Металлический магниевый редукционный тигель является ключевым оборудованием для вакуумного кремний-термического производства магния. Ниже приведено его подробное описание:
Принцип работы
В настоящее время основным методом является метод Пи Цзян. При температуре 1200°C и высоком вакууме (<5 кПа) для восстановления оксидированного доломита в магний используется кремнистое железо в внешне нагреваемом редукционном тигле. Магниевый редукционный тигель должен обеспечивать условия высоких температур снаружи и высокого вакуума внутри, создавая среду для восстановления, в которой оксид магния восстанавливается кремнистым железом до магниевого пара, который затем конденсируется в металлический магний.
Конструкция и классификация
Конструкция: металлический магниевый редукционный тигель обычно имеет цилиндрическую форму с герметичными крышками на обоих концах, а на корпусе предусмотрены соединения для вакуумной системы, нагревательного устройства и других элементов.
Классификация: по конструкции делится на вертикальные и горизонтальные редукционные резервуары. Вертикальные резервуары подходят для средних и крупных производств, а горизонтальные — для малых и средних производств; по принципу работы делятся на прямые и косвенные редукционные резервуары; по назначению — на обычные и специальные редукционные резервуары.
Материалы и технология изготовления
Материалы: основные материалы включают жаропрочные стали ZG35Cr24Ni7SiN, HK40 и другие, содержащие никель, молибден, хром и другие ценные элементы, обладающие хорошей жаропрочностью, коррозионной стойкостью и сопротивлением ползучести.
Технология изготовления: обычно используется центробежное литье, при этом температура заливки контролируется на уровне 1670±20°C, скорость вращения формы — 900-950 об/мин, применяются также дегазация с использованием ферросилиция и обработка с добавлением редкоземельных микроэлементов для улучшения качества и характеристик резервуара.
Использование и обслуживание
Основные моменты использования: при загрузке кальцинированный доломит смешивают с ферросилицием и прессуют в брикеты размером 10-30 мм, затем последовательно помещают в теплоизоляционные панели, конденсаторы и другие компоненты, после чего закрывают крышку резервуара. Вакуум должен достигать значения ниже 1,3×10 Па перед началом нагрева. Нагрев для восстановления проводится ступенчато: до 800°C нагревать медленно, при 1150-1200°C выдерживать 8-10 часов. После завершения реакции охлаждать до температуры ниже 400°C перед открытием резервуара для выгрузки.
Меры по обслуживанию: можно использовать термоустойчивую сталь типа ZG35Cr26Ni8NRE и нанести антикоррозийное покрытие на внутреннюю стенку резервуара для оптимизации материала. При эксплуатации следует избегать резкого повышения или понижения температуры, контролировать колебания печной температуры в пределах ±20°C и регулярно проверять вакуумную систему. При появлении трещин их можно заваривать в среде аргона, а поверхностную коррозию устранять механической обработкой.
Тенденции развития
С развитием технологий, магниевые восстановительные печи становятся более крупными и высокопроизводительными. Например, на производстве в Чаоху Баомэй с помощью центробежного литья успешно изготовили крупную восстановительную печь диаметром 1100 мм и провели пробный запуск с тепловой нагрузкой. Она показала хорошую герметичность при высокотемпературных условиях, равномерное распределение температуры, стабильную конструкцию без деформаций, а все показатели превосходят проектные стандарты.
