall-Legierungen
RU2222623C1 (ru) * 2002-05-18 2004-01-27 Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" Печь для рафинирования магния
RU2228964C1 (ru) * 2003-03-20 2004-05-20 Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" Печь непрерывного рафинирования магния

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009103968A (ru) 2010-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3272619A (en) Apparatus and process for adding solids to a liquid
CN103498058B (zh) 一种从冰铜中脱除铅、锌、砷、锑、铋、锡的工艺及装置
EP0217438B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Lithiummetall hoher Reinheit durch Schmelzflusselektrolyse
KR880000707B1 (ko) 환원전해조
US3321300A (en) Degassing of metals or alloys
EP4190927A1 (en) Method for autonomously producing aluminum-based composite material in situ with melt control under electromagnetic stirring
US3904180A (en) Apparatus for fluxing and filtering of molten metal
JP6593191B2 (ja) 浸出槽
DE2316385A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum schmelzen von magnesium
RU2400685C1 (ru) Печь непрерывного рафинирования магния
US4515600A (en) Process for the removal of the slag portion from molten mixtures of slag and silicon using a semipermeable separating wall
US1851817A (en) Electrolytic apparatus
RU2228964C1 (ru) Печь непрерывного рафинирования магния
US2375232A (en) Recovery of light metals
US3882261A (en) Electric furnace and method for the continuous refining of magnesium
US2214611A (en) Apparatus for treating metals
UA52752C2 (ru) Электролизер для получения магния
JP2018525536A (ja) ポンプ弁真空脱気装置
NO311437B1 (no) Fremgangsmåte og apparat for flussmiddelfri raffinering av magnesium og magnesiumlegeringer
WO2004013360A1 (en) Salt furnace
RU2398035C1 (ru) Способ извлечения магния из отходов литейного конвейера
SU1705380A1 (ru) Электропечь дл обеднени шлаков
RU2436854C1 (ru) Способ очистки отходов цинка от примесей и печь для осуществления способа
RU206008U1 (ru) Печь для рафинирования гартцинка
US2393330A (en) Electrolytic cell

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150206