一种含锰镁合金生产中无水氯化锰颗粒添加系统的制作方法

1.本实用新型涉及镁合金生产技术领域，具体涉及一种含锰镁合金生产中无水氯化锰颗粒添加系统。


背景技术：

2.目前常用的镁合金有4个系列：az(mg-al-zn-mn)，am(mg
ꢀ‑
al
ꢀ‑
mn)，as(mg
–
al-si)，ae(mg-al-re)。其中，az系和 am系镁合金是目前应用最广泛的商业化 含锰铸造镁合金。含锰镁合金是镁合金产品中的主要品种，锰元素在镁合金含量一般在1％以下，锰在镁合金中主要作用是促使镁合金结晶细化，提高镁合金的耐蚀和蠕变性能。
3.目前，在生产含锰镁合金产品过程中，锰元素的加入方式有两种，一种是以al－mn中间合金锭形式熔化和溶解进入合金液中，另一种是以无水氯化锰粉粒形式加入镁合金液，被熔融镁还原：
[0004] mncl2(s)＋mg(l)＝mgcl2(l)＋mn(s)
[0005]
还原而得的金属锰颗粒溶解进入镁合金液，而还原所得的熔融mgcl2因其密度大于合金液密度，并且具有良好的流动性，易于从合金液中分离出来，并沉降至坩埚底部形成炉渣。mncl2的细颗粒料能够使mn有很高的还原率。与使用al－mn中间合金相比，mncl2颗粒料具有明显的成本优势，并在添加过程中由于新生成的氯化镁具有良好的活性，有利于提高合金液的净化能力和效果，因而无水氯化锰成为了镁合金生产中添加锰元素的首选原料。
[0006]
无水氯化锰为桃红色颗粒或粉末，有很强吸湿性，密度2.977g/cm3，熔点650℃,沸点1190℃,易溶于水，溶于醇，不溶于醚；在空气中加热即释放出氯化氢气体。
[0007]
由于在镁合金熔炼过程中伴随有氯化镁、氯化钙、氯化钠等混合物熔融电解质，当电解质暴露在含水汽的空气中时，电解质吸收空气中的水分，氯化镁便与水作用，发生水解反应，水解第一步生成碱式氯化镁，接着分解为氧化镁和氯化氢气体：
[0008]
mgci2＋h2o=mgohci＋hci
↑
[0009]
mgohci=mgo＋hci
↑
[0010]
这些尾气若排放至厂房，将危害操作人员身体健康，并腐蚀厂房和设备；若扩散到厂区，则对周围区域生态环境造成污染。
[0011]
在以往的镁合金工业生产中，无水氯化锰颗粒有代表性的传统添加做法是：先将无水氯化锰颗粒从包装袋倒入敞口料箱，再用料铲加入适量精炼溶剂混均，待合金炉料在合金熔化炉内完全熔化并升温至720～730℃时，将经过预热的搅拌器吊入合金熔化炉就位固定，以最小频率开启搅拌器，逐渐上调至正常转速，此时，人工用料铲或铁锹往靠近合金液旋涡中心均匀撒加无水氯化锰和合金精炼溶剂混合料，这个操作过程需持续进行20～60分钟。
[0012]
上述传统做法的主要缺陷在于：由于粉粒添加量无控制手段，仅靠操作者个人经验和习惯，无法做到均匀稳定添加，造成传质传热和化学反应效率低下，不利于镁合金品质
和氯化锰利用率的提升；由于镁合金熔化炉盖处是敞开的，并且没有设置收尘和废气净化系统，因而添加过程中操作现场烟雾刺鼻、粉尘飞扬，处于无组织排放状态，工业卫生条件恶劣；基本靠人工现场干预和操作，自动化控制水平很低，工作量繁杂，劳动强度大。


技术实现要素：

[0013]
为了解决上述技术缺陷问题，本实用新型提供一种含锰无水氯化锰颗粒添加系统及其使用方法。
[0014]
本实用新型的技术方案：
[0015]
一种含锰镁合金生产中无水氯化锰颗粒添加系统，其特征在于：该系统由无水氯化锰颗粒储罐(1)、压送罐(2)、收尘器一(3)、镁合金熔炼炉(4)、收尘器二(5)、尾气洗涤器(6)及干燥空气缓冲罐(7)组成；无水氯化锰颗粒储罐(1)设置在压送罐(2)的正上方，之间通过进料管(8)相连接，进料管(8)上设有回转阀一(9)和开关阀一(10)；压送罐(2)的后端设有收尘器一(3)，之间通过管道一(11)连通，管道一(11)上设有开关阀二(12)；收尘器一(3)的正下方设有镁合金熔炼炉(4)，之间通过下料管(13)相连通，下料管(13)上设有回转阀二(14)和开关阀三(15)；镁合金熔炼炉(4)的后端设有收尘器二(5)，之间通过管道二(16)相连接，管道二(16)上设有开关阀四(17)；收尘器二(5)的后端设有尾气洗涤器(6)，之间通过管道三(18)相连接，管道三(18)上设有开关阀五(19)；尾气洗涤器(6)设有进气口(29)、排气口(30)、出液口(31)和进液口(32)，在排气口(30)的后面设有排气管路(22)，排气管路(22)上设有排风机(23)和开关阀七(24)，在出液口(31)和进液口(32)之间设有洗涤液循环管路(25)，洗涤液循环管路(25)上设有循环泵(26)、开关阀八(27)、开关阀九(28)及废液排放管线(33)；干燥空气缓冲罐(7)就近设置在压送罐(2)旁，之间通过管道四(20)相连接，管道四(20)上设有开关阀六(21)。
[0016]
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述回转阀一9为电动回转阀，采用304l不锈钢材质，配套连接法兰和电机，可通过操作屏手动控制，也可以通过sfc自动控制，可通过变频调速来调节驱动电机的转速以实现适宜的进料速度，可通过该阀以设定流速从无水氯化锰颗粒储罐1向压送罐2进料。
[0017]
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述镁合金熔炼炉4为感应炉，在感应炉中的交变电磁场作用下，物料内部产生涡流从而达到加热和熔化的目的，这不仅有利于合金液成分均匀，而且便于实现镁合金熔炼炉4的良好密封。
[0018]
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述收尘器一3为高效布袋过滤器，用于在此将无水氯化锰颗粒和干燥空气高效分离，除尘效率可达99％以上，这样既避免了空气随氯化锰颗粒进入镁合金炉内造成的危害，又确保分离出的空气达标排放。
[0019]
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述回转阀二14为电动回转阀，可通过变频调速从收尘器一3向镁合金感应炉4连续稳定进料，使得氯化锰颗粒在添加过程中的传质传热及化学反应得以强化，有利于提高镁合金品质及无水氯化锰的回收率。
[0020]
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述收尘器二5为旋风除尘器，用于镁合金熔炼炉4排出的含尘烟气中氯化锰、氧化镁及氯化物粉尘的消除，除尘效率可达85％。
[0021]
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述尾气洗涤器6为氢氧化钠溶液洗涤填料塔，用于进一步净化处理收尘器二5排出的含微量氯化氢气体及固体粉尘的废气，氯化氢
和固体粉尘的净化效率均可达99％以上，可确保处理后尾气达标排放。
[0022]
上述一种含锰镁合金生产中无水氯化锰颗粒添加系统的使用方法，具体包括如下步骤：
[0023]
步骤一：系统条件确认，逐项检查确认系统是否满足正常生产的条件。
[0024]
步骤二：将无水氯化锰颗粒装入无水氯化锰颗粒储罐1内至设定料位。
[0025]
步骤三：开启开关阀一10，启动回转阀一9，从无水氯化锰颗粒储罐1通过进料管8向压送罐2进料至设定料位。
[0026]
步骤四：开启开关阀二12、回转阀二14、开关阀三15、开关阀四17、开关阀五19及开关阀七24,启动排风机23。
[0027]
步骤五：开启开关阀八27，启动循环泵26，开启开关阀九28，至此，整个无水氯化锰添加系统处于空运转状态。
[0028]
步骤六：开启开关阀六21，此时，压送罐2中的颗粒以设定的流速通过管道一11气力输送至收尘器一3，在此过滤分离出来的干净空气通过排气管路22排空；被滤袋截留的无水氯化锰颗料掉落于收尘器一3下部，在重力作用下通过下料管13及设置于下料管13上的回转阀二14和开关阀三15进入镁合金熔炼炉4；从镁合金熔炼炉4排出的含有微量固体颗粒物和hci的有害烟气，通过管道二1进入后续的收尘器二5，除掉其中约85％的颗粒物，然后通过管道三18进入尾气洗涤器6，通过洗涤液循环管路25进行连续洗涤，进一步除去其中的hci气体及剩余的小颗粒物，洗涤净化达标后的尾气通过排气管路22排空，而当洗涤液ph降至8时，通过废液排放管线33排放去污水处理，并补充新的洗涤液，至此，系统转入正常运行状态。
[0029]
相比于现有的技术，本实用新型具有如下有益效果：建立了一种比较专业和规范的含锰镁合金生产中无水氯化锰颗粒添加及烟气净化一体化系统，将传统的单元看管、手工操作为主的作业方式发展为系统化集中控制的精细化自动化生产，有利于生产均质和细晶粒的高品质合金产品；可提高无水氯化锰颗粒的回收率，降低合金的生产成本；可确保现场工业卫生条件及尾气排放双达标；可推动镁合金生产行业技术进步和高质量发展。
附图说明
[0030]
图1为本实用新型一种含锰镁合金生产中无水氯化锰颗粒添加系统示意图。
[0031]
图中：1、无水氯化锰颗粒储罐；2、压送罐；3、收尘器一；4、镁合金熔炼炉；5、收尘器二；6、尾气洗涤器；7、干燥空气缓冲罐；8、进料管；9、回转阀一；10、开关阀一；11、管道一；12、开关阀二；13、下料管；14、回转阀二；15、开关阀三；16、管道二；17、开关阀四；18、管道三；19、开关阀五；20、管道四；21、开关阀六；22、排气管路；23、排风机；24、开关阀七；25、洗涤液循环管路；26、循环泵；27、开关阀八；28、开关阀九；29、进气口；30、排气口；31、出液口；32、进液口；33、废液排放管线。
具体实施方式
[0032]
下面将结合实施例对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，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
本实用新型保护的范围。
[0033]
实施例1
[0034]
请参阅附图1，本实用新型提供了一种含锰镁合金生产中无水氯化锰颗粒添加系统，其特征在于：该系统由无水氯化锰颗粒储罐(1)、压送罐(2)、收尘器一(3)、镁合金熔炼炉(4)、收尘器二(5)、尾气洗涤器(6)及干燥空气缓冲罐(7)组成；无水氯化锰颗粒储罐(1)设置在压送罐(2)的正上方，之间通过进料管(8)相连接，进料管(8)上设有回转阀一(9)和开关阀一(10)；压送罐(2)的后端设有收尘器一(3)，之间通过管道一(11)连通，管道一(11)上设有开关阀二(12)；收尘器一(3)的正下方设有镁合金熔炼炉(4)，之间通过下料管(13)相连通，下料管(13)上设有回转阀二(14)和开关阀三(15)；镁合金熔炼炉(4)的后端设有收尘器二(5)，之间通过管道二(16)相连接，管道二(16)上设有开关阀四(17)；收尘器二(5)的后端设有尾气洗涤器(6)，之间通过管道三(18)相连接，管道三(18)上设有开关阀五(19)；尾气洗涤器(6)设有进气口(29)、排气口(30)、出液口(31)和进液口(32)，在排气口(30)的后面设有排气管路(22)，排气管路(22)上设有排风机(23)和开关阀七(24)，在出液口(31)和进液口(32)之间设有洗涤液循环管路(25)，洗涤液循环管路(25)上设有循环泵(26)、开关阀八(27)、开关阀九(28)及废液排放管线(33)；干燥空气缓冲罐(7)就近设置在压送罐(2)旁，之间通过管道四(20)相连接，管道四(20)上设有开关阀六(21)。
[0035]
实施例2
[0036]
一种含锰镁合金生产中无水氯化锰颗粒添加系统的使用方法，具体包括如下步骤：
[0037]
步骤一：系统条件确认，逐项检查确认系统是否满足正常生产的条件。
[0038]
步骤二：将无水氯化锰颗粒装入无水氯化锰颗粒储罐1内至设定料位。
[0039]
步骤三：开启开关阀一10，启动回转阀一9，从无水氯化锰颗粒储罐1通过进料管8向压送罐2进料至设定料位。
[0040]
步骤四：开启开关阀二12、回转阀二14、开关阀三15、开关阀四17、开关阀五19及开关阀七24,启动排风机23。
[0041]
步骤五：开启开关阀八27，启动循环泵26，开启开关阀九28，至此，整个无水氯化锰添加系统处于空运转状态。
[0042]
步骤六：开启开关阀六21，此时，压送罐2中的颗粒以设定的流速通过管道一11气力输送至收尘器一3，在此过滤分离出来的干净空气通过排气管路22排空；被滤袋截留的无水氯化锰颗料掉落于收尘器一3下部，在重力作用下通过下料管13及设置于下料管13上的回转阀二14和开关阀三15进入镁合金熔炼炉4；从镁合金熔炼炉4排出的含有微量固体颗粒物和hci的有害烟气，通过管道二1进入后续的收尘器二5，除掉其中约85％的颗粒物，然后通过管道三18进入尾气洗涤器6，通过洗涤液循环管路25进行连续洗涤，进一步除去其中的hci气体及剩余的小颗粒物，洗涤净化达标后的尾气通过排气管路22排空，而当洗涤液ph降至8时，通过废液排放管线33排放去污水处理，并补充新的洗涤液，至此，系统转入正常运行状态。
[0043]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。