新型竖置镁还原罐设计

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1、DOI：10.3969/j.issn.1007-7545.2012.02.007新型竖置镁还原罐的设计任玲，夏德宏，毕寒冰（北京科技大学热能工程系，北京100083）摘要：提出了外罐加内罐的竖置套罐结构。应用FLUENT软件对罐体及内部物料的传热过程进行模拟分析。结果表明，新型竖置还原罐的加热速率较传统还原罐快。经实际工程应用验证，还原罐的使用寿命延长到5个月以上，且实现了机械装出料，提高了球团料加热速率，缩短了还原周期。关键词：镁；竖置还原罐；机械装出料；加热速率中图分类号：TF822文献标识码：A文章编号：10

2、07-7545（2012）02-0000-00DesignofNewTypeofVerticalMagnesiumReductionJarRENLing,XIADe-hong,BIHan-bing（DepartmentofThermalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China）Abstract:Anewverticalreductionjarstructurewasdeveloped,whichcontainsan

3、innerjarandanouterjar,ornamedajarset.TheheattransferofthejarsetandpelletswassimulatedbyFLUENTsoftware.Theresultsshowthattheheatingrateofthenewjarishigherthanthatofthetraditionalone.Inaddition,theverticaljarisputintothepracticalproductionforfurtherverification.

4、Itisshownthattheservicelifeofthereductionjarisextendedtoatleast5months,themechanizedcharginganddischargingforthereductionprocessisachieved,theheatingrateofthepelletsisincreased,andthereductioncycleisshortened.Keywords:magnesium;verticalreductionjar;mechanizedc

5、harginganddischarging;heatingrate我国镁产量占世界镁总产量的85%左右，而我国98%以上的镁厂则都采用硅热法生产金属镁[1]。热还原工序是硅热法炼镁的核心工序，需要在真空热还原罐中完成。还原罐以横置形式居多，还原罐平卧固定在炉膛中。由于罐内高温、罐体氧化变形的影响，难以对罐内球团料实现机械装出料，目前还原罐的装出料主要采用人工方式。一般一次装出料的时间约为2h，工人劳动强度大，且生产过程难以连续，严重影响了生产效率[2]。此外，还原罐造价高[3]、内部球团料加热速率低且使用寿命短，一

6、般连续使用1~2个月左右即失效[4]。传统的竖置镁还原罐采用上装料、下出料方式，操作方便、劳动强度小[5-6]。但是下出料部位密封不完全时，由于真空生产工艺的影响，可能会有高温烟气被吸入罐内，导致罐内镁蒸气极易被氧化，严重影响镁的产出率。针对传统横置还原罐和竖置还原罐的不足，本文拟对还原罐的结构进行改进，设计新型竖置还原罐，延长其使用寿命，保证其球团料加热速率相应地提高，并实现机械装出料。因此考虑应用FLUENT软件对新型竖置还原罐的传热效果进行模拟分析，并进行工程实际应用的验证。1新型竖置还原罐的设计由于传统竖置

7、还原罐上装料、下出料方式受到真空工艺的严格限制，所以本文考虑采用上出料、上装料方式。由于需要机械装出料，还原罐在每个还原周期都需要被取出和送入还原炉，如果只是简单的单体罐形式，将引起炉体密封不严的问题。此外，传统的竖置还原罐本身重力大，增大了机械装置所需功率，进而增大了生产成本。基于此，新型的竖置还原罐初步定为外罐固定、内罐用于装出料的套罐形式，并尽量减轻罐体重量，如图1所示。基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-AS-10-005B)作者简介：任玲（1977-），女，内蒙古赤峰市人，讲师，博士

8、.图1竖置套罐示意图Fig.1Schematicdiagramofverticaljarset外罐由于直接接触高温的氧化性烟气，容易发生氧化性烧损而导致剥落，因此如果外罐壁厚过薄，会大大降低其自身强度，使用寿命受到严重影响。本文选取外罐壁厚douter=35mm，内径douter=350mm，罐外部总长（包括帽部）L=2700mm。端部采用半球壳形式，与筒形