专利名称：海绵钛10吨联合还—蒸炉的制作方法
技术领域：
本发明属于海绵钛还、蒸炉技术领域，尤其是种海绵钛10吨联合还一蒸炉。
背景技术：
海绵钛10吨联合还蒸炉，在国内尚没研发。国内现有还一蒸炉主要炉型 有串联炉1吨、2吨、3吨、4吨，联合还-蒸炉有5吨、6吨、8吨和12吨， 电耗均在8000 9000度/吨，产品致密度较高。而且国内只有4吨、5吨、6 吨炉工艺、设备相对比较成熟，但是产品质量一直不稳定，钛坨芯部硬芯比较 明显。
国内最大的的12吨联合还-蒸炉产能属肚昇之最，但是由于设备、工艺配 置不完善，钛坨芯部硬芯比较明显，致密度比较高，夹芯氯化镁比较严重，破 碎也比较困难，并且国内现有炉型保温层均采用普通的保温粘土砖、硅酸铝纤 维毡，石英沙。隔热材料采用粘土质隔热砖以及普通镁砖，在高温环境下抗压 强度和荷软强度比较差。
另外5吨、6吨、8吨和12吨联合还-蒸炉长径比分别为2. 07、 2. 08、 2. 51、 2.53，由于反应器自重和混合产品的重量导致反应器的拉伸变形伸长量在 400-550mm，反应器的寿命般在7-10次，在工艺方面还原加料速度一般在 280-420Kg/h，还原周期比较长，而在蒸馏丄艺方面蒸馏温度又分四、五个阶段 温度在800-98(TC。占炉周期比较长。排氯化镁的爬壁管采用破分式焊接导致 焊缝特别长，在生产过程中极易开裂影响氯化镁的导出，同时也增加了维修成 本和劳动强度。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种海绵钛io吨联合还一蒸炉，该联合还
一蒸炉的保温层采用真空纤维块、减少炉温热量的散失，同时炉体增加支承环， 防止炉衬下沉的方式确保导电装置和热电偶装置不受炉衬下沉的影响而缩短寿
命和测温的准确性；耐热保温砖采用高铝轻质砖，在高温环境下抗压强度和荷 软强度提高，充分保证炉衬长期在高温下的保温效果和热稳定性，确保在980 106(TC的情况下热稳定性和变形强度的可靠性；对反应盖的结构也进行了优化 设计，避免在高温真空状况下的变形减少焊缝泄漏。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案
所述的海绵钛10吨联合还一蒸炉主要由U型反应器、反应盖、炉体、导电 装置构成，其中U型反应器的长度与直径之比为2.43，炉体的长度与直径之比 为1.94， U型反应器垂直装在炉体内，U型反应器的法兰担在炉体上并由密封 圈对其密封，在U型反应器上端加盖反应盖。
所述的海绵钛10吨联合还一蒸炉，其炉体由出风管、进风管、抽空管、石 棉板、高铝轻质保温砖、隔热镁砖、真空纤维块、导电装置、发热元件、热电 偶、刚玉支架砖构成，炉体内壁一周从上倒下由高铝轻质保温砖砌成，高铝轻 质保温砖的内层由刚玉支架砖护其一周，高铝轻质保温砖的外层由隔热石棉板 护其一周，在高铝轻质保温砖和隔热石棉板中间镶嵌真空纤维块，刚玉支架砖 表面从上倒下设置有数个发热元件，炉体外壁一周不同部位分别设有不同数目 的导电装置和热电偶，并且在炉体外壁一侧从上到下分别设有数个出风管、进 风管和一个抽空管.，炉体最底部为隔热石棉板，石棉板上砌制高铝轻质保温砖 与炉体内壁的高铝轻质保温砖互连，之上再砌隔热镁砖。
所述的海绵钛10吨联合还一蒸炉，其反应盖上还分别设有抽空管、加料管、 加热管、内加热器、外加热器、密封圈，加热管的底部设置内加热器，加热管 伸出端设置外加热器，反应盖下端设有密封圈以便密封U型反应器。
所述的海绵钛10吨联合还一蒸炉，其真空纤维块由硅酸铝制作。
所述的海绵钛10吨联合还一蒸炉，其导电装置由电缆、绝缘垫、绝缘管、联接法兰、导电棒构成。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性
1、 本发明采用新型材料高铝轻质保温砖、真空硅酸铝纤维块使得炉衬保温 效果好，与同种炉型相比较，其外壁温度平均降低了 15°C ，同时在炉体的不 同部位增加了支承环，有效防止了炉衬在生产过程中产生下沉现象，同时縮短 了还原-蒸馏周期，降低了海绵钛单位生产成本。
2、 本发明的联合还一蒸炉电耗在6500 KWh/吨Ti，每吨产品减少/ 1500-2000多度电，氩气减少了 1 2小时的充压时间，产能增加90%，经济效
果非常明显。
3、 本发明的产能趋于合理，产品结构比较疏松，易切割破碎，0级品在25% 以上，二级品在90%以上。
图卜一是本发明的结构示意图2- —是图1的I部放大示意图3-—是图1的II部放大示意图； 上述图中1一U型反应器；2—反应盖；3—抽空管；4—加料管；5—加热
管；6—内加热器；7—外加热器；8—密封圈；9一出风管；IO—进风管；ll一
抽空管；12—石棉板；13—高铝轻质保温砖；14—隔热镁砖；15—真空纤维土央；
16—炉体；17—导电装置；18—发热元件；19一热电偶；20—刚卫支架砖。
具体实施例方式
结合图1，本发明的海绵钛10吨联合还一蒸炉主要由U型反应器(l)、反 应盖(2)、炉体(16)、导电装置(17)构成，其中U型反应器(1)的K度与直径之 比为2.43，炉体(16)的长度与直径之比为1.94， U型反应器(l)垂直装在炉体 (16)内，U型反应器(1)的法兰担在炉体(16)上并由密封圈(8)对其密封，在U 型反应器(1)上端加盖反应盖(2)。本发明的海绵钛10吨联合还一蒸炉，其炉体(16)由出风管(9)、进风管 (10)、抽空管(ll)、石棉板(12)、高铝轻质保温砖(13)、隔热镁砖(14)、真空 纤维块(15)、导电装置(17)、发热元件(18)、热电偶(19)、刚玉支架砖(20)构 成，炉体(16)内壁一周从上倒下由高铝轻质保温砖(13)砌成，高铝轻质保温砖 (13)的内层由刚五支架砖(20)护其一周，高铝轻质保温砖(13)的外层由隔热石 棉板(12)护其一周，在高铝轻质保温砖(13)和隔热石棉板(12)中间镶嵌真空纤 维块(15)，刚玉支架砖表面(20)从上倒下设置有数个发热元件(18)，炉体(16) 外壁一周不同部位分别设有不同数目的导电装置(17)和热电偶(19)，并且在炉 体(16)外壁一侧从上到下分别设有数个出风管(9)、进风管(10)和一个抽空管 炉体(16)最底部为隔热石棉板(12)，石棉板(12)上砌制高铝轻质保温砖 (13)与炉体(16)内壁的高铝轻质保温砖(13)互连，之上再砌隔热镁砖(14)。
本发明的海绵钛10吨联合还一蒸炉，其反应盖(2)上还分别设有抽空管 (3)、加料管(4)、加热管(5)、内加热器(6)、外加热器(7)、密封圈(8)，加热 管(5)的底部设置内加热器(6)，加热管(5)伸出端设置外加热器(7)，反应盖(2) 下端设有密封圈(8)以便密封U型反应器(1)。
本发明的海绵钛10吨联合还一蒸炉，其真空纤维块(15)由硅酸铝制作。
木发明的海绵钛10吨联合还一蒸炉，其U型反应器(1)上设有导电装置(17) 是由电缆、绝缘垫、绝缘管、联接法兰、导电棒构成。
用镁还原法生产海绵钛时，镁与四氯化钛在抽真空的反应器中进行还原反 应，所产生的热量由反应器壁传递到炉镗内，根据温度设置打开出、进风口堵 头并由出风口排出多余热量。散热依据主要根据冷空气对流原理与反应器壁实 现热交换。
把组装合格的U型反应器(l)、反应盖(2)吊入加热炉炉体(16)内，然后由 抽空管(3)真空检漏合格后开始充压升温，达到工艺要求后，开始加液体镁，加 镁完成后继续升温达到工艺要求，设定加料速度及温度，由加料管(4)开始加四 氯化钛原料进入还原阶段，根据温度控制要求打开进风管(IO) 口和出风管(9) 口，当四氯化钛加入到规定值后，结束还原阶段然后转入蒸馏阶段,先用组装好的冷端反应器、反应盖与还原结束的热端反应器、反应盖(2)横管对接，然后安 装好过道加热器和压力衷、抽空管、冷却水、充压管、热电偶，关闭进风口和 出风口，设定加热温度，启动真空泵分别对反应器和还-蒸炉进行抽真空检漏，
合格后进入低恒温、低真空升温蒸馏阶段，设定低恒温80(TC温度，在低恒温、 低真空结束后，启动油扩散泵设定高恒温106(TC温度，炉壳外壁温度保持在40 "C左右，最终把混合产品中的镁、氯化镁及杂质元素在真空状态下分离出去， 获得高纯度的海绵钛。
权利要求
1、一种海绵钛10吨联合还—蒸炉，其特征在于该联合还—蒸炉主要由U型反应器(1)、反应盖(2)、炉体(16)、导电装置(17)构成，其中U型反应器(1)的长度与直径之比为2.43，炉体(16)的长度与直径之比为1.94，U型反应器(1)垂直装在炉体(16)内，U型反应器(1)的法兰担在炉体(16)上并由密封圈(8)对其密封，在U型反应器(1)上端加盖反应盖(2)。
2、 根据权利要求1所述的海绵钛10吨联合还一蒸炉，其特征在于其炉 体(16)由出风管(9)、进风管ao)、抽空管(ll)、石棉板(12)、高铝轻质保温砖 (13)、隔热镁砖(14)、真空纤维块(15)、导电装置(17)、发热元件(18)、热电 偶(19)、刚玉支架砖(20)构成，炉体(16)内壁一周从上倒下由高铝轻质保温砖 (13)砌成，高铝轻质保温砖(13)的内层由刚玉支架砖(20)护其一周，高铝轻质 保温砖(13)的外层由隔热石棉板(12)护其一周，在高铝轻质保温砖(13)和隔热 石棉板(12)中间镶嵌真空纤维块(15)，刚玉支架砖表面(20)从上倒下设置有数 个发热元件(18)，炉体(16)外壁一周不同部位分别设有不同数目的导电装置(17) 和热电偶(19)，并且在炉体(16)外壁一侧从上到卜分别设有数个出风管(9)、进 风管(10)和一个抽空管(11);炉体(16)最底部为隔热石棉板(12)，石棉板(12) 上砌制高铝轻质保温砖(13)与炉体(16)内壁的高铝轻质保温砖(13)互连，之上 再砌隔热镁砖(14)。
3、 根据权利要求1所述的海绵钛10吨联合还一蒸炉，其特征在于其反 应盖(2)上还分别设有抽空管(3)、加料管(4)、加热管(5)、内加热器(6)、外加 热器(7)、密封圈(8)，加热管(5)的底部设置内加热器(6)，加热管(5)伸出端设 置外加热器(7)，反应盖(2)下端设有密封圈(8)以便密封U型反应器(l)。
4、 根据权利要求1所述的海绵钛10吨联合还一蒸炉，其特征在于其真 空纤维块(15)由硅酸铝制作。
5、 根据权利要求l的海绵钛10吨联合还一蒸炉，其特征在于其U型反 应器(1)上设有导电装置(17)是由电缆、绝缘垫、绝缘管、联接法兰、导电棒构 成。
全文摘要
一种海绵钛10吨联合还—蒸炉，主要由U型反应器1、反应盖2、炉体16、导电装置17构成，U型反应器的长度与直径之比为2.43，炉体的长度与直径之比为1.94，U型反应器垂直装在炉体内，U型反应器的法兰担在炉体上并由密封圈8对其密封，在U型反应器上端加盖反应盖。用镁还原法生产海绵钛时镁与四氯化钛在反应器中进行还原反应，产生的热量由反应器壁传递到炉镗内，根据温度设置打开出、进风管10堵头并由出风管9排出多余热量。散热根据冷空气对流原理与反应器壁实现热交换。电耗在6500KWh/吨Ti，每吨产品减少了1500-2000多度电，氩气减少了1～2小时的充压时间，产能增加90％，经济效果非常明显。
文档编号C22B34/00GK101435026SQ20081023141
公开日2009年5月20日 申请日期2008年12月8日 优先权日2008年12月8日
发明者孙虎民, 狄伟伟, 陈志强, 鲁同富 申请人:洛阳双瑞万基钛业有限公司