專利名稱：一種金屬鈣無罐立式電熱冶煉工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬冶煉設(shè)備，具體是冶煉金屬鈣應(yīng)用的一種金屬鈣無罐立式電熱冶煉工藝。
背景技術(shù)：
目前，世界上金屬鈣冶煉技術(shù)主要有兩大類一是電解法煉金屬鈣工藝，這種工藝原料來源較稀缺，制取工藝較復(fù)雜，電耗較大，產(chǎn)品成本高，不被采用。二是橫罐式鋁熱還原法，亦稱皮江法煉金屬鈣，此法采用金屬鈣礦石為原料，煅燒后主要成分為氧化鈣，在高溫和真空狀態(tài)下用鋁粉還原出金屬鈣，金屬鈣蒸氣再結(jié)晶，取得粗鈣。球狀還原料放在密閉的耐熱鋼還原罐中，通過外加熱(煤或煤氣為熱源)還原金屬鈣。皮江法煉金屬鈣對(duì)環(huán)境污染較嚴(yán)重，工作人員工作環(huán)境惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，還不利于工藝過程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，大量消耗國(guó)家的稀有金屬，還原罐中Cr占M 觀％，Ni占7 9%，另外由于受耐熱鋼還原罐耐溫限制，還原溫度不能過高，從而使還原速度太慢，大大降低了煉金屬鈣的生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了目前皮江法及電解法冶煉金屬鈣存在的弊端，提供了勞動(dòng)強(qiáng)度較低，環(huán)境污染較小的一種金屬鈣無罐立式電熱冶煉工藝。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是所述的冶煉工藝為將金屬鈣礦石高溫1200°C煅燒，然后將金屬鈣礦石煅燒后磨成細(xì)粉，和鋁粉按100 55比例混合，然后再把混合后的細(xì)粉壓制成料球，將料球放入立式電熱爐爐膛內(nèi)，啟動(dòng)立式電熱爐，通過發(fā)熱板發(fā)熱，使?fàn)t溫升到1260°C 1300°C， 同時(shí)啟動(dòng)真空泵，使?fàn)t膛內(nèi)真空度達(dá)到3 10 ，經(jīng)過8小時(shí)，金屬鈣蒸氣逐漸還原出來， 上升到結(jié)晶器中，通過結(jié)晶器外面的水套循環(huán)水，使結(jié)晶器內(nèi)的溫度降至500°C 600°C， 使金屬鈣蒸氣結(jié)晶成固態(tài)金屬鈣，結(jié)晶器內(nèi)的金屬鈣蒸氣結(jié)晶完畢后，將具有固態(tài)金屬鈣的結(jié)晶器取出，同時(shí)通過開閉機(jī)構(gòu)打開立式電熱爐的放料板，運(yùn)用爐底升降油缸降下爐底封頭并移動(dòng)放料車將爐渣放到放料車上的渣斗里，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。本發(fā)明的有益效果是1、與橫罐鋁熱還原法即皮江法相比，取消了昂貴的高合金耐熱鋼還原罐，加熱方法由臥式爐煤或煤氣外加熱式改為立式電熱爐內(nèi)加熱。2、電熱爐熱損小，冶煉熱效率高達(dá)90%以上。3、電熱爐溫度高達(dá)1450°C，電熱原件為鉬板狀電阻元件，這樣提高了金屬鈣的還原溫度，加快了金屬鈣的還原速度，使金屬鈣的還原時(shí)間縮短，金屬鈣的還原率提高。4、試驗(yàn)表明電熱爐煉金屬鈣消耗的電能較比消耗煤炭少，成本降低。5、立式電熱爐煉金屬鈣裝置的爐子呈現(xiàn)立式直筒型，這樣加料可采用固定容積的料罐一次性機(jī)械化加料，節(jié)省加料時(shí)間。橫罐鋁熱還原法出料渣，必須人工在高溫狀態(tài)下扒渣，高溫輻射，勞動(dòng)條件惡劣；本裝置的出渣方式為自重落渣，改善了工作人員的勞動(dòng)環(huán)境， 節(jié)省了裝料、出渣時(shí)間。6、出料、加料、出渣為機(jī)械化，縮短了出渣、加料的時(shí)間，提高了勞動(dòng)效率。7、本裝置采用電加熱，徹底的解決了目前煉金屬鈣行業(yè)煙氣排放的問題，做到了二氧化碳零排放。8、我國(guó)南方各省缺少優(yōu)質(zhì)煤，而北煤南運(yùn)又增加高昂的運(yùn)輸成本，無法采用皮江法煉金屬鈣。但南方各省卻擁有豐富的優(yōu)質(zhì)金屬鈣石礦，也有充足的水力發(fā)電資源，該裝置采用電力冶煉，為南方各省金屬鈣行業(yè)發(fā)展提供了新的契機(jī)。9、本裝置縮短出渣、加料時(shí)間約20分鐘，皮江法煉金屬鈣每爐次需18個(gè)小時(shí)，本裝置每爐次需12個(gè)小時(shí)，生產(chǎn)效率提高了 30%。


圖1是本發(fā)明的主剖視2是圖1的俯視圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 如圖1、圖2所示，所述的冶煉工藝為將金屬鈣礦石高溫 1200°C煅燒，然后將金屬鈣礦石煅燒后磨成細(xì)粉，和鋁粉按100 55比例混合，然后再把混合后的細(xì)粉壓制成料球，將料球放入立式電熱爐爐膛內(nèi)，啟動(dòng)立式電熱爐，通過發(fā)熱板發(fā)熱，使?fàn)t溫升到1260°C 1300°C，同時(shí)啟動(dòng)真空泵，使?fàn)t膛內(nèi)真空度達(dá)到3 10Pa，經(jīng)過 8小時(shí)，金屬鈣蒸氣逐漸還原出來，上升到結(jié)晶器中，通過結(jié)晶器外面的水套循環(huán)水，使結(jié)晶器內(nèi)的溫度降至500°C 600°C，使金屬鈣蒸氣結(jié)晶成固態(tài)金屬鈣，結(jié)晶器內(nèi)的金屬鈣蒸氣結(jié)晶完畢后，將具有固態(tài)金屬鈣的結(jié)晶器取出，同時(shí)通過開閉機(jī)構(gòu)打開立式電熱爐的放料板，運(yùn)用爐底升降油缸降下爐底封頭并移動(dòng)放料車將爐渣放到放料車上的渣斗里，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。實(shí)施例2 如圖1、圖2所示，所述的立式電熱爐的爐殼4上端設(shè)置結(jié)晶裝置，真空管道1設(shè)置在結(jié)晶裝置上中部，且與爐膛相通，保溫層5、耐火材料8裝置在爐殼4內(nèi)，爐膛內(nèi)設(shè)置中心管9，且和耐火材料8砌成的爐墻內(nèi)壁均裝置帶狀發(fā)熱板7，爐殼4底部設(shè)置爐底封頭12，且和置于放料車14上的升降油缸13連接，渣斗18設(shè)置在放料車14上左端，放料車14停放在放料車導(dǎo)軌15上，爐底封頭12上方設(shè)置放料開閉機(jī)構(gòu)。實(shí)施例3:如圖1、圖2所示，所述的爐殼4上中部設(shè)置測(cè)溫儀6，且穿透爐殼4內(nèi)置在保溫層5、耐火材料8內(nèi)，發(fā)熱板電極10設(shè)置在爐殼4右側(cè)下部，并與發(fā)熱板7連接。實(shí)施例4 如圖1、圖2所示，所述的開閉機(jī)構(gòu)的放料連桿17裝置在放料油缸16下端，其一端固定在設(shè)置在爐殼4下部的放料板11上，另一端與爐殼4相連。實(shí)施例5:如圖1、圖2所示，所述的結(jié)晶裝置的結(jié)晶器3為錐形的金屬件，其外部設(shè)置結(jié)晶器水套2，結(jié)晶器水套2上、下端設(shè)置進(jìn)水管和出水管19。實(shí)施例6 如圖1、圖2所示，所述的爐殼4上、下兩端為球形，爐底封頭12可升降移動(dòng)，方便放料。
權(quán)利要求
1.一種金屬鈣無罐立式電熱冶煉工藝，其特征在于所述的冶煉工藝為將金屬鈣礦石高溫1200°C煅燒，然后將金屬鈣礦石煅燒后磨成細(xì)粉，和鋁粉按100 55比例混合，然后再把混合后的細(xì)粉壓制成料球，將料球放入立式電熱爐爐膛內(nèi)，啟動(dòng)立式電熱爐，通過發(fā)熱板發(fā)熱，使?fàn)t溫升到1260°C 1300°C，同時(shí)啟動(dòng)真空泵，使?fàn)t膛內(nèi)真空度達(dá)到3 10Pa，經(jīng)過 8小時(shí)，金屬鈣蒸氣逐漸還原出來，上升到結(jié)晶器中，通過結(jié)晶器外面的水套循環(huán)水，使結(jié)晶器內(nèi)的溫度降至500°C 600°C，使金屬鈣蒸氣結(jié)晶成固態(tài)金屬鈣，結(jié)晶器內(nèi)的金屬鈣蒸氣結(jié)晶完畢后，將具有固態(tài)金屬鈣的結(jié)晶器取出，同時(shí)通過開閉機(jī)構(gòu)打開立式電熱爐的放料板，運(yùn)用爐底升降油缸降下爐底封頭并移動(dòng)放料車將爐渣放到放料車上的渣斗里，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鈣無罐立式電熱冶煉工藝，其特征在于所述的立式電熱爐的爐殼(4)上端設(shè)置結(jié)晶裝置，真空管道(1)設(shè)置在結(jié)晶裝置上中部，且與爐膛相通，保溫層(5)、耐火材料(8)裝置在爐殼(4)內(nèi)，爐膛內(nèi)設(shè)置中心管(9)，且和耐火材料(8) 砌成的爐墻內(nèi)壁均裝置帶狀發(fā)熱板(7)，爐殼(4)底部設(shè)置爐底封頭(12)，且和置于放料車 (14)上的升降油缸(13)連接，渣斗(18)設(shè)置在放料車(14)上左端，放料車(14)停放在放料車導(dǎo)軌(15)上，爐底封頭(12)上方設(shè)置放料開閉機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬鈣無罐立式電熱冶煉工藝，其特征在于所述的爐殼 (4)上中部設(shè)置測(cè)溫儀(6)，且穿透爐殼內(nèi)置在保溫層(5)、耐火材料(8)內(nèi)，發(fā)熱板電極(10)設(shè)置在爐殼(4)右側(cè)下部，并與發(fā)熱板(7)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬鈣無罐立式電熱冶煉工藝，其特征在于所述的開閉機(jī)構(gòu)的放料連桿(17)裝置在放料油缸(16)下端，其一端固定在設(shè)置在爐殼(4)下部的放料板(11)上，另一端與爐殼(4)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬鈣無罐立式電熱冶煉工藝，其特征在于所述的結(jié)晶裝置的結(jié)晶器(3)為錐形的金屬件，其外部設(shè)置結(jié)晶器水套O)，結(jié)晶器水套(2)上、下端設(shè)置進(jìn)水管和出水管(19)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬鈣無罐立式電熱冶煉工藝，其特征在于所述的爐殼 (4)上、下兩端為球形，爐底封頭(1 可升降移動(dòng)，方便放料。
全文摘要
本發(fā)明公開了有色金屬冶煉設(shè)備，具體是冶煉金屬鈣應(yīng)用的一種金屬鈣無罐立式電熱冶煉工藝。所述的冶煉工藝為將金屬鈣礦石高溫1200℃煅燒磨成細(xì)粉，和鋁粉按100∶55比例混合，然后再把混合后的細(xì)粉壓制成料球，將料球放入立式電熱爐爐膛內(nèi)，使?fàn)t溫升到1260℃～1300℃，同時(shí)啟動(dòng)真空泵，使?fàn)t膛內(nèi)真空度達(dá)到3Pa～10Pa，經(jīng)過8小時(shí)，金屬鈣蒸氣逐漸還原出來，上升到結(jié)晶器中，使結(jié)晶器內(nèi)的溫度降至500℃～600℃，結(jié)晶成固態(tài)金屬鈣。由于本發(fā)明取消了昂貴的高合金耐熱鋼還原罐，用電冶煉熱效率高，熱損失用較小，環(huán)保節(jié)能，二氧化碳排放量大幅減少，避免了環(huán)境污染，勞動(dòng)強(qiáng)度和工作環(huán)境得到大幅改善。
文檔編號(hào)C22B26/20GK102417985SQ20111033776
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者曹忠杰 申請(qǐng)人:鶴壁銀龍有色金屬科技有限公司