[发明专利]海绵钛还原蒸馏反应器筒体防高温蠕变伸长装置

说明书

技术领域

本发明涉及海绵钛还原反应技术领域，具体来说涉及一种在海绵钛还原反应中，其海绵钛还原蒸馏反应器筒体的防高温蠕变伸长装置。

背景技术

现有的海绵钛还原蒸馏反应器筒体，其服役条件是在高温(最高～1050℃)、真空(反应器筒体外部真空度较内部真空度低)、长时间(一个还原蒸馏工艺周期约15天)状态下工作，其主材采用碳素结构钢板焊接而成，在生产使用中存在以下不足：

由于海绵钛还原蒸馏反应器筒体主材采用碳素结构钢板焊接而成，工作时其底部悬空放置在加热炉的炉膛内，见图1-4。其中，升温后的反应器筒体长度H2大于升温前的反应器筒体长度H1，保温后的反应器筒体长度H3大于升温后的反应器筒体长度H2，降到室温后的反应器筒体长度H4小于保温后的反应器筒体长度H3，但是大于升温前的反应器筒体长度H1。

一方面在升温过程中海绵钛还原蒸馏反应器筒体轴线产生热膨胀而发生伸长，理论上热膨胀是可逆和有限的；但是，另一方面在高温、长时间条件下反应器筒体自重以及内部物料重量使反应器筒体产生持续拉应力，从金属学理论角度讲金属材料内部晶格将发生滑移、位错攀移、晶界强度降低、材料的各向异性增强(即材料拉应力方向热强度越来越低)的现象，使材料发生热蠕变伸长。由于热蠕变使海绵钛还原蒸馏反应器筒体轴线被拉长，横截面缩小，也使材料抵抗热蠕变强度降低；再则，由于碳素结构钢高温下抗氧化能力很低，从而产生大量的氧化皮，也使筒体横截面减小加速蠕变。理论上高温蠕变是不可逆和无限的，直至材料断裂。碳素结构钢高温性能与不锈钢或耐热不锈钢相比很差；

而海绵钛还原蒸馏反应器筒体降温时由于高温蠕变产生的伸长量被永久保留下来，同时原本因热膨胀而发生的可逆伸长量，也因筒体自重和物料重量的共同作用不能完全恢复而成为永久伸长量。

综上所述，在高温蠕变和氧化的共同作用下，随着使用时间和次数的增加，筒体轴线加速蠕变伸长和筒体横截面加速减小，最终由于横截面减小到筒体设计的极限尺寸时筒体失效报废，大大降低反应器筒体的使用寿命。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种海绵钛还原蒸馏反应器筒体防高温蠕变伸长装置，以解决现有技术中的海绵钛还原蒸馏反应器筒体在高温条件下工作热蠕变严重的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

海绵钛还原蒸馏反应器筒体防高温蠕变伸长装置，其特征在于，包括用于托住反应器筒体的托盘，所述托盘通过一连接杆件与设置在加热炉下端的顶升驱动机构连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述顶升驱动机构为液压驱动机构，所述液压驱动机构包括液压缸、油泵、电机和控制阀门组。进一步，在本发明中，所述控制阀门组包括电磁阀、节流阀、溢流阀。

进一步，在本发明的一个优选实施例中，所述液压缸的活塞上设置有水冷装置。

在本发明的一个优选实施例中，还包括一液压控制系统，所述液压控制系统包括起控制作用的压力继电器、用于测量炉膛的温度传感器、以及PLC控制器，所述压力继电器、温度传感器均与PLC控制器连接，所述PLC控制器与控制阀门组连接。

本发明在反应器筒体底部增加一托盘，用托盘托住反应器筒体自重和反应器筒体内物料重力，使反应器筒体自重和反应器筒体内物料的重力作用在托盘上，反应器筒体在高温时没有拉应力作用从而减缓或杜绝蠕变的发生。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：

图1为现有技术中的反应器筒体在升温前的状态示意图；

图2为现有技术中的反应器筒体在升温后的状态示意图；

图3为现有技术中的反应器筒体在保温后的状态示意图；

图4为现有技术中的反应器筒体在降温后的状态示意图；

图5为使用本发明后的反应器筒体在升温前的状态示意图；

图6为使用本发明后的反应器筒体在升温后的状态示意图；

图7为使用本发明后的反应器筒体在保温后的状态示意图；

图8为使用本发明后的反应器筒体在降温后的状态示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。