CN102230092A - 一种镁还原法生产海绵钛的还原蒸馏装置 - Google Patents

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沈俊宇
施平安
翁启钢
蔡增新
谭墨书
毛业桥
曹海国
陆平
向芳芳
王再军
刘方明
张学华
王邦兴
杨军
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Abstract

一种镁还原法生产海绵钛的还原蒸馏装置，主要由加热炉、反应器等组成，在加热炉的周向对称设置强制通风散热装置，设在反应带处，其特征在于所术的强制通风散热装置的上部设有2个以上的出风管，在加热炉强制通风散热装置下部设有隔热装置。本发明强化了海绵钛单炉产能大型化还原生产过程的散热能力，使平均反应料速提高120kg/h，同时解决了还原过程中因加热炉上部强制通风散热而使下部加热、保温段热量损失问题，从而降低了还原过程中加热炉的送电频率，使吨钛电能消耗降低，大幅节约生产成本。

Description

一种镁还原法生产海绵钛的还原蒸馏装置
技术领域
本发明属于海绵钛生产技术领域，特别涉及镁还原法生产海绵钛过程中用的还原蒸馏装置。
背景技术
目前国内外均采用镁还原法（即Kroll法）工业化生产海绵钛。镁热还原法生产海绵钛，是在氩气保护下，向钢制反应器内加入液态四氯化钛与一次性加入的熔融金属镁进行反应，生成海绵钛和氯化镁，海绵钛经真空蒸馏提纯后得到成品海绵钛的过程。
镁还原四氯化钛的反应是一个强烈的放热反应，反应产生的热量一部分用于维持熔体所需温度，以保证反应正常进行，剩余热量则要不断排除，否则温度升高会使反应器壁超温，增加铁向还原体系的扩散程度，使产品铁含量增加；温度过高，会使海绵钛烧结，造成海绵钛结构致密，影响产品质量。还原生产中料速较大时反应带温度升高，为维持反映带温度正常，须通过降低四氯化钛加料速度来降低反应带温度，加热炉散热能力不高制约了加料速度的提高，特别对大型化加热炉更是如此。故强制散热成为海绵钛还原生产工艺控制的重点之一。另在还原生产过程中，还原生成的固体海绵钛和熔体氯化镁沉积在反应器的底部，熔体镁因密度较钛、氯化镁小而浮在熔体氯化镁之上，为了定期将部分熔体氯化镁排出，且使排放过程不夹带镁，须保证熔体氯化镁和镁分层良好，故加热炉中下部要送电，以对反应器中下部需要进行加热、保温。还原生产中为排除反应产生的多余热量，对反应带采取强制通风散热，为避免强制鼓入炉内的空气窜至反应器中下部产生热交换将该处热量带走，从而增加加热炉中下部的送电频率，提出在加热炉装置上部采取风管（带）进行强制散热，以提高还原生产能力，在加热炉中下部用特质材料隔热板人为地将还蒸炉分为上、下段：上段进行强制通风散热，下段进行加热、保温，最终使散热效果得以强化，同时降低加热炉还原过程中的送电频率，从而降低吨钛电能消耗和生产成本。故必要的隔热同样为海绵钛还原生产工艺控制的另一重点。
 
发明内容
本发明的目的在于解决海绵钛单炉产能大型化还原生产过程中四氯化钛平均加料速度不高，反应器中反应带需散热而中下部加热、保温的问题，提供一种镁还原法生产海绵钛的还原蒸馏装置，以提高热量的综合利用率，降低能耗，节约生产成本。
一种镁还原法生产海绵钛的还原蒸馏装置，主要由加热炉、反应器等组成，在加热炉上设置强制通风散热装置，设在反应带处，在强制通风散热装置的上部设有2个以上的出风管，在强制通风散热装置下部设有隔热装置。这样便实现了还原过程中对反应器的反应带进行强制通风散热，而下部进行保温的目的。
在本发明的还原蒸馏装置中的强制通风散热装置由风管、通风机、调频器、软管组成，风管管口与加热炉耐火材料外沿平齐；隔热装置由隔热插板、隔热密封垫、固定板组成，固定板焊接在加热炉炉体上，隔热插板安装在加热炉体上，隔热插板与隔热密封垫通过法兰连接。
本发明具有如下优点：（1）反应带采取强制通风散热，散热能力大为提高，使还原加料速度得以提高，平均料速较自然通风散热提高120kg/h；（2）加热炉与反应器壁之间空隙的上部分由于强制散热而产生的热空气因特质材料隔热板的作用不再窜到下部而直接通过出风管排出；（3）加热炉与反应器之间空隙的下部由于有隔热装置的保温作用，从而降低了加热炉还原过程的送电频率，达到降低电能消耗和生产成本的目的。
附图说明
图1为本发明的还蒸炉装置示意图。
图中：1-加热炉、2-隔热装置、3-隔热插板、4-隔热密封垫、5-固定板、6-强制通风散热装置、7-调频器、8-通风机、9-软管、10-风管、11-出风管、12-反应器。
具体实施方式
一种镁还原法生产海绵钛的还原蒸馏装置主要由加热炉1、反应器12等组成，在加热炉1上设置强制通风散热装置6，设在反应带处，在加热炉强制通风散热装置6的上部设有2个以上的出风管11、在加热炉强制通风散热装置6下部设有隔热装置2。
在本发明中可设置2套以上的强制通风散热装置6均布在加热炉周向上，每套强制通风散热装置6由风管10、通风机8、调频器7、软管9组成，风管10管口与加热炉1耐火材料外沿平齐。
在本发明中隔热装置2由隔热插板3、隔热密封垫4、固定板5组成，固定板5焊接在加热炉1炉体上，隔热插板3沿加热炉周向至少是2块，并设在固定板5之间，隔热插板3与隔热密封垫4通过法兰连接。
还原生产时，镁与四氯化钛在反应器12中进行，反应产生的热量在反应器12内自里向外传递到达反应器12壁，打开出风管11，启动调频器7运行通风机8，在通风机8的作用下，空气经软管9、风管10进入加热炉1内壁与反应器12之间，通过出风管11将反应产生的热量排出。
强制通风散热作业启动同时，将隔热插板3推进抵拢反应器12壁，用法兰连接好隔热密封垫4与隔热插板3达到密封作用，加热炉1的隔热插板3以下部分根据生产需要进行送电控温。
还原结束后将出风管11封闭，断开软管9与风管9连接法兰，将进风口封闭；同时将隔热插板3退出，用法兰连接好隔热密封垫4与隔热插板3达到密封作用，以维持蒸馏过程加热炉1与反应器12之间的真空度。
在本发明中，可在加热炉1的周向均布2套以上的强制通风散热装置6，以进一步增加散热效果。

Claims (4)

1.一种镁还原法生产海绵钛的还原蒸馏装置，主要由加热炉（1）、反应器（12）等组成，在加热炉（1）上设置强制通风散热装置（6），设在反应带处，其特征在于所术的强制通风散热装置（6）的上部设有2个以上的出风管（11），在加热炉强制通风散热装置（6）下部设有隔热装置（2）。
2.根据权利要求1所述的还原蒸馏装置，其特征在于所述的强制通风散热装置6由风管（10）、通风机（8）、调频器（7）、软管（9）组成，风管10管口与加热炉1耐火材料外沿平齐。
3.根据权利要求2所述的还原蒸馏装置，其特征在于所述的强制通风散热装置（6）为2套以上，并均布在加热炉周向上。
4.根据权利要求1或2或3所述的还原蒸馏装置，其特征在于所述的隔热装置（2）由隔热插板（3）、隔热密封垫（4）、固定板（5）组成，固定板（5）焊接在加热炉（1）炉体上，隔热插板(3)沿加热炉周向至少是(2)块，并设在固定板(5)之间，隔热插板(3)与隔热密封垫(4)通过法兰连接。
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