Forno de redução de magnésio metálico

A produção de magnésio metálico é principalmente fundida através de uma “forno de redução de metal de magnésio”. Como equipamento de fundição de alta temperatura, um forno de redução de magnésio metálico desempenha um papel vital na extração de magnésio. Este artigo apresentará o princípio de funcionamento, características estruturais, processo de produção de forno de redução de magnésio metálico, e seu importante papel na fundição de magnésio.

Introdução de forno de redução de magnésio metálico

O forno de redução de magnésio é o equipamento principal da produção de magnésio. O forno de redução do tanque de redução horizontal aquecido externamente é geralmente usado. O forno de redução de magnésio tradicional geralmente adota a estrutura do tanque de redução de aquecimento de retorno de calor. A chama e o gás de combustão nesta estrutura tradicional do forno de redução passam pela parede defletora de fogo e entram no forno, passar pelo tanque de redução de cima para baixo, e descarregar rapidamente da fornalha através do buraco de fogo. A temperatura de exaustão pode chegar a cerca de 1200 ℃, que não pode ser bem reciclado e reutilizado, e o desperdício de energia é grave.
Além disso, o tradicional forno de redução de magnésio usa carvão bruto como combustível, com baixa eficiência de combustão e poluição grave. Além disso, este método de combustão leva a temperaturas irregulares dentro do forno de redução de magnésio, e controle inflexível da temperatura de combustão, resultando em uma vida geralmente curta do tanque de redução e baixa qualidade do magnésio metálico acabado produzido.

De acordo com os diferentes combustíveis utilizados, pode ser dividido aproximadamente em duas categorias: fornos de redução aquecidos a gás ou óleo pesado e fornos de redução alimentados a carvão. Os fornos de redução alimentados por gás ou óleo pesado são geralmente fornos de redução com 16 tanques horizontais, com especificações de 10,54×3,59×2,94 (eu). Este forno de redução é um forno retangular, com uma distância central entre tanques de redução de cerca de 600 mm. Os tanques estão dispostos em uma única fileira de um lado, e geralmente há vários queimadores de baixa pressão na parte traseira do forno. A chama entra no espaço do forno vindo da câmara de combustão, contorna a periferia do tanque de redução, e depende da sucção da chaminé para puxar o gás de combustão após a combustão para o ramal de combustão na parte inferior do forno, e entra na chaminé depois de passar pela chaminé e pela porta da chaminé. O ar secundário é enviado para o forno pelo duto de ar secundário através da segunda camada do duto de ar secundário na parte inferior do forno. Uma câmara de combustão ou câmara de fumaça é colocada entre os dois tanques de redução na parte inferior do forno de redução. O forno de redução é um forno downdraft e um forno de armazenamento de calor. Geralmente há 16 tanques de redução feitos de liga de aço níquel-cromo no forno. O 16 tanques de redução são divididos em quatro grupos, aquilo é, 4 tanques de redução formam um grupo, que estão conectados a uma unidade de vácuo (a unidade de vácuo consiste em uma bomba de válvula corrediça e uma bomba Roots). Cada forno de redução também é equipado com uma unidade de vácuo sobressalente. Portanto, um forno de redução geralmente tem 5 unidades de vácuo. Cada forno de redução é equipado com uma bomba de anel de água como pré-bomba.

Os fornos de redução de magnésio metálico são principalmente movidos a carvão. Com o contínuo desenvolvimento e progresso da tecnologia de fundição de magnésio, uma variedade de fornos de redução a carvão surgiram, típico dos quais são os seguintes.

1. Forno de redução de tanque de linha única de câmara única Este tipo de forno é semelhante ao tipo de forno de redução de gás de carvão e óleo pesado, com tanques de redução de linha única e lado único. A câmara de combustão está colocada na parte traseira, e 14 para 16 tanques de redução são instalados no forno, e um buraco de fogo é colocado entre os dois tanques de redução. Como este tipo de forno possui apenas uma única fileira de tanques e está disposto em um lado, é muito conveniente operar, e o layout da oficina é fácil de mecanizar, mas sua produção e eficiência térmica são baixas. Este tipo de forno pertence a um forno descendente retangular. A chama é refletida da câmara de combustão para o topo do forno através do defletor de fogo. A chama é puxada para baixo pela chaminé, fazendo com que o tanque de redução seja aquecido, e depois passa através do buraco de fogo e da chaminé até a chaminé principal para descarga.

2. Câmara dupla, frente e verso, tanques de redução de duas fileiras Este tipo de forno também é um forno de corrente descendente retangular, equipado com 10 tanques de redução, 5 dos quais estão dispostos em posições superior e inferior em ambas as extremidades na direção do comprimento. O forno está equipado com quatro câmaras de combustão (dois de cada lado) distribuído simetricamente em ambos os lados, e há uma grelha tipo viga inclinada a 15° na câmara de combustão. As chamas fluem das câmaras de combustão em ambos os lados do forno, passando pela parede de bloqueio de fogo, até o topo do forno, no centro do forno., e então as chamas fluem de volta para os orifícios de absorção de fogo e ramificações na parte inferior do forno e são descarregadas na chaminé a partir da chaminé principal em uma extremidade. As vantagens deste forno são a estrutura simples do forno, arranjo compacto de tanques, e alta taxa de utilização do espaço do forno. Suas desvantagens são que os quatro lados do forno são superfícies operacionais, adicionando carvão para queimar o fogo e reduzindo o magnésio, Escória, e o carregamento interferem um no outro, as condições de operação são ruins, e o layout da oficina é difícil. Este tipo de forno também possui um espaço de forno ampliado e 14 para 22 tanques.

3. Forno de redução de tanque de duas fileiras de dupla face e câmara única Este tipo de forno é um forno de redução com fileiras duplas de tanques em ambas as extremidades e fogo de câmara única. Seis tanques são instalados nas fileiras superior e inferior em cada extremidade, com um total de 12 tanques. Múltiplas câmaras de combustão são colocadas em um lado. Isto torna as operações de queima de carvão mais convenientes e a utilização do espaço é maior, mas o número de tanques de redução é limitado e a produção é pequena.

4. O forno de redução de tanque de duas fileiras de câmara de fogo único mais amplamente utilizado na China. Este tipo de forno também pertence ao forno de reflexão de chama aquecido externamente (comumente conhecido como forno downdraft). Os tanques de redução no forno são escalonados e dispostos para cima e para baixo, e a taxa de utilização do espaço é alta; não há restrição quanto ao comprimento do forno, então mais tanques de redução podem ser organizados, geralmente 30 para 40; o tanque de redução está aberto de um lado, o que é conveniente para conexão com a unidade de vácuo; a câmara de combustão é colocada atrás do forno e separada por uma parede defletora de fogo. A chama é refletida da câmara de combustão através da parede defletora de fogo até o topo do forno. Sob a sucção da chaminé, a chama desce, aquecendo o tanque de redução, e, em seguida, descarregado através do orifício de fogo na parte inferior do forno e da chaminé secundária para a chaminé principal. Comparado com os outros tipos de forno mencionados acima, este tipo de forno tem uma grande produção, alta utilização de espaço, baixo consumo de energia, e uma boa economia, por isso tem sido amplamente utilizado na China.

Grande forno regenerativo de redução de magnésio

A tecnologia de combustão regenerativa de alta temperatura é a tecnologia de combustão mais avançada do mundo atualmente. É para organizar bicos distribuídos uniformemente nas paredes do forno em ambos os lados do forno. Quando os bicos de um lado estão queimando como queimadores, os bicos do outro lado são usados ​​como chaminés para exaustão de fumaça. Após um ciclo de reversão, através da comutação da válvula de reversão, os bicos laterais queimam à medida que os queimadores se transformam em chaminés para exaustão de fumaça, enquanto os bicos do outro lado que foram originalmente usados ​​para exaustão de fumaça são usados ​​como queimadores. Desta maneira, o aquecimento, recuperação eficiente do calor dos gases de combustão, e o pré-aquecimento do ar em alta temperatura são concluídos ao mesmo tempo. O bocal lateral de exaustão entra na câmara regenerativa através do canal de gás de alta temperatura, e sua temperatura caiu abaixo de 150°C através da troca de calor com o corpo de armazenamento de calor na câmara regenerativa. Então sai da câmara regenerativa, passa pela válvula reversora e pelo exaustor de fumaça, e é finalmente descarregado na atmosfera através da chaminé. Ao mesmo tempo, o ar entra no regenerador de alta temperatura do outro lado, que foi pré-aquecido por gás de combustão de alta temperatura no ciclo de reversão anterior e é pré-aquecido a 900-1050°C. Depois de sair do regenerador, é ejetado através do canal de gás de alta temperatura através do bico na parede lateral do forno. O ar de alta temperatura e o combustível ejetados do bico são misturados e queimados na fornalha.

O novo forno regenerativo de redução de magnésio possui as seguintes características principais:
① A forma de combustão regenerativa da combustão difusa pode formar um tipo de chama completamente diferente da chama tradicional, formando um campo de temperatura particularmente uniforme no forno, e melhorando a uniformidade de aquecimento do tanque de redução.
② A tecnologia de combustão com baixo teor de oxigênio não apenas aumenta a troca de radiação e convecção do gás de combustão de alta temperatura para o tanque de redução, mas também reduz a erosão e a oxidação da chama para o tanque de redução, prolongando a vida útil do tanque de redução.
③ Economize energia e reduza o consumo de combustível. O uso da tecnologia de combustão regenerativa pode utilizar o calor residual dos gases de combustão quase ao limite, maximizar a recuperação do calor latente dos gases de combustão, e pré-aqueça o ar e o gás de carvão até perto da temperatura do gás do forno ao mesmo tempo. A temperatura de exaustão pode ser inferior a 150°C, a taxa de recuperação de calor residual é bastante melhorada, e a economia de energia e a redução do consumo são muito óbvias.
④ Melhore o ambiente de aquecimento do tanque de redução, formar uma atmosfera redutora ao redor do tanque de redução, reduzir a oxidação do tanque de redução, e aumentar a vida útil do tanque de redução.
⑤ Reduzir a poluição do meio ambiente. A tecnologia de combustão regenerativa não só economiza energia como reduz as emissões de gases de combustão, mas também reduz bastante o conteúdo de gases nocivos, como NOx, nos gases de combustão, reduzindo a poluição ambiental.
⑥ Anticorrosão de alta temperatura (antioxidante) e materiais resistentes ao desgaste são aplicados ao tanque de redução, melhorando efetivamente a vida útil do tanque de redução.
⑦ Gestão centralizada e controle descentralizado são adotados para formar um ambiente seguro, avançado, prático, e sistema de controle de ajuste automático remoto confiável. Reduzir um grande número de operadores de equipamentos.

Forno de refino de magnésio regenerativo contínuo

Forno de refino de magnésio regenerativo contínuo refere-se ao uso de calor residual em fornos de refino de magnésio, que mudou de armazenamento de calor intermitente para armazenamento de calor contínuo. Este dispositivo é chamado de bomba de recuperação de calor. Quando funciona, exaustão de fumaça e sopro de ar são realizados simultaneamente. O gás de combustão de alta temperatura transfere calor para o corpo de armazenamento de calor no canal de gás de combustão por convecção e radiação. Ao mesmo tempo, o corpo de armazenamento de calor aquecido transfere rapidamente calor para o ar de combustão no lado de baixa temperatura, e o ar pode ser aquecido muito rapidamente. O forno regenerativo contínuo de refino de magnésio tem as seguintes características principais:

①Alta taxa de troca de calor. Alta condutividade térmica, e material de alta escuridão, com grande área de troca de calor, pode atingir alta temperatura do vento e baixa temperatura da fumaça.
②Operação contínua. Fornecimento contínuo de ar e exaustão de fumaça, não há necessidade de reverter, pressão estável do forno, nenhuma perturbação frequente do campo de fluxo e do campo de temperatura, lançando as bases para a combustão com baixo teor de oxigênio.
③Longa vida. Bom desempenho antioxidante.
④Estrutura do elemento de troca de calor super forte, custo operacional extremamente baixo, nenhuma manutenção necessária.
⑤Use elementos de troca de calor com grandes áreas de superfície específicas como trocadores de calor, que é fácil de instalar e organizar.
⑥ Anticorrosão de alta temperatura (antioxidante) e materiais resistentes ao desgaste são usados ​​no refino de cadinhos para melhorar efetivamente a vida útil dos cadinhos.

Quais são os materiais refratários usados ​​em fornos de redução de magnésio?

Os materiais refratários usados ​​em fornos de redução de magnésio geralmente incluem tijolos de alta alumina, concretos refratários de magnésio-alumina, etc. Esses materiais têm boa resistência a altas temperaturas, Estabilidade de choque térmico, e resistência à corrosão química.