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关于金属镁还原罐的寿命延长办法
日期:2024-03-12      作者:志盛威华

金属镁还原罐是皮江法冶炼还原炉的主要设备,一般采取内加热的工艺,由于该还原罐的后端长期处于高温(1150-1250℃)、高负压(1-5Pa)、氧化环境CaO·MgO)下,罐壁的金属单质频繁参与反应,从而被氧化腐蚀,罐壁变薄后就会由于强度不足而被负压抽憋,导致报废。据金属镁厂家反馈,还原罐一般工作2-3个月就报废了,造成了大量的钢材浪费。志盛威华集团研发的ZS-822复合陶瓷高温防腐涂料经过现场涂装试验,涂覆于还原罐的内外壁上可延长其寿命至1-1.5年,也保障了生产的长期稳定性,缩短了检修周期。

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金属镁还原炉是镁生产的核心设备,国内外普遍采用的是还原罐外加热卧式还原炉。

我国应用最为广泛的单火室单面双排罐还原炉,该炉型也属于外加热火焰反射炉(俗称倒焰炉)。还原炉为矩形,用耐火材料砌筑,还原罐横向平放于炉内托罐砖上,炉内还原罐上下错开布置,空间利用率较高;炉长方向没有限制,故可以布置较多的还原罐;还原罐单面开口,与真空机组的连接较方便;炉子背面一般分布有多支低压烧嘴,燃烧室设置在炉膛后面,由挡火墙隔开,火焰从燃烧室通过挡火墙反射至炉顶,受烟囱抽力火焰向下,使还原罐受热,再经炉底过火孔、支烟道至主烟道排出。相对于其他炉型,该炉型产量大、空间利用率较高、能源消耗较低、经济性好,因此在国内得到了广泛的应用。

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通过外部高温烟气将料球在还原罐中加热至1200±10℃,保持8~10小时,氧化镁在此条件下还原成镁蒸气,然后在冷凝器中形成结晶镁,也称为粗镁。

在还原罐中发生的化学反应式为:

2(CaO·MgO)(固)+Si(Fe)(固)=2Mg(气)+2CaO·SiO2(固)+Fe(固)

ZS-822复合陶瓷高温防腐涂料是北京志盛威华联合晶博涂元研究院,经过长达五年研发试验,利用自主合成的耐高温硅--氟改性溶液,在高温高压下嫁接酰胺基而成,耐温可以达到1400℃。涂料颜料的主要成分采用钇系稀土微粉、复合α—陶瓷微粉、碳化硅等在封闭高温下精细加工而成。涂料耐温高,在高温下形成致密的陶瓷釉面,硬度可以达到7H,涂层光滑自洁,抗冲击,可以长期耐酸耐碱腐蚀,附着力强。ZS-822复合陶瓷高温防腐涂料既可抵御高温氧化,亦可减缓高温还原,该产品得到了多家镁冶炼厂家的认可和应用。

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还原罐一般采用耐高温腐蚀的镍铬合金钢制造,比如ZG35Cr24Ni7SiNiHK-4025Cr·20Ni)、Hi28Cr·15-16Ni)等,这些材质在高温下具有好的抗氧化性、抗腐蚀性、高温强度与综合力学性能、稳定的组织特性、良好的可焊性和加工成形性。

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但是在高温下日积月累,仍旧抵不住高温腐蚀的叠加效应,因为促使罐壁金属与氧化物反应的吉布斯自由焓G Cr2O3°<△G mgO°。还原罐后端(高温段)腐蚀较快,腐蚀变薄后其强度不足以抵御真空压力,从而导致变形、失效,寿命短。

此外,金属镁还原炉的蓄热室,其蓄热室内可以涂装ZS-1061ZS-2022,提高蓄热和放热效率。烟气处理系统设备可以涂装ZS-1041烟气防腐涂料和ZS-811耐高温防腐涂料,提高设备的防护周期,从而为企业节省成本。

 


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