一、還原罐的結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境

　　金屬鎂生產(chǎn)線還原罐主體結(jié)構(gòu)由球形端底、筒體、冷卻水套組成。球形端底和筒體的材質(zhì)是耐熱鋼，冷卻水套的材質(zhì)是普通碳素鋼，多用A3缸。筒體用離心鑄造方法生產(chǎn)，球形端底多以砂型鑄造生產(chǎn)，冷卻水套為鉚焊件。正常工作時(shí)還原爐內(nèi)的溫度為1473K左右，因此球形端底和筒體的大部分部位的工作溫度是1473K左右。冷卻水套露于爐墻之外，且通循環(huán)水冷卻，故冷卻水套的主體部分溫度低于373K。

　　正常工作時(shí)，還原罐內(nèi)抽出真空，其真空度為10Pa左右。由此看出，煉鎂還原罐的工作環(huán)境惡劣，對(duì)其材質(zhì)的要求很高。既要能耐1473K左右的高溫，能抵抗一定的延期腐蝕，又要具有較高的抗高溫蠕變能力，以抵抗因抽真空兒帶來的罐體變形。

　　二、還原罐的材質(zhì)

　　我國(guó)*早采用的煉鎂還原罐材質(zhì)是ZG2Cr25Ni20Si2,后來根據(jù)我國(guó)國(guó)情研制成功的節(jié)鎳型含氮耐熱鋼鋼種ZG3Cr24Ni7RE迅速用于煉鎂還原罐，ZG40Cr28Ni16是國(guó)外普遍應(yīng)用的耐熱鋼鋼種。因?yàn)閆G3Cr24Ni7RE和ZG40Cr28Ni16在成本，工藝性能，產(chǎn)品壽命等方面均優(yōu)于ZG2Cr25Ni20Si2，所以，后者逐漸取代前者。目前，煉鎂還原罐的材質(zhì)主要為ZG3Cr24Ni7RE和ZG40Cr28Ni16這兩種。

　　三、影響罐體使用壽命的因素

　　還原罐是還原反應(yīng)的容器，外部用高溫加熱到1473K，內(nèi)部又要保持小于13.3Pa的真空，還必須能夠承受優(yōu)于氧化消耗和外壓產(chǎn)生的變形。這樣苛刻的條件下還有具有較長(zhǎng)的壽命。因此，還原罐一直是硅熱法技術(shù)進(jìn)步的重要課題之一。還原罐內(nèi)徑不斷的擴(kuò)大，長(zhǎng)度變化不大，為了出渣方便，長(zhǎng)度一般是內(nèi)徑的10倍左右。

　　還原罐端頭焊有冷卻水套以及真空接管。還原罐內(nèi)裝入球團(tuán)料后，放入隔熱擋板，再放入鎂結(jié)晶筒、堿金屬搜集器，封罐接通真空系統(tǒng)。經(jīng)過8~10h的還原后，開罐出鎂扒渣，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。鎂結(jié)晶筒內(nèi)溫度控制在773~873K為宜。

　　前期的罐體設(shè)計(jì)厚度與其所受的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，一般罐體的使用溫度為1463±10K，內(nèi)部為還原性氣氛，壓力在10Pa一下，外部為熱源，熱量通過罐體傳導(dǎo)曾持續(xù)加熱時(shí)間為10~12h，每罐分解完畢必須破壞真空度，打開罐體，重?fù)Q鎂結(jié)晶器并扒出舊料，重裝新料。這時(shí)罐體溫度會(huì)降至1073~1273K，甚至更低。這種加熱、冷卻反復(fù)操作，使罐體高溫蠕變強(qiáng)度下降，并有導(dǎo)致疲勞斷裂的可能，應(yīng)避免罐體溫度的急升急降，放置過早斷裂或變形。

　　據(jù)我國(guó)金屬鎂生產(chǎn)線還原罐的使用情況統(tǒng)計(jì)，質(zhì)量問題主要有早期變形，斑塊剝落，罐體張粗及局部膨脹，軸向裂紋與局部突然塌陷，徑向裂紋，焊口附近環(huán)狀裂紋，充罐復(fù)原產(chǎn)生的軸向裂紋，蟹沫狀滲漏，內(nèi)壁鐘乳狀突起等。