CN113233501A - 熔盐氯化炉底部排盐装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种熔盐氯化炉底部排盐装置，属于钛冶金生产技术领域。包括排盐口砖(2)、钢衬套(3)和堵头(4)，排盐口砖(2)包括连接部(22)和采集部(21)，连接部(22)和采集部(21)包括两平行端面，使排盐口砖(2)为阶梯状；采集部(21)端面上设排盐孔(23)，且排盐孔(23)贯穿排盐口砖(2)；钢衬套(3)一端穿入排盐口砖(2)一端面的排盐孔(23)内，堵头(4)一端穿入钢衬套(3)内并延伸至排盐孔(23)内。通过堵头(4)的开闭实现排盐，疏通排盐孔(23)内凝固的盐更加便捷，封堵排盐孔(23)操作更加安全。解决现有熔盐氯化炉底部排盐孔难疏通，封堵排盐孔的操作困难的问题。

Description

熔盐氯化炉底部排盐装置

技术领域

本发明涉及一种熔盐氯化炉底部排盐装置，属于钛冶金生产技术领域。

背景技术

采用熔盐氯化炉生产四氯化钛的过程中，需每间隔1至3小时从熔盐氯化炉中部排放废盐，以保持熔盐成分的稳定。当熔盐氯化炉底部沉积较多固体杂质时,需从熔盐氯化炉底部排放一部分废盐，固体杂质会随废盐排出炉外；当对熔盐氯化炉中修或大修时，需将熔盐氯化炉内的熔盐全部排放后才能进入熔盐氯化炉内实施检修作业。底部排盐时需从熔盐氯化炉底部排放口排放，由于进行底部排盐作业的频次较低，几个月甚至两三年才执行1次，底部排盐通道内已被凝固的废盐填充满，疏通排盐通道口比较困难；另外，底部排盐口距离熔盐液面高度达到4至6m，底部排盐口处熔盐的静压力达到70至100kPa，封堵底部排盐口时操作难度也比较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有熔盐氯化炉底部排盐孔难疏通，封堵排盐孔的操作困难。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：熔盐氯化炉底部排盐装置，包括排盐口砖、钢衬套和堵头，所述排盐口砖包括连接部和采集部，连接部和采集部均包括两平行设置的端面，使得排盐口砖为阶梯状结构；采集部远离连接部的端面上设置排盐孔，且排盐孔贯穿整个排盐口砖；钢衬套一端穿入排盐口砖一端面的排盐孔内，堵头一端穿入钢衬套内并延伸至排盐孔内。

其中，上述结构中所述连接部和采集部截面均为直角梯形，且采集部的直腰与连接部的直腰连成一体。

其中，上述结构中所述连接部的高大于采集部的高，且采集部的直腰中心与连接部的直腰中心重合。

其中，上述结构中所述连接部和采集部的断面为等腰梯形结构，且连接部和采集部为锥形结构并向采集部端面方向收缩。

其中，上述结构中所述排盐孔沿连接部斜向上设置，且轴线与采集部的平行端面的夹角为5～10°。

其中，上述结构中所述排盐孔为阶梯状的大小头结构，且大端位于连接部内，所述钢衬套为锥形结构，钢衬套小端穿入连接部内的排盐孔内，在钢衬套大端设置有与炉壳连接的连接件。

其中，上述结构中所述钢衬套外壁上至少设置有2至5圈凸棱。

其中，上述结构中所述钢衬套内部通孔为由小至大的阶梯状圆台形。

其中，上述结构中所述堵头一端为锥形结构，且锥形端穿过钢衬套并伸入排盐孔内。

其中，上述结构中所述堵头还包括堵杆和固定板，堵头通过固定板与钢衬套外端的连接件连接。

本发明的有益效果是：本结构使得排盐孔距离熔盐氯化炉底部的距离短，容易疏通排盐孔内凝固的盐，而且容易实施封堵排盐孔，操作安全便捷。本结构的设置方便对熔盐氯化炉底部沉淀物进行排放，有利于熔盐氯化炉连续稳定生产；也可在熔盐氯化炉停炉大修前快速排完炉内熔盐，缩短熔盐氯化炉检修周期，便于连续生产。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1中排盐装置的安装结构示意图；

图3为本发明排盐装置的左视结构示意图；

图4为本发明排盐口砖的剖面结构示意图；

图5为本发明排盐口砖的俯视结构示意图；

图6为本发明排钢衬套的剖面结构示意图。

附图标记：1是炉体，2是排盐口砖，21是采集部，22是连接部，23是排盐孔，24是凹槽，3是钢衬套，31是锥角区，32是过渡区，33是扩大区，34是连接件，35是凸棱，4是堵头，41是堵杆，42是固定板，5是溜管，6是盐罐。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1至图6所示，本发明的熔盐氯化炉底部排盐装置，包括排盐口砖2、钢衬套3和堵头4，所述排盐口砖2包括连接部22和采集部21，连接部22和采集部21均包括两平行设置的端面，使得排盐口砖2为阶梯状结构；采集部21远离连接部22的端面上设置排盐孔23，且排盐孔23贯穿整个排盐口砖2；钢衬套3一端穿入排盐口砖2一端面的排盐孔23内，堵头4一端穿入钢衬套3内并延伸至排盐孔23内。本领域技术人员能够理解的是，本结构位于熔盐熔盐氯化炉炉体1的最底部，其结构包括排盐口砖2、钢衬套3和堵头4，而在实际排放熔盐时将溜管5置于钢衬套3外端下方，溜管5的另一端置于盐罐6开口内，开闭堵头4即可排盐。排盐口砖2起到隔绝熔盐氯化炉1内熔盐、氯气和热量的作用，防止高温熔盐和氯气对钢衬套3和炉壳的腐蚀，所述排盐口砖2材质应能够经受高温熔盐的冲刷和氯气的腐蚀，可选用氟金云母、石墨等材质，具体优选为氟金云母制得。而排盐口砖2采用砌筑的方式砌于炉体1的底端，也即是砌筑在炉体1的底面耐火材料上即可。而排盐口砖2包括连接部22和采集部21，通过在连接部22和采集部21上设置两个上下两平行设置的端面，来实现排盐口砖2的上下端面阶梯布置，主要为了方便将整个排盐口砖2砌筑在熔盐氯化炉11底部的耐火材料内，便于后期在排盐口砖2上砌筑耐火砖；而进一步在采集部21远离连接部22的侧壁上设置排盐孔23，排盐孔23贯穿整个排盐口砖2。排盐孔23作为熔盐氯化炉1内底部熔盐排放的固定通道，排盐孔23设置在排盐口砖2内，进口端设置在采集部21远离连接部22的侧壁上，并穿过采集部21、连接部22与采集部21连接的竖直端面再延伸至连接部22内部。钢衬套3一方面是保护排盐口砖2避免被堵头4损伤，另一方面是缩短排盐口砖2内的排盐孔23长度，便于快速疏通排盐孔23内凝固的盐。可优选钢衬套3呈锥形管结构，组合时可先在钢衬套3外表均匀涂覆上耐火胶泥，增强钢衬套3与连接部22之间的紧密性；在钢衬套3外端通过螺栓与炉体1外壳连接，使钢衬套3的结构牢靠。本机构可优选连接部22和采集部21一体成型，可采用烧结和机加工成形，增加整个排盐口砖2的结构强度。而堵头4主要是为了封堵排盐孔23，故其材质为耐高温和腐蚀的材料制得，实际将堵头4一端穿入钢衬套3内并延伸至排盐孔23内就可实现排盐孔23封堵的目的。

优选的，上述结构中所述连接部22和采集部21截面均为直角梯形，且采集部21的直腰与连接部22的直腰连成一体。本领域技术人员能够理解的是，本结构只是优选连接部22和采集部21截面均为直角梯形结构，采集部21的直腰与连接部22的直腰连接，且位于连接部22的直腰中间处。这样设置使连接部22和采集部21上端面和下端面都形成台阶状，排盐口砖2与其它耐火材料之间形成曲折的接触面，避免氯气从接触面缝隙往外渗漏。熔盐氯化炉炉体1为内砌筑耐火砖的罐体结构，上部呈圆柱形，下部呈倒圆台形，炉内的耐火砖围绕圆周逐层砌筑，为使耐火砖与排盐口砖2更紧密地接触，可进一步优选连接部22直腰所在侧壁高于采集部21上端面和低于采集部21下端面的部位设置为圆弧曲面。采集部21直腰所在侧壁与连接部22的直腰所在侧壁重合共面，便于后续将整个排盐口砖2砌筑在炉体1内。

优选的，上述结构中所述连接部22的高大于采集部21的高，且采集部21的直腰中心与连接部22的直腰中心重合。本领域技术人员能够理解的是，本结构只是优选连接部22的高大于采集部21的高，也即是整个排盐口砖2为大小头结构，同时进一步将采集部21的直腰中心与连接部22的直腰中心重合，使得整个排盐口砖2为阶梯轴结构。

优选的，上述结构中所述连接部22和采集部21的断面为等腰梯形结构，且连接部22和采集部21为锥形结构并向采集部21端面方向收缩。本领域技术人员能够理解的是，本结构优选连接部22和采集部21的横截面均为等腰梯形结构，同时采集部21前后的斜腰与连接部22前后的斜腰分别重合共面，前后斜腰所在面形成一定的夹角，且向采集部21方向收缩，使围绕圆周逐圈砌筑的耐火砖与排盐口砖2更紧密的接触。

优选的，上述结构中所述排盐孔23沿连接部22斜向上设置，且轴线与采集部21的平行端面的夹角为5～10°。本领域技术人员能够理解的是，为了方便炉体1排盐，本结构优选排盐孔23倾斜设置，具体是沿连接部22斜向上设置，同时进一步限定倾斜角度，也即是排盐孔23的轴线与采集部21的平行端面的夹角为5～10°。这种设置以便于操作人员从熔盐氯化炉1外部实施封堵排盐孔23的操作；位于采集部21侧壁上的排盐孔23下边缘与熔盐氯化炉1内部的底面齐平，这样设置的有益效果是使熔盐氯化炉1底部沉积的杂质充分地从排盐孔23排出；进一步优选排盐孔23内径为30-80mm，孔径设置过小，则熔盐不容易流出，孔径设置过大，则熔盐流量过大，不容易封堵排盐孔23，具体可设置为60mm。

优选的，上述结构中所述排盐孔23为阶梯状的大小头结构，且大端位于连接部22内，所述钢衬套3为锥形结构，钢衬套3小端穿入连接部22内的排盐孔23内，在钢衬套3大端设置有与炉壳连接的连接件34。本领域技术人员能够理解的是，为了保证钢衬套3和排盐口砖2的连接紧密，本结构优选排盐孔23为阶梯状的大小头结构，且大端位于连接部22内，也即是连接部22上开设有圆台形结构的凹槽24，凹槽24的尺寸大于排盐孔23，而进一步优选钢衬套3为锥形结构，钢衬套3小端穿入连接部22内的排盐孔23内，在钢衬套3大端设置有与炉壳连接的连接件34，采用锥形面的贴合用于与钢衬套3组合连接紧密。

优选的，上述结构中所述钢衬套3外壁上至少设置有2至5圈凸棱35。本领域技术人员能够理解的是，所述钢衬套3外部锥面上设置至少2至5圈凸棱35，而凸棱35为圆环结构，使钢衬套3与耐火材料之间形成曲折的接触面，避免氯气从钢衬套3与耐火材料之间的缝隙往外渗漏。凸棱35与钢衬套3一体成型，可采用铸造成形，增加整个钢衬套3的结构强度。可优选凸棱35为三圈且沿轴向均匀间隔设置在钢衬套3外壁上。

优选的，上述结构中所述钢衬套3内部通孔为由小至大的阶梯状圆台形。本领域技术人员能够理解的是，由于实际封堵时，需要将堵头4沿钢衬套3穿入排盐孔23，也即是钢衬套3内部的通孔应与排盐口砖2连接部22的排盐孔23连通,为避免安装使堵头4时损伤排盐口砖2，本结构优选钢衬套3内部通孔为由小至大的阶梯状圆台形，进一步可优选钢衬套3内的通孔由小至大包括锥角区31、过渡区32和扩大区33，锥角区31的出口内径比排盐口砖2的排盐孔23内径略小。靠近排盐口砖2的锥角区31用于安装堵头4，堵头4的锥度与锥角区31的锥度相同。封堵排盐口时，为了提高堵头4封堵的有效性性，先在堵头4上密实地缠绕上石棉绳，然后在石棉绳上包覆粘稠度适当的耐火泥，最后将堵头4插入钢衬套3内部的锥角区31。而钢衬套3内的过渡区32锥度相对锥角区31的锥度变大，这样设置主要增大钢衬套3内空间，方便使用清理工具对排出的含较多固相物杂质的熔盐进行清理，钢衬套3内靠近底部法兰34的扩大区33锥度相对过渡区32的锥度变小，这样设置主要避免钢衬套3内的扩大区33开口过大而影响熔盐氯化炉1底部耐火砖的砌筑结构和施工难度。

优选的，上述结构中所述堵头4一端为锥形结构，且锥形端穿过钢衬套3并伸入排盐孔23内。本领域技术人员能够理解的是，为了保证堵头4和排盐孔23紧密贴合实现封堵的目的，本结构优选堵头4为锥形，且将锥形端穿过钢衬套3并伸入排盐孔23内，通过锥形面的接触，实现堵头4封堵排盐孔23，同时在封堵时堵头4更能保证轴向受力。

优选的，上述结构中所述堵头4还包括堵杆41和固定板42，堵头4通过固定板42与钢衬套3外端的连接件34连接。本领域技术人员能够理解的是，由于当堵头4封堵后需要将堵头4固定，本结构故优选堵头4还包括堵杆41和固定板42，堵头4通过固定板42与钢衬套3外端的连接件34连接。连接堵头4的堵杆41通过固定板42与钢衬套3外端的连接件34连接，可优选连接件34为法兰，即固定板42的一端通过螺栓与钢衬套3底部法兰34连接，另一端与堵杆41焊接即可，这样设置的有益效果是确保堵头4封堵后的牢固性，避免堵头4从钢衬套3内的锥角区31脱离，造成熔盐泄漏。

当熔盐氯化炉停炉或炉底沉淀物积聚时，采用本结构的熔盐氯化炉底部排盐装置进行底部排盐的方法，包括如下步骤：

(a)拆卸连接固定板42与钢衬套3外端的连接件34的连接螺栓；

(b)取下堵头4，采用烧红的细钢钎熔化或用钻杆钻出排盐孔23内凝固的盐，使熔盐氯化炉1内的熔盐从排盐孔23流出，并顺着溜管5进入盐罐6内；

(c)当盐罐6内装满盐后，用包覆上耐火泥的堵头4插入排盐孔23内；

(d)如需恢复生产，则用螺栓将堵杆41上的固定板42连接到钢衬套3上，并用压缩空气冷却堵头4周围的锥角区31，防止熔盐从堵头4周围的缝隙往外渗漏；如需继续进行底部排盐，则重新更换一个空的盐罐6，并重复步骤b和c即可。

Claims (10)

1.熔盐氯化炉底部排盐装置，其特征在于：包括排盐口砖(2)、钢衬套(3)和堵头(4)，所述排盐口砖(2)包括连接部(22)和采集部(21)，连接部(22)和采集部(21)均包括两平行设置的端面，使得排盐口砖(2)为阶梯状结构；采集部(21)远离连接部(22)的端面上设置排盐孔(23)，且排盐孔(23)贯穿整个排盐口砖(2)；钢衬套(3)一端穿入排盐口砖(2)一端面的排盐孔(23)内，堵头(4)一端穿入钢衬套(3)内并延伸至排盐孔(23)内。

2.根据权利要求1所述的熔盐氯化炉底部排盐装置，其特征在于：所述连接部(22)和采集部(21)截面均为直角梯形，且采集部(21)的直腰与连接部(22)的直腰连成一体。

3.根据权利要求2所述的熔盐氯化炉底部排盐装置，其特征在于：所述连接部(22)的高大于采集部(21)的高，且采集部(21)的直腰中心与连接部(22)的直腰中心重合。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的熔盐氯化炉底部排盐装置，其特征在于：所述连接部(22)和采集部(21)的断面为等腰梯形结构，且连接部(22)和采集部(21)为锥形结构并向采集部(21)端面方向收缩。

5.根据权利要求1所述的熔盐氯化炉底部排盐装置，其特征在于：所述排盐孔(23)沿连接部(22)斜向上设置，且轴线与采集部(21)的平行端面的夹角为5～10°。

6.根据权利要求1所述的熔盐氯化炉底部排盐装置，其特征在于：所述排盐孔(23)为阶梯状的大小头结构，且大端位于连接部(22)内，所述钢衬套(3)为锥形结构，钢衬套(3)小端穿入连接部(22)内的排盐孔(23)内，在钢衬套(3)大端设置有与炉壳连接的连接件(34)。

7.根据权利要求1或6所述的熔盐氯化炉底部排盐装置，其特征在于：所述钢衬套(3)外壁上至少设置有2至5圈凸棱(35)。

8.根据权利要求1所述的熔盐氯化炉底部排盐装置，其特征在于：所述钢衬套(3)内部通孔为由小至大的阶梯状圆台形。

9.根据权利要求1所述的熔盐氯化炉底部排盐装置，其特征在于：所述堵头(4)一端为锥形结构，且锥形端穿过钢衬套(3)并伸入排盐孔(23)内。

10.根据权利要求1所述的熔盐氯化炉底部排盐装置，其特征在于：所述堵头(4)还包括堵杆(41)和固定板(42)，堵头(4)通过固定板(42)与钢衬套(3)外端的连接件(34)连接。

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