一種內熱式真空還原氧化鈣制備金屬鈣的實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于真空冶金技術領域，具體是涉及一種內熱式真空還原氧化鈣制備金屬鈣的實驗裝置。
【背景技術】
[0002]金屬鈣是鋼鐵工業重要的脫硫劑，在稀有金屬、冶金、化工、醫藥、電子、蓄電池等工業上也有廣泛用途。近年來，金屬鈣的產量和需求量快速增長，金屬鈣的生產方法主要有電解法和熱還原法兩大類，由于電解法工藝設備復雜、生產成本高，所以我國目前全部采用鋁熱法還原生產金屬鈣。鋁熱法生產金屬鈣是在還原罐內，將原料在溫度為1250°C?1280°C、真空度低于5Pa的條件下，經過14h?16h還原制備的。該方式的主要缺點是還原罐外部加熱，罐內傳熱速率低，化學反應轉化率低；且采用燃料燃燒對還原罐加熱，易產生煙氣污染；采用還原罐作為還原容器，成本高。據實際生產資料顯示，在溫度為1250°C下還原16h，氧化鈣的還原率僅為50%，主要原因是受限于還原罐內外的傳熱效率，還原罐直徑越大，罐內料球的傳熱阻力就越大，原料的總還原效率就越低。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種內熱式真空還原氧化鈣制備金屬鈣的實驗裝置，其結構簡單、設計合理且使用操作方便，采用電加熱的方式真空還原氧化鈣，避免了燃料燃燒產生煙氣污染現象；采用內熱式的真空還原方式，傳熱效率高，縮短了還原周期，提高了生產效率；采用還原爐作為反應容器，大大降低了生產成本。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是:一種內熱式真空還原氧化鈣制備金屬鈣的實驗裝置，其特征在于:包括爐體，所述爐體的內壁上設置有爐襯，所述爐體上安裝有發熱體，所述發熱體的熱端位于爐襯內，所述發熱體的冷端穿出所述爐體的底部且端部連接有導電帶，所述導電帶的另一端連接有電極接線柱，所述爐體的頂部設置有一端與其連通的加料管，所述加料管的另一端連接有第一密封法蘭，所述加料管外設置有一端與其連通的結晶筒，所述結晶筒的另一端連接有第二密封法蘭，所述結晶筒內設置有能夠抽拉的結晶器，所述結晶筒外套設有冷卻水套，所述結晶筒上設置有與其連通的抽真空管道。
[0005]上述的一種內熱式真空還原氧化鈣制備金屬鈣的實驗裝置，其特征在于:所述爐體包括爐殼以及由外向內依次設置在爐殼內的保溫棉層和保溫磚層，所述爐襯設置在保溫磚層上。
[0006]上述的一種內熱式真空還原氧化鈣制備金屬鈣的實驗裝置，其特征在于:所述發熱體外套有石墨套管。
[0007]上述的一種內熱式真空還原氧化鈣制備金屬鈣的實驗裝置，其特征在于:所述爐體上設置有用于觀察爐腔內物料反應情況的觀察口。
[0008]上述的一種內熱式真空還原氧化鈣制備金屬鈣的實驗裝置，其特征在于:所述爐體上設置有用于測量爐腔內溫度的熱電偶，所述熱電偶上套設有密封罩，所述密封罩固定在所述爐體的外壁上。
[0009]上述的一種內熱式真空還原氧化鈣制備金屬鈣的實驗裝置，其特征在于:所述爐體的底部連接有電極接線柱放置座，所述電極接線柱設置在電極接線柱放置座的側壁上。
[0010]上述的一種內熱式真空還原氧化鈣制備金屬鈣的實驗裝置，其特征在于:所述爐體的底部安裝有發熱體固定座，所述發熱體的冷端穿過發熱體固定座且與發熱體固定座連接。
[0011]上述的一種內熱式真空還原氧化鈣制備金屬鈣的實驗裝置，其特征在于:所述加料管的內壁上設置有第一保溫棉層，所述結晶筒的內壁上設置有第二保溫棉層，所述第二保溫棉層位于加料管與結晶器之間。
[0012]上述的一種內熱式真空還原氧化鈣制備金屬鈣的實驗裝置，其特征在于:所述冷卻水套套設在結晶筒外中部。
[0013]上述的一種內熱式真空還原氧化鈣制備金屬鈣的實驗裝置，其特征在于:所述爐襯為石墨爐襯，所述爐殼為鋼板爐殼。
[0014]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0015]1、本實用新型結構簡單、設計合理且使用操作方便。
[0016]2、本實用新型采用電加熱的方式真空還原氧化鈣，避免了燃料燃燒產生的煙氣和污染，是一種清潔生產裝置。
[0017]3、本實用新型采用內熱真空還原方式，相對于傳統外加熱的還原罐方式，傳熱效率大大提高，縮短了還原周期，且還原效率提高了近一倍。
[0018]4、本實用新型節省了還原罐，大大降低了金屬鈣的生產成本。
[0019]下面通過附圖和實施例，對本實用新型做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0021]附圖標記說明:
[0022]I一發熱體；2—保溫磚層；3—保溫棉層；
[0023]4一抽真空管道；5—結晶筒；5-1 —第二密封法蘭；
[0024]6一爐襯；7—結晶器；8—爐殼；
[0025]9—電極接線柱；10—加料管；10-1 —第一密封法蘭；
[0026]11一發熱體固定座；12—冷卻水套；13—石墨套管；
[0027]14 一觀察口；15—熱電偶；16—密封罩；
[0028]17 —電極接線柱放置座；18—導電帶；19 一第一保溫棉層；
[0029]20—第二保溫棉層。
【具體實施方式】
[0030]如圖1所示，本實用新型包括爐體，所述爐體的內壁上設置有爐襯6，所述爐體上安裝有發熱體I，所述發熱體I的熱端位于爐襯6內，所述發熱體I的冷端穿出所述爐體的底部且端部連接有導電帶18，所述導電帶18的另一端連接有電極接線柱9，所述爐體的頂部設置有一端與其連通的加料管10，所述加料管10的另一端連接有第一密封法蘭10-1，所述加料管10外設置有一端與其連通的結晶筒5，所述結晶筒5的另一端連接有第二密封法蘭5-1，所述結晶筒5內設置有能夠抽拉的結晶器7，所述結晶筒5外套設有冷卻水套12，所述結晶筒5上設置有與其連通的抽真空管道4。
[0031]如圖1所示，所述爐體包括爐殼8以及由外向內依次設置在爐殼8內的保溫棉層3和保溫磚層2，所述爐襯6設置在保溫磚層2上，該種結構的爐體能有效防止內