CN104310465A - 一种用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体及其制作方法，壳体内壁上、沿壳体轴向方向设置有多个安装组件，壳体内壁上和安装组件上涂覆有水玻璃、辉绿岩粉和硅氟酸钠制成的防腐层；该防腐层上设有隔热保温浇注层，所有的安装组件均与该隔热保温浇注层固接，隔热保温浇注层的表面粘附有由硅藻土砖砌筑而成的隔热保温墙；隔热保温墙的内壁上粘附有耐火防腐蚀浇注层，耐火防腐蚀浇注层的表面粘附有由免烧砖砌筑而成的耐火耐腐蚀墙。本发明可以提高炉体的使用寿命和检修周期，降低生产成本，防止烟气泄露污染环境，保证工厂的工作环境和工人的安全。

Description

一种用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体及其制作方法

技术领域

    本发明属于四氯化钛生产技术领域，涉及一种氯化炉炉体，具体涉及一种用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体；本发明还涉及一种该氯化炉炉体的制作方法。 

背景技术

在沸腾氯化炉中发生的氯化反应是，将高钛渣或金红石在一定温度下与氯气在活性碳还原及催化作用下发生化学反应，生成四氯化钛烟气及其他产物。在沸腾氯化中，高钛渣或金红石的加碳氯化反应为放热反应，当温度达到反应温度后氯化反应就可以靠产生的反应热进行，且炉型越大越易达到反应热温度。在实际生产中，随着沸腾氯化炉的大型化，其腐蚀速度也在加快，一旦耐火层被腐蚀后就会出现炉体穿孔冒烟的现象，严重的还会造成重大环境和安全事故。沸腾段为氯化炉的主要反应段，温度高达1000℃以上，且物料在此段不断翻转形成沸腾状，对耐火层的冲刷非常严重，因此沸腾段最容易受到腐蚀。同时氯化反应对温度要求较高，温度越高越有利于反应进行，但高温氯气腐蚀性较强，沸腾段的防腐与隔热就显得较为重要。目前，沸腾氯化炉的炉体只采用耐火浇注料，而耐火浇注料主要成分为氧化钙、氧化镁在高温下会与氯气发生反应，虽然耐高温性能较好但耐高温氯气腐蚀和烟气冲刷的作用较差，浇注料层出现损坏之后整个炉体就需要大修，导致生产作业率较低，检修难度大；如何提高炉内衬的耐腐蚀、耐冲刷及耐高温性，合理使用耐火材料，从而获得更长的炉寿命和检修周期已经成为沸腾氯化工艺中亟待解决的技术问题。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种使用寿命和检修周期长的用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体，从而降低成本，防止环境物质和安全事故的发生。 

本发明的另一个目的是提供一种上述耐高温耐腐蚀炉体的制作方法。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是： 

一种用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体，包括壳体，该壳体内壁上、沿壳体轴向方向设置有多个安装组件，壳体内壁上和安装组件上涂覆有水玻璃、辉绿岩粉和硅氟酸钠制成的防腐层；该防腐层上设有隔热保温浇注层，所有的安装组件均与该隔热保温浇注层固接，隔热保温浇注层的表面粘附有由硅藻土砖砌筑而成的隔热保温墙；隔热保温墙的内壁上粘附有耐火防腐蚀浇注层，耐火防腐蚀浇注层的表面粘附有由免烧砖砌筑而成的耐火耐腐蚀墙。

进一步地，所述每个安装组件均有多个锚固件组成，各个安装组件中的多个锚固件均布固接在壳体内壁的同一圆周上。 

进一步地，所述锚固件采用直径为10㎜，长度为100㎜的钢筋制成，同一安装组件中相邻两个锚固件之间的距离为300㎜，锚固件的锚杆与壳体固接，锚固件的锚爪朝向壳体内壁圆周的中心。 

进一步地，所述隔热保温浇注层由高强轻质浇注料浇筑而成。 

进一步地，所述耐火防腐蚀浇注层由高铝质低水泥浇注料浇筑而成。 

本发明采用的另一个技术方案是： 

该制作方法具体按以下步骤进行：

    a.用直径为10㎜，长度为100㎜的钢筋制成锚固件，将多个锚固件固接在壳体内壁，在壳体内壁形成多个垂直于壳体内壁轴线的安装组件，同一安装组件由若干个锚固件组成，锚固件的锚杆与壳体内壁固结；

b.切割打磨壳体内壁焊接处及锚固件与壳体的焊接处遗留的焊瘤等杂物后机械除锈；

c. 按质量分数为47.6%的水玻璃，47.6%的辉绿岩粉，4.8%的硅氟酸钠，配比稀释后，均匀涂刷在壳体内壁、锚固件表面及壳体和锚固件的结合处形成防腐层；涂刷5层，且当前一层干燥后涂刷第二层，每层的厚度为1mm；

d.待防腐层干燥后，在该防腐层上设有隔热保温浇注层，浇筑之前，按壳体尺寸支护模板，将高强轻质浇注料浇筑在模板与防腐层之间，且应整体连续施工、捣打均匀，并保证锚杆件固定在隔热保温浇注层内，24小时后脱模，养护温度为15~25℃，养护7天；

e.在隔热保温浇注层的表面砌筑隔热保温墙，该隔热保温墙由硅藻土砖砌筑而成，养护温度为15~25℃，养护3天；

f.在隔热保温墙的内壁上粘附有耐火防腐蚀浇注层，浇筑之前，按壳体尺寸支护模板，将高铝质低水泥浇注料浇筑在模板与隔热保温墙之间，且应整体连续施工、捣打均匀，24小时后脱模，养护温度为15~25℃，养护7天；

g.在耐火防腐蚀浇注层的表面砌筑耐火耐腐蚀墙，该耐火耐腐蚀墙由免烧砖砌筑而成，养护温度为15~25℃，养护3天；

h.对炉体进行烘烤，从20℃开始对炉体进行烘烤，每小时升高温度20℃，温度升高到100℃、200℃、300℃时，恒温烘烤4小时，温度升高到400℃、480℃、560℃时，恒温烘烤5小时，温度升高到620℃、680℃、740℃时，恒温烘烤6小时，温度升高到780℃、820℃、860℃时，恒温烘烤7小时，温度升高到880℃、900℃、920℃时，恒温烘烤8小时，温度升高到940℃、960℃、980℃时，恒温烘烤9小时，温度升高到1000℃时，恒温烘烤10小时，烘烤完毕，从而制成用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体。。

进一步地，所述步骤b中，壳体内壁处理后，达到除锈等级St2和表面粗糙度Ra12.5~ Ra6.3。 

进一步地，所述隔热保温墙砌筑所用的粘合剂包括质量分数为70%的硅藻土粉和30%的耐火粘土。 

进一步地，所述耐火耐腐蚀墙砌筑所用的粘合剂为高铝质耐火泥。 

本发明的有益效果是： 

本发明炉体对壳体内壁焊接处及锚固件与壳体的焊接处遗留的焊瘤等杂物后机械除锈，确保了壳体内壁和锚固件的洁净度和粗糙度，保证防腐层能够稳固附着；壳体内壁及安装组件上涂覆有防腐层，防止烟气腐蚀壳体和锚固件，且防腐层依次涂刷5层，从而形成5毫米厚的防腐层，防止防腐层出现断层；本发明通过锚固件将隔热保温浇注层与壳体相固接，从而加强炉体的稳固性，防止加热膨胀使隔热保温浇注层与壳体脱落，使炉体损坏，烟气泄露、污染环境；在防腐层上浇筑一层隔热保温浇注层，起到隔热保温的目的，保证反应温度，同时，防止热量过高使壳体发生膨胀，破坏防腐层，且隔热保温浇注层为一体浇筑成型，可弥补成型材料在砌筑时形成砖缝不严密的情况，从而导致烟气通过砖缝渗透到外壁造成泄漏事故；在隔热保温浇注层的表面砌筑有隔热保温墙，可以进一步起到隔热保温的目的，保证反应温度，同时，由于隔热保温浇注层是通过浇筑而成，其抗震性较差，故在隔热保温浇注层的表面砌筑一层隔热保温墙，由于隔热保温墙是由分块砌筑而成，结合缝可以在炉内温度变化较为剧烈的情况下起到抗热胀冷缩的作用，增强其抗震能力，防止热涨破坏隔热保温浇注层，隔热保温浇注层和隔热保温墙相互配合，保证隔热保温的同时，增加其抗震性，从而保证炉体的使用寿命；在隔热保温墙的内壁上浇筑有耐火防腐蚀浇注层，其耐高温氯气腐蚀性较好，该耐火防腐蚀浇注层一体浇筑成型，可以防止成型耐火防腐材料在砌筑时形成砖缝不严密，从而导致氯气通过砖缝渗透到外壁造成泄漏事故的发生；在耐火防腐蚀浇注层的表面砌筑耐火耐腐蚀墙，可以进一步起到耐高温氯气腐蚀的作用，同时，由于耐火防腐蚀浇注层是通过浇筑而成，其抗震性较差，故在耐火防腐蚀浇注层的表面砌筑一层耐火耐腐蚀墙，由于耐火耐腐蚀墙是由分块砌筑而成，结合缝可以在炉内温度变化较为剧烈的情况下起到抗热胀冷缩的作用，增强其抗震能力，从而进一步保证炉体的使用寿命。

本发明的由内到外依次设有耐火耐腐蚀墙、耐火防腐蚀浇注层、隔热保温墙、隔热保温浇注层、防腐层，耐火耐腐蚀墙和耐火防腐蚀浇注层相互配合，可以抵御物料和火焰的冲刷，同时，对烟气具有抗腐蚀性，可以将烟气封闭在炉体内，防止烟气泄露出腐蚀隔热保温墙和隔热保温浇注层，继而防止烟气破坏隔热保温墙和隔热保温浇注层；隔热保温墙和隔热保温浇注层相互配合，起到隔热保温的作用，保证炉体内的反应温度，从而使反应速度加快，降低生产成本，同时，隔热保温墙和隔热保温浇注层将热量积聚在炉体内，使炉体外的温度并不高，从而防止壳体高温变形，继而由于壳体变形造成防腐层损坏。本发明的耐火耐腐蚀墙、耐火防腐蚀浇注层、隔热保温墙、隔热保温浇注层及防腐层相互配合，相辅相成，从而提高炉体的使用寿命和检修周期，降低生产成本，防止烟气泄露污染环境，保证工厂的工作环境和工人的安全。 

在本发明中，防腐层是由47.6%的水玻璃，47.6%的辉绿岩粉，4.8%的硅氟酸钠混合稀释制成，可以有效起到防止氯气腐蚀的目的；隔热保温浇注层由高强轻质浇注料浇筑而成，可以较好的起到保温作用，防止炉体的热量散失，同时，还可以起到隔热作用能有效降低周围操作环境的温度；隔热保温墙由硅藻土砖砌筑而成，硅藻土砖具有很好的保温作用，并可以承受热面温度约为1000℃，且砌筑隔热保温墙所用的粘合剂为70%的硅藻土粉和30%的耐火粘土，硅藻土粉和耐火粘土也具有耐高温性和保温性，从而使隔热保温墙砌筑更坚固，隔热保温性更好；耐火防腐蚀浇注层由高铝质低水泥浇注料浇筑而成，高铝质低水泥浇注料所包含的三氧化二铝在高温下与氯气较难反应，能很好的起到耐火防腐蚀的作用，从而能够有效保护隔热保温墙和隔热保温浇注层，防止隔热保温墙和隔热保温浇注层被高温氯气腐蚀；耐火耐腐蚀墙由免烧砖砌筑而成，免烧砖中所包含的三氧化二铝和二氧化硅在高温下与氯气较难反应，能很好的起到耐火防腐蚀的作用，耐火耐腐蚀墙是砌筑而成，在维修时，只需要重新砌筑即可，降低了检修难度和成本，且缩短了维修时间，且砌筑耐火耐腐蚀墙所用的粘合剂为高铝质耐火泥，也具有很好的耐火防腐蚀的作用；本发明对炉体按照不同的烘烤温度需要不同的烘烤时间进行烘烤，除去炉体中的水分，增加其热震性，使炉体内的结构更加稳定，延伸炉体的使用寿命，且本发明中逐渐进行升温，防止升温过快，损坏炉体。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

图2为本发明的竖向剖视图。 

图中：1.壳体    2.隔热保温浇注层    3.隔热保温墙    4.耐火防腐蚀浇注层    5.耐火耐腐蚀墙。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。 

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种如图所示的用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体，包括壳体1，该壳体1内壁上、沿壳体轴向方向设置有多个安装组件，每个安装组件均有多个锚固件组成，各个安装组件中的多个锚固件均布固接在壳体内壁的同一圆周上；所述锚固件采用直径为10㎜，长度为100㎜的钢筋制成，同一安装组件中相邻两个锚固件之间的距离为300㎜，锚固件的锚杆与壳体固结，锚固件的锚爪朝向壳体内壁圆周的中心。壳体1内壁上和安装组件上涂覆有质量分数为47.6％的水玻璃、47.6％的辉绿岩粉和4.8％硅氟酸钠制成的防腐层；该防腐层上设有隔热保温浇注层2，该隔热保温浇注层2由高强轻质浇注料浇筑而成，该高强轻质浇注料的理化指标按冶金行业标准YB369-63中牌号NF-40的规定执行；隔热保温浇注层2的表面粘附有由硅藻土砖砌筑而成的隔热保温墙3，砌筑隔热保温墙所用的粘合剂是由质量分数为70%的硅藻土粉和30%的耐火粘土混合稀释而成；所有的安装组件均与隔热保温浇注层2固接；隔热保温墙3的内壁上粘附有耐火防腐蚀浇注层4，耐火防腐蚀浇注层4由高铝质低水泥浇注料浇筑而成；耐火防腐蚀浇注层4的表面粘附有由免烧砖砌筑而成的耐火耐腐蚀墙5，砌筑耐火耐腐蚀墙5所用的粘合剂为高铝质耐火泥。 

本发明还提供了一种上述用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体的制作方法，该制作方法具体按以下步骤进行： 

    a. 用直径为10㎜，长度为100㎜的钢筋制成锚固件，将多个锚固件固接在壳体内壁，在壳体内壁形成多个垂直于壳体内壁轴线的安装组件，同一安装组件由若干个锚固件组成，锚固件的锚杆与壳体内壁固结，同一安装组件中相邻两个锚固件之间的距离为300㎜。

b.切割打磨壳体内壁焊接处及锚固件与壳体的焊接处遗留的焊瘤等杂物后机械除锈，使壳体内壁处理后，达到除锈等级St2和表面粗糙度Ra12.5~ Ra6.3； 

c. 按质量分数为47.6%的水玻璃，47.6%的辉绿岩粉，4.8%的硅氟酸钠，配比稀释后，均匀涂刷在壳体内壁、锚固件表面及壳体和锚固件的结合处形成防腐层；涂刷5层，且当前一层干燥后涂刷第二层，每层的厚度为1mm；

d.待防腐层干燥后，在该防腐层上设有隔热保温浇注层，浇筑之前，按壳体尺寸支护模板，将高强轻质浇注料浇筑在模板与防腐层之间使其浇筑形成成115㎜厚的隔热保温浇注层，且应整体连续施工、捣打均匀，并保证锚杆件固定在隔热保温浇注层内，24小时后脱模，养护温度为15~25℃，养护7天；

e. 在隔热保温浇注层的表面砌筑114㎜厚的隔热保温墙，该隔热保温墙由硅藻土砖砌筑而成，且砌筑隔热保温墙所用的粘合剂是由质量分数为70%的硅藻土粉和30%的耐火粘土混合稀释而成，该粘合剂形成的粘合剂层的厚度为3㎜，养护温度为15~25℃，养护3天；

f.在隔热保温墙的内壁上粘附有耐火防腐蚀浇注层，浇筑之前，按壳体尺寸支护模板，将高铝质低水泥浇注料浇筑在模板与隔热保温墙之间使其浇筑形成252㎜厚的耐火防腐蚀浇注层，且应整体连续施工、捣打均匀，24小时后脱模，养护温度为15~25℃，养护7天；

g. 在耐火防腐蚀浇注层的表面砌筑300㎜厚的耐火耐腐蚀墙，该耐火耐腐蚀墙由免烧砖砌筑而成，且砌筑耐火耐腐蚀墙所用的粘合剂为高铝质耐火泥，该高铝质耐火泥的理化指标按国标GB2994-82中牌号LF-60的规定执行，该粘合剂形成的粘合剂层的厚度为3㎜；养护温度为15~25℃，养护3天； 

h.对炉体进行烘烤，从20℃开始对炉体进行烘烤，每小时升高温度20℃，温度升高到100℃、200℃、300℃时，恒温烘烤4小时，温度升高到400℃、480℃、560℃时，恒温烘烤5小时，温度升高到620℃、680℃、740℃时，恒温烘烤6小时，温度升高到780℃、820℃、860℃时，恒温烘烤7小时，温度升高到880℃、900℃、920℃时，恒温烘烤8小时，温度升高到940℃、960℃、980℃时，恒温烘烤9小时，温度升高到1000℃时，恒温烘烤10小时，烘烤完毕，从而制成用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体。。 

经试验，该沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体的检修周期为1年，而现有沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体的检修周期为60天，且检修难度大，时间长，而本发明容易检修且费时短；本发明可以提高炉体的使用寿命和检修周期，降低生产成本，防止烟气泄露污染环境，保证工厂的工作环境和工人的安全。 

Claims (9)

1.一种用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体，包括壳体，其特征在于：该壳体内壁上、沿壳体轴向方向设置有多个安装组件，壳体内壁上和安装组件上涂覆有水玻璃、辉绿岩粉和硅氟酸钠制成的防腐层；该防腐层上设有隔热保温浇注层，所有的安装组件均与该隔热保温浇注层固接，隔热保温浇注层的表面粘附有由硅藻土砖砌筑而成的隔热保温墙；隔热保温墙的内壁上粘附有耐火防腐蚀浇注层，耐火防腐蚀浇注层的表面粘附有由免烧砖砌筑而成的耐火耐腐蚀墙。

2.根据权利要求1所述的一种用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体，其特征在于：所述每个安装组件均有多个锚固件组成，各个安装组件中的多个锚固件均布固接在壳体内壁的同一圆周上。

3.根据权利要求1所述的一种用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体，其特征在于：所述锚固件采用直径为10㎜，长度为100㎜的钢筋制成，同一安装组件中相邻两个锚固件之间的距离为300㎜，锚固件的锚杆与壳体固接，锚固件的锚爪朝向壳体内壁圆周的中心。

4.根据权利要求1所述的一种用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体，其特征在于：所述隔热保温浇注层由高强轻质浇注料浇筑而成。

5.根据权利要求1所述的一种用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体，其特征在于：所述耐火防腐蚀浇注层由高铝质低水泥浇注料浇筑而成。

6.一种权利要求1所述用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体的制作方法，其特征在于：该制作方法具体按以下步骤进行：

    a.用直径为10㎜，长度为100㎜的钢筋制成锚固件，将多个锚固件固接在壳体内壁，在壳体内壁形成多个垂直于壳体内壁轴线的安装组件，同一安装组件由若干个锚固件组成，锚固件的锚杆与壳体内壁固结；

b.切割打磨壳体内壁焊接处及锚固件与壳体的焊接处遗留的焊瘤等杂物后机械除锈；

c. 按质量分数为47.6%的水玻璃，47.6%的辉绿岩粉，4.8%的硅氟酸钠，配比稀释后，均匀涂刷在壳体内壁、锚固件表面及壳体和锚固件的结合处形成防腐层；涂刷5层，且当前一层干燥后涂刷第二层，每层的厚度为1mm；

d.待防腐层干燥后，在该防腐层上设有隔热保温浇注层，浇筑之前，按壳体尺寸支护模板，将高强轻质浇注料浇筑在模板与防腐层之间，且应整体连续施工、捣打均匀，并保证锚杆件固定在隔热保温浇注层内，24小时后脱模，养护温度为15~25℃，养护7天；

e.在隔热保温浇注层的表面砌筑隔热保温墙，该隔热保温墙由硅藻土砖砌筑而成，养护温度为15~25℃，养护3天；

f.在隔热保温墙的内壁上粘附有耐火防腐蚀浇注层，浇筑之前，按壳体尺寸支护模板，将高铝质低水泥浇注料浇筑在模板与隔热保温墙之间，且应整体连续施工、捣打均匀，24小时后脱模，养护温度为15~25℃，养护7天；

g.在耐火防腐蚀浇注层的表面砌筑耐火耐腐蚀墙，该耐火耐腐蚀墙由免烧砖砌筑而成，养护温度为15~25℃，养护3天；

h.对炉体进行烘烤，从20℃开始对炉体进行烘烤，每小时升高温度20℃，温度升高到100℃、200℃、300℃时，恒温烘烤4小时，温度升高到400℃、480℃、560℃时，恒温烘烤5小时，温度升高到620℃、680℃、740℃时，恒温烘烤6小时，温度升高到780℃、820℃、860℃时，恒温烘烤7小时，温度升高到880℃、900℃、920℃时，恒温烘烤8小时，温度升高到940℃、960℃、980℃时，恒温烘烤9小时，温度升高到1000℃时，恒温烘烤10小时，烘烤完毕，从而制成用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体。

7.根据权利要求6所述的一种用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体的制作方法，其特征在于：所述步骤b中，壳体内壁处理后，达到除锈等级St2和表面粗糙度Ra12.5~ Ra6.3。

8.根据权利要求6所述的一种用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体的制作方法，其特征在于：所述隔热保温墙砌筑所用的粘合剂包括质量分数为70%的硅藻土粉和30%的耐火粘土。

9.根据权利要求6所述的一种用于沸腾氯化炉的耐高温耐腐蚀炉体的制作方法，其特征在于：所述耐火耐腐蚀墙砌筑所用的粘合剂为高铝质耐火泥。