專利名稱：海綿鈦10噸聯(lián)合還—蒸爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海綿鈦還、蒸爐技術(shù)領(lǐng)域，尤其是種海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐。
背景技術(shù)：
海綿鈦10噸聯(lián)合還蒸爐，在國內(nèi)尚沒研發(fā)。國內(nèi)現(xiàn)有還一蒸爐主要爐型 有串聯(lián)爐1噸、2噸、3噸、4噸，聯(lián)合還-蒸爐有5噸、6噸、8噸和12噸， 電耗均在8000 9000度/噸，產(chǎn)品致密度較高。而且國內(nèi)只有4噸、5噸、6 噸爐工藝、設(shè)備相對比較成熟，但是產(chǎn)品質(zhì)量一直不穩(wěn)定，鈦坨芯部硬芯比較 明顯。
國內(nèi)最大的的12噸聯(lián)合還-蒸爐產(chǎn)能屬肚昇之最，但是由于設(shè)備、工藝配 置不完善，鈦坨芯部硬芯比較明顯，致密度比較高，夾芯氯化鎂比較嚴重，破 碎也比較困難，并且國內(nèi)現(xiàn)有爐型保溫層均采用普通的保溫粘土磚、硅酸鋁纖 維氈，石英沙。隔熱材料采用粘土質(zhì)隔熱磚以及普通鎂磚，在高溫環(huán)境下抗壓 強度和荷軟強度比較差。
另外5噸、6噸、8噸和12噸聯(lián)合還-蒸爐長徑比分別為2. 07、 2. 08、 2. 51、 2.53，由于反應(yīng)器自重和混合產(chǎn)品的重量導(dǎo)致反應(yīng)器的拉伸變形伸長量在 400-550mm，反應(yīng)器的壽命般在7-10次，在工藝方面還原加料速度一般在 280-420Kg/h，還原周期比較長，而在蒸餾丄藝方面蒸餾溫度又分四、五個階段 溫度在800-98(TC。占爐周期比較長。排氯化鎂的爬壁管采用破分式焊接導(dǎo)致 焊縫特別長，在生產(chǎn)過程中極易開裂影響氯化鎂的導(dǎo)出，同時也增加了維修成 本和勞動強度。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種海綿鈦io噸聯(lián)合還一蒸爐，該聯(lián)合還
一蒸爐的保溫層采用真空纖維塊、減少爐溫?zé)崃康纳⑹В瑫r爐體增加支承環(huán)， 防止爐襯下沉的方式確保導(dǎo)電裝置和熱電偶裝置不受爐襯下沉的影響而縮短壽
命和測溫的準確性；耐熱保溫磚采用高鋁輕質(zhì)磚，在高溫環(huán)境下抗壓強度和荷 軟強度提高，充分保證爐襯長期在高溫下的保溫效果和熱穩(wěn)定性，確保在980 106(TC的情況下熱穩(wěn)定性和變形強度的可靠性；對反應(yīng)蓋的結(jié)構(gòu)也進行了優(yōu)化 設(shè)計，避免在高溫真空狀況下的變形減少焊縫泄漏。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
所述的海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐主要由U型反應(yīng)器、反應(yīng)蓋、爐體、導(dǎo)電 裝置構(gòu)成，其中U型反應(yīng)器的長度與直徑之比為2.43，爐體的長度與直徑之比 為1.94， U型反應(yīng)器垂直裝在爐體內(nèi)，U型反應(yīng)器的法蘭擔(dān)在爐體上并由密封 圈對其密封，在U型反應(yīng)器上端加蓋反應(yīng)蓋。
所述的海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐，其爐體由出風(fēng)管、進風(fēng)管、抽空管、石 棉板、高鋁輕質(zhì)保溫磚、隔熱鎂磚、真空纖維塊、導(dǎo)電裝置、發(fā)熱元件、熱電 偶、剛玉支架磚構(gòu)成，爐體內(nèi)壁一周從上倒下由高鋁輕質(zhì)保溫磚砌成，高鋁輕 質(zhì)保溫磚的內(nèi)層由剛玉支架磚護其一周，高鋁輕質(zhì)保溫磚的外層由隔熱石棉板 護其一周，在高鋁輕質(zhì)保溫磚和隔熱石棉板中間鑲嵌真空纖維塊，剛玉支架磚 表面從上倒下設(shè)置有數(shù)個發(fā)熱元件，爐體外壁一周不同部位分別設(shè)有不同數(shù)目 的導(dǎo)電裝置和熱電偶，并且在爐體外壁一側(cè)從上到下分別設(shè)有數(shù)個出風(fēng)管、進 風(fēng)管和一個抽空管.，爐體最底部為隔熱石棉板，石棉板上砌制高鋁輕質(zhì)保溫磚 與爐體內(nèi)壁的高鋁輕質(zhì)保溫磚互連，之上再砌隔熱鎂磚。
所述的海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐，其反應(yīng)蓋上還分別設(shè)有抽空管、加料管、 加熱管、內(nèi)加熱器、外加熱器、密封圈，加熱管的底部設(shè)置內(nèi)加熱器，加熱管 伸出端設(shè)置外加熱器，反應(yīng)蓋下端設(shè)有密封圈以便密封U型反應(yīng)器。
所述的海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐，其真空纖維塊由硅酸鋁制作。
所述的海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐，其導(dǎo)電裝置由電纜、絕緣墊、絕緣管、聯(lián)接法蘭、導(dǎo)電棒構(gòu)成。
由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性
1、 本發(fā)明采用新型材料高鋁輕質(zhì)保溫磚、真空硅酸鋁纖維塊使得爐襯保溫 效果好，與同種爐型相比較，其外壁溫度平均降低了 15°C ，同時在爐體的不 同部位增加了支承環(huán)，有效防止了爐襯在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生下沉現(xiàn)象，同時縮短 了還原-蒸餾周期，降低了海綿鈦單位生產(chǎn)成本。
2、 本發(fā)明的聯(lián)合還一蒸爐電耗在6500 KWh/噸Ti，每噸產(chǎn)品減少/ 1500-2000多度電，氬氣減少了 1 2小時的充壓時間，產(chǎn)能增加90%，經(jīng)濟效
果非常明顯。
3、 本發(fā)明的產(chǎn)能趨于合理，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較疏松，易切割破碎，0級品在25% 以上，二級品在90%以上。


圖卜一是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2- —是圖1的I部放大示意圖3-—是圖1的II部放大示意圖； 上述圖中1一U型反應(yīng)器；2—反應(yīng)蓋；3—抽空管；4—加料管；5—加熱
管；6—內(nèi)加熱器；7—外加熱器；8—密封圈；9一出風(fēng)管；IO—進風(fēng)管；ll一
抽空管；12—石棉板；13—高鋁輕質(zhì)保溫磚；14—隔熱鎂磚；15—真空纖維土央；
16—爐體；17—導(dǎo)電裝置；18—發(fā)熱元件；19一熱電偶；20—剛衛(wèi)支架磚。
具體實施例方式
結(jié)合圖1，本發(fā)明的海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐主要由U型反應(yīng)器(l)、反 應(yīng)蓋(2)、爐體(16)、導(dǎo)電裝置(17)構(gòu)成，其中U型反應(yīng)器(1)的K度與直徑之 比為2.43，爐體(16)的長度與直徑之比為1.94， U型反應(yīng)器(l)垂直裝在爐體 (16)內(nèi)，U型反應(yīng)器(1)的法蘭擔(dān)在爐體(16)上并由密封圈(8)對其密封，在U 型反應(yīng)器(1)上端加蓋反應(yīng)蓋(2)。本發(fā)明的海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐，其爐體(16)由出風(fēng)管(9)、進風(fēng)管 (10)、抽空管(ll)、石棉板(12)、高鋁輕質(zhì)保溫磚(13)、隔熱鎂磚(14)、真空 纖維塊(15)、導(dǎo)電裝置(17)、發(fā)熱元件(18)、熱電偶(19)、剛玉支架磚(20)構(gòu) 成，爐體(16)內(nèi)壁一周從上倒下由高鋁輕質(zhì)保溫磚(13)砌成，高鋁輕質(zhì)保溫磚 (13)的內(nèi)層由剛五支架磚(20)護其一周，高鋁輕質(zhì)保溫磚(13)的外層由隔熱石 棉板(12)護其一周，在高鋁輕質(zhì)保溫磚(13)和隔熱石棉板(12)中間鑲嵌真空纖 維塊(15)，剛玉支架磚表面(20)從上倒下設(shè)置有數(shù)個發(fā)熱元件(18)，爐體(16) 外壁一周不同部位分別設(shè)有不同數(shù)目的導(dǎo)電裝置(17)和熱電偶(19)，并且在爐 體(16)外壁一側(cè)從上到下分別設(shè)有數(shù)個出風(fēng)管(9)、進風(fēng)管(10)和一個抽空管 爐體(16)最底部為隔熱石棉板(12)，石棉板(12)上砌制高鋁輕質(zhì)保溫磚 (13)與爐體(16)內(nèi)壁的高鋁輕質(zhì)保溫磚(13)互連，之上再砌隔熱鎂磚(14)。
本發(fā)明的海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐，其反應(yīng)蓋(2)上還分別設(shè)有抽空管 (3)、加料管(4)、加熱管(5)、內(nèi)加熱器(6)、外加熱器(7)、密封圈(8)，加熱 管(5)的底部設(shè)置內(nèi)加熱器(6)，加熱管(5)伸出端設(shè)置外加熱器(7)，反應(yīng)蓋(2) 下端設(shè)有密封圈(8)以便密封U型反應(yīng)器(1)。
本發(fā)明的海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐，其真空纖維塊(15)由硅酸鋁制作。
木發(fā)明的海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐，其U型反應(yīng)器(1)上設(shè)有導(dǎo)電裝置(17) 是由電纜、絕緣墊、絕緣管、聯(lián)接法蘭、導(dǎo)電棒構(gòu)成。
用鎂還原法生產(chǎn)海綿鈦時，鎂與四氯化鈦在抽真空的反應(yīng)器中進行還原反 應(yīng)，所產(chǎn)生的熱量由反應(yīng)器壁傳遞到爐鏜內(nèi)，根據(jù)溫度設(shè)置打開出、進風(fēng)口堵 頭并由出風(fēng)口排出多余熱量。散熱依據(jù)主要根據(jù)冷空氣對流原理與反應(yīng)器壁實 現(xiàn)熱交換。
把組裝合格的U型反應(yīng)器(l)、反應(yīng)蓋(2)吊入加熱爐爐體(16)內(nèi)，然后由 抽空管(3)真空檢漏合格后開始充壓升溫，達到工藝要求后，開始加液體鎂，加 鎂完成后繼續(xù)升溫達到工藝要求，設(shè)定加料速度及溫度，由加料管(4)開始加四 氯化鈦原料進入還原階段，根據(jù)溫度控制要求打開進風(fēng)管(IO) 口和出風(fēng)管(9) 口，當(dāng)四氯化鈦加入到規(guī)定值后，結(jié)束還原階段然后轉(zhuǎn)入蒸餾階段,先用組裝好的冷端反應(yīng)器、反應(yīng)蓋與還原結(jié)束的熱端反應(yīng)器、反應(yīng)蓋(2)橫管對接，然后安 裝好過道加熱器和壓力衷、抽空管、冷卻水、充壓管、熱電偶，關(guān)閉進風(fēng)口和 出風(fēng)口，設(shè)定加熱溫度，啟動真空泵分別對反應(yīng)器和還-蒸爐進行抽真空檢漏，
合格后進入低恒溫、低真空升溫蒸餾階段，設(shè)定低恒溫80(TC溫度，在低恒溫、 低真空結(jié)束后，啟動油擴散泵設(shè)定高恒溫106(TC溫度，爐殼外壁溫度保持在40 "C左右，最終把混合產(chǎn)品中的鎂、氯化鎂及雜質(zhì)元素在真空狀態(tài)下分離出去， 獲得高純度的海綿鈦。
權(quán)利要求
1、一種海綿鈦10噸聯(lián)合還—蒸爐，其特征在于該聯(lián)合還—蒸爐主要由U型反應(yīng)器(1)、反應(yīng)蓋(2)、爐體(16)、導(dǎo)電裝置(17)構(gòu)成，其中U型反應(yīng)器(1)的長度與直徑之比為2.43，爐體(16)的長度與直徑之比為1.94，U型反應(yīng)器(1)垂直裝在爐體(16)內(nèi)，U型反應(yīng)器(1)的法蘭擔(dān)在爐體(16)上并由密封圈(8)對其密封，在U型反應(yīng)器(1)上端加蓋反應(yīng)蓋(2)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐，其特征在于其爐 體(16)由出風(fēng)管(9)、進風(fēng)管ao)、抽空管(ll)、石棉板(12)、高鋁輕質(zhì)保溫磚 (13)、隔熱鎂磚(14)、真空纖維塊(15)、導(dǎo)電裝置(17)、發(fā)熱元件(18)、熱電 偶(19)、剛玉支架磚(20)構(gòu)成，爐體(16)內(nèi)壁一周從上倒下由高鋁輕質(zhì)保溫磚 (13)砌成，高鋁輕質(zhì)保溫磚(13)的內(nèi)層由剛玉支架磚(20)護其一周，高鋁輕質(zhì) 保溫磚(13)的外層由隔熱石棉板(12)護其一周，在高鋁輕質(zhì)保溫磚(13)和隔熱 石棉板(12)中間鑲嵌真空纖維塊(15)，剛玉支架磚表面(20)從上倒下設(shè)置有數(shù) 個發(fā)熱元件(18)，爐體(16)外壁一周不同部位分別設(shè)有不同數(shù)目的導(dǎo)電裝置(17) 和熱電偶(19)，并且在爐體(16)外壁一側(cè)從上到卜分別設(shè)有數(shù)個出風(fēng)管(9)、進 風(fēng)管(10)和一個抽空管(11);爐體(16)最底部為隔熱石棉板(12)，石棉板(12) 上砌制高鋁輕質(zhì)保溫磚(13)與爐體(16)內(nèi)壁的高鋁輕質(zhì)保溫磚(13)互連，之上 再砌隔熱鎂磚(14)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐，其特征在于其反 應(yīng)蓋(2)上還分別設(shè)有抽空管(3)、加料管(4)、加熱管(5)、內(nèi)加熱器(6)、外加 熱器(7)、密封圈(8)，加熱管(5)的底部設(shè)置內(nèi)加熱器(6)，加熱管(5)伸出端設(shè) 置外加熱器(7)，反應(yīng)蓋(2)下端設(shè)有密封圈(8)以便密封U型反應(yīng)器(l)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐，其特征在于其真 空纖維塊(15)由硅酸鋁制作。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l的海綿鈦10噸聯(lián)合還一蒸爐，其特征在于其U型反 應(yīng)器(1)上設(shè)有導(dǎo)電裝置(17)是由電纜、絕緣墊、絕緣管、聯(lián)接法蘭、導(dǎo)電棒構(gòu) 成。
全文摘要
一種海綿鈦10噸聯(lián)合還—蒸爐，主要由U型反應(yīng)器1、反應(yīng)蓋2、爐體16、導(dǎo)電裝置17構(gòu)成，U型反應(yīng)器的長度與直徑之比為2.43，爐體的長度與直徑之比為1.94，U型反應(yīng)器垂直裝在爐體內(nèi)，U型反應(yīng)器的法蘭擔(dān)在爐體上并由密封圈8對其密封，在U型反應(yīng)器上端加蓋反應(yīng)蓋。用鎂還原法生產(chǎn)海綿鈦時鎂與四氯化鈦在反應(yīng)器中進行還原反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量由反應(yīng)器壁傳遞到爐鏜內(nèi)，根據(jù)溫度設(shè)置打開出、進風(fēng)管10堵頭并由出風(fēng)管9排出多余熱量。散熱根據(jù)冷空氣對流原理與反應(yīng)器壁實現(xiàn)熱交換。電耗在6500KWh/噸Ti，每噸產(chǎn)品減少了1500-2000多度電，氬氣減少了1～2小時的充壓時間，產(chǎn)能增加90％，經(jīng)濟效果非常明顯。
文檔編號C22B34/00GK101435026SQ20081023141
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者孫虎民, 狄偉偉, 陳志強, 魯同富 申請人:洛陽雙瑞萬基鈦業(yè)有限公司