[发明专利]一种用于海绵钛生产的防堵管加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种有色金属冶炼技术，特别是一种用于海绵钛生产的防堵管加热装置。

背景技术

海绵钛是钛合金熔炼中的初级原材料，目前工业上生产海绵钛的主要方法是Kroll法，该方法的基本原理是首先利用Mg与TiCl₄的还原反应生成Ti，然后通过高温真空蒸馏除去过量的Mg、反应产物MgCl₂和少量的钛氯化物，最后得到海绵状的钛坨。

倒U型联合炉是目前海绵钛生产的主要炉型，其基本结构为采用倒U型连接管连接盛钛反应器和冷凝器，倒U型连接管加装过道加热器，当过道加热器升高到800℃以上时，从冷凝器抽真空，使得氯化镁等从倒U型接管中间通过，然后在冷凝器壁上冷却。但是生产过程中，倒U型连接管与冷凝器连接的竖管部分容易发生堵塞，操作人员不得不定时打开检查并疏通，这不仅影响蒸馏过程的连续性还延长了蒸馏时间、增加了无谓的电能消耗，如果处理不当，疏通过程中还会增加海绵钛进气污染的机率，从而影响产品质量。

国内海绵钛生产厂家一般在冷端反应凝器盖上加装内加热器，防止蒸馏时倒U型连接管竖管部分堵塞。

例如：发明名称为“制取海绵钛的反应器盖上的蒸馏管道及其加热装置”、公开号为CN2830416Y的中国专利，公开了一种此类型的内加热器。其制作方法是：在倒U型连接管和冷凝器连接处，用耐火砖或硅酸铝纤维棉筑成耐火层，然后在耐火层上加装电阻丝进行加热。该装置使用过程中存在的不足之处是内加热器位于冷凝器大盖内部，所处空间狭小，加热升温时，由于电阻丝本身温度很高，加上电阻丝大部分包埋在耐火层中，导致炉丝热冲击较大，容易产生热倒伏现象。另外加热器周围的碳钢氧化铁皮容易脱落且不易清理，一旦铁皮搭接在炉丝上，使炉丝在使用中产生熔融及短路现象，不得不割开封板，更换内加热器，使得使用成本和维修成本极高。

公开号CN101245412A的中国专利，介绍了一种内加热器装置及其制作方法，该专利通过利用悬挂式电阻带和底部电阻带的结合的内加热器，原理上和CN2830416Y专利的加热器相同，在海绵钛生产蒸馏阶段使用也不能很好的解决堵管问题，且使用过程由于耐火纤维棉和底部热辐射盘的强度不够，在大盖翻转清理过程中，电阻带和内加热器模具型腔容易产生位移和撞击，造成不同程度的损坏，导致该加热装置使用寿命较短，有时使用不超过一次就报废，而且不便于维修和循环使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于海绵钛生产的防堵管加热装置，针对目前kroll法制取海绵钛过程中倒U型连接管与冷凝器连接的竖管部分容易堵塞的问题，找到一个使用效果好、寿命长、成本低的最佳技术方案。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种用于海绵钛生产的防堵管加热装置，由测温管、套筒、隔热层、套筒法兰、倒U型连接管、倒U型连接管法兰、U型电阻丝、二根热辐射套管、导电棒套管、导电棒构成，所述的热辐射套管一端封闭，并在靠近倒U型连接管法兰位置有一个与倒U型连接管联通的小孔，保证倒U型连接管和热辐射套管连通，防止热辐射套管在高温下膨胀变形；所述的热辐射套管内部装U型电阻丝，套筒中加装隔热层，且通过套筒法兰和倒U型连接管法兰密封；U型电阻丝接线柱与导电棒相连，导电棒密封在导电棒套管中，防止蒸馏期间抽真空漏气。

本发明的一种用于海绵钛生产的防堵管加热装置，进一步具体的技术方案可以是：所述的热辐射套管用测温管中的热电偶控制温度。

本发明的一种用于海绵钛生产的防堵管加热装置，进一步具体的技术方案还可以是：所述的U型电阻丝接线柱封闭在套筒中，U型电阻丝持续加热时温度可以在900℃以上。

本发明的一种用于海绵钛生产的防堵管加热装置，进一步具体的技术方案还可以是：所述的套筒、套筒法兰、倒U型连接管法兰、热辐射套管均用抗氧化耐热钢制作，隔热层材料选用硅酸铝纤维棉。这是由于整个装置在高温下使用，要求材料应该具有抗氧化能力。

本发明的技术方案，为了解决上述反应器大盖内加热装置存在的技术缺陷同时解决蒸馏堵管问题，采用热辐射管加热装置替换原内加热器，基本原理是由原来的外加热方式改为内加热方式，即将加热器直接安装到管道容易堵塞的内壁，从而防止冷凝物在管壁结晶生长。

这些进一步具体的技术方案也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。

通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

本发明的一种用于海绵钛生产的防堵管加热装置应用到海绵钛生产领域，与传统的内加热器相比有如下优点：