專利名稱：一種用于制取海綿鈦的氣化加料裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種有色金屬冶煉裝備領域技術，特別是一種用于制取海綿鈦的氣化加料裝置。
背景技術：
海綿鈦是鈦合金熔煉中的初級原材料，目前工業(yè)上生產(chǎn)海綿鈦的主要方法是 Kroll法，該方法是首先利用Mg與TiCl4的還原反應生成Ti，然后通過真空蒸餾除去過量的Mg、反應產(chǎn)物MgCl2和少量鈦氯化物，最后得到海綿狀的鈦坨。大型10噸還原蒸餾爐是Kroll法生產(chǎn)海綿鈦的主要爐型，但在生產(chǎn)中該爐型生產(chǎn)的海綿鈦存在中心局部過熱、海綿化率低、鈦塊致密難以破碎的問題。而通過改變加料方式是當前國內(nèi)外減少鈦坨中心局部燒結的一個重要舉措。申請?zhí)枮?006201337M. 5的中國專利介紹了一種鎂法生產(chǎn)海綿鈦的四氯化鈦氣化裝置，該裝置基本原理是利用熔融金屬液鎂的熱量使四氯化鈦充分氣化后再與鎂均勻的發(fā)生反應。該實用新型雖然一定程度的緩解了液態(tài)四氯化鈦在反應器中心部位與金屬鎂劇烈反應，有利于海綿鈦的產(chǎn)品質量的提高， 但是在實際使用過程中仍然存在以下問題(1) 一定料速情況下，由于傳熱時間短，不能提供TiCl4完全氣化所需的熱量，因此氣化程度低；(2)加料裝置部分插入到Mg熔體中，加上加料過程中液面的上升，加料管孔容易被生成的鈦塊堵塞；(3)加料裝置靠近反應帶中心位置，加料管端部會熔化，不僅造成狗含量超標，而且失去了氣化效果。因此該實用新型在實際推廣中有一定難度。此外申請?zhí)枮?0061005U91. 2的中國專利涉及的一種鎂法生產(chǎn)海綿鈦的四氯化鈦加料方法，該方法的基本原理是在四氯化鈦輸送加料管道進入反應器前設有一外加熱裝置，液態(tài)的四氯化鈦在經(jīng)過這一外加熱裝置時，被加熱至沸點溫度以上并氣化，再經(jīng)四氯化鈦加料管加入到反應器內(nèi)，氣態(tài)的四氯化鈦與金屬液鎂均勻接觸進行還原反應。采用該方法雖然可以使四氯化鈦充分氣化，但是有一個重要缺點，就是由于TiCl4完全氣化需要大量的熱，而采用外加熱源氣化四氯化鈦實際增加了反應爐的散熱負荷，在散熱負荷一定的情況下，不僅增加了能源消耗，還限制了料速的提高，延長了還原周期。申請?zhí)枮?00610051187. 3的中國專利涉及的一種鎂法生產(chǎn)海綿鈦的四氯化鈦氣化方法，其中提到利用旋流噴嘴形成微小霧滴噴射到金屬鎂之上，進行還原反應，該專利認為四氯化鈦氣化后，反應器內(nèi)的還原反應均勻地進行，不會出現(xiàn)熱量聚積的狀況，從而保證了海綿鈦的產(chǎn)品質量。但該專利實際使用過程中，僅使用旋流噴嘴并不能四氯化鈦完全散開，且由于噴嘴和管道的阻力，料速上限受到較大限制。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于制取海綿鈦的氣化加料裝置，利用該裝置可以使得TiCl4充分氣化，同時可以避免其他氣化加料裝置所存在的問題，這些問題包括四氯化鈦不能完全散開，氣化程度低；采用外加熱源氣化四氯化鈦增加了反應爐的散熱負荷，也不利于節(jié)能；加料管孔容易堵塞，且易在高溫下熔化燒蝕，從而失去氣化效
^ ο為了實現(xiàn)解決上述技術問題的目的，本實用新型采用了如下技術方案一種用于制取海綿鈦的氣化加料裝置，特征在于氣化加料裝置為敞口盤狀結構， 底面由圓形金屬板制成，在圓形金屬板周圍焊接上3 — 6個同心圓環(huán)形的金屬環(huán)板，并且外側的環(huán)板高度比內(nèi)側的環(huán)板高度高；氣化加料裝置位于在反應器內(nèi)高溫反應液面上方的大蓋底板上，由拉桿與大蓋底板固定。進一步的，本專利的一種用于制取海綿鈦的氣化加料裝置，在氣化加料裝置的徑向方向上焊接有筋板。更進一步的，筋板的數(shù)量為4 一 12個。通過在反應器內(nèi)高溫反應液面上方的大蓋底板上安裝固定該氣化加料裝置，利用高溫液面處的反應熱通過輻射和對流的方式對氣化加料裝置進行加熱，從而使加在氣化加料裝置之上的TiCl4氣化，均勻進入反應液面上的氣相空間，在反應液面處與液態(tài)金屬鎂反應。在圓形金屬底板上焊接圓環(huán)形的金屬環(huán)板，并且外側的環(huán)板高度比內(nèi)側的環(huán)板高度高， 可以達到延長TiCl4在氣化加料裝置上的停留氣化時間的技術效果；在氣化加料裝置的徑向方向上焊接有筋板，可以達到增大氣化加料裝置的受熱面積和強度的效果。這些技術方案也可以互相組合或者結合，從而達到更好的技術效果。通過采用上述技術方案，本實用新型具有以下的有益效果(1)通過該氣化裝置加料，氣化充分，最大可達100% ；(2)制作成本低，操作簡單；(3)大大減少了產(chǎn)品中含夾心氯化鎂鈦塊量，使得每爐含夾心氯化鎂鈦塊量由 424kg降至20kg，提高產(chǎn)品合格率2. 17% ；(4)采用氣化加料，減少了鈦坨中心的燒結程度，降低了產(chǎn)品切割破碎難度。
圖1是本發(fā)明的一種用于制取海綿鈦的氣化加料裝置示意圖。圖2是對比例實驗裝置示意圖。圖中，1為加料管，2為大蓋，3為反應器，4為氣化加料裝置的拉桿，5為氣化加料裝置的環(huán)板，6為氣化加料裝置的筋板，7為氣化加料裝置的底板。
具體實施方式
本專利的一種具體用于制取海綿鈦的氣化加料裝置，氣化加料裝置為敞口盤狀結構，底面由圓形金屬底板7構成，在圓形金屬板周圍焊接上3 — 6個同心圓環(huán)形的金屬環(huán)板 5，并且外側的環(huán)板高度比內(nèi)側的環(huán)板高度高；氣化加料裝置位于在反應器3內(nèi)高溫反應液面上方的大蓋2底板上，由拉桿4與大蓋2的底板固定；在氣化加料裝置的徑向方向上焊接有筋板6，筋板數(shù)量為4 一 12個。使用本專利的氣化加料裝置進行制備海綿鈦的實驗一共進行4輪次。實驗條件為料速均為400kg/h，反應器溫度均控制在800°C 850°C，加料量控制在 36000kg 42000kg。對比例[0024]如圖2所示，一種用于制取海綿鈦的對比試驗裝置，該裝置采用直通管道將四氯化鈦加料管與反應器連接，通過自流方式將TiCl4加入到反應器中。使用對比例進行制備海綿鈦的實驗進行4爐次。對比例的實驗條件料速均為400kg/h，反應器溫度均控制在800°C 850°C，加料量控制在36000kg 42000kg。表1和表2分別是實施例和對比例含夾心氯化鎂鈦塊情況，從表中可以看出，實施例4爐次含夾心氯化鎂鈦塊量平均為20kg，明顯少于對比例中4爐次含夾心氯化鎂鈦塊量， 從切割過程來看，采用該裝置后鈦坨中心燒結程度明顯減輕。而對比例4爐次產(chǎn)品切割過程中常出現(xiàn)肉眼能見的夾心氯化鎂。表1實施例含夾心氯化鎂鈦塊情況表
權利要求1.一種用于制取海綿鈦的氣化加料裝置，其特征是氣化加料裝置為敞口盤狀結構， 底面由圓形金屬板制成，在圓形金屬板周圍焊接上3 — 6個同心圓環(huán)形的金屬環(huán)板，并且外側的環(huán)板高度比內(nèi)側的環(huán)板高度高；氣化加料裝置位于在反應器內(nèi)高溫反應液面上方的大蓋底板上，由拉桿與大蓋底板固定。
2.根據(jù)權利要求1所述用于制取海綿鈦的氣化加料裝置，其特征是在氣化加料裝置的徑向方向上焊接有筋板。
3.根據(jù)權利要求2所述用于制取海綿鈦的氣化加料裝置，其特征是所述的筋板的數(shù)量為4一12個。
專利摘要本實用新型介紹了一種用于制取海綿鈦的氣化加料裝置，氣化加料裝置為敞口盤狀結構，底面由圓形金屬板制成，在圓形金屬板周圍焊接上3－6個同心圓環(huán)形的金屬環(huán)板，并且外側的環(huán)板高度比內(nèi)側的環(huán)板高度高；氣化加料裝置位于在反應器內(nèi)高溫反應液面上方的大蓋底板上，由拉桿與大蓋底板固定。本實用新型加料氣化充分，最大可達100%；制作成本低，操作簡單；大大減少了產(chǎn)品中含夾心氯化鎂鈦塊量，提高產(chǎn)品合格率2.17%；減少了鈦坨中心的燒結程度，降低了產(chǎn)品切割破碎難度。
文檔編號C22B34/12GK202272940SQ20112032340
公開日2012年6月13日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權日2011年8月31日
發(fā)明者劉正紅, 孫虎民, 狄偉偉, 許偉春 申請人:洛陽雙瑞萬基鈦業(yè)有限公司