[实用新型]海绵钛反应器复合金属筒体

说明书

技术领域

本实用新型涉及冶金工业技术领域，具体的说是一种利用镁热还原法生产海绵钛反应器复合金属筒体。

背景技术

海绵钛的生产是在还原反应器中，在高温、微正压氩气保护条件下完成镁热还原四氯化钛生成海绵钛的化学反应过程，并在高温、高真空条件下完成镁、氯化镁与海绵钛分离的蒸馏过程，最终生产出纯净的海绵钛坨。目前国内海绵钛生产企业多采用倒“U”型还原-蒸馏联合法生产海绵钛，生产过程中反应器筒体、反应器大盖组装后，成为一套完整的反应器。在生产过程中反应器筒体长期处于高温、高真空、承重、氧化等状态，同时还要受到镁、四氯化钛、氯化镁等的侵蚀，导致反应器筒体容易发生变形，使用寿命较低，生产成本较高。

反应器的材质、尺寸、结构形式、焊接次序以及焊缝质量等对冶金生产的顺利进行、反应器的使用寿命以及海绵钛产品质量尤为重要。当前企业常用的海绵钛反应器主要有碳钢反应器（主材质为Q245R、Q345R等）、不锈钢反应器（主材质为310S、321、316L等）等。碳钢反应器由于碳钢的抗氧化能力不强，在使用过程中高温氧化、高温承重拉伸使反应器筒壁减薄变形或发生“缩颈”现象，使得海绵钛坨产品无法正常取出，碳钢反应器使用寿命短，只能使用7-8炉次。不锈钢反应器使用寿命较碳钢要长，约在20炉次以上，但是其制造成本高，焊接要求高，同样存在高温拉伸减薄问题，且不锈钢中含量较高的Cr、Mo、Ni等合金元素在高温下作用下容易渗入海绵钛产品中，影响海绵钛产品质量及后续钛材加工。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种海绵钛反应器复合金属筒体，以解决碳钢材质反应器耐高温性能弱，筒体变形大，易产生“缩颈”现象，而不锈钢材质反应器制造成本高、焊接要求高，生产出的海绵钛产品质量不好的问题。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案为：

一种海绵钛反应器复合金属筒体，它包括筒壁、排氯化镁管、上法兰、下法兰、吊耳，排氯化镁管的出口端与连接管相连接，所述筒壁由碳钢内层与不锈钢外层爆炸复合而成，为上大下小的圆锥状，所述筒壁的底端连接有圆弧形的封头。

爆炸复合法是金属复合板生产的一种工艺，其成形将制备好的复板放置在基板之上，然后在复板上铺设一层炸药，利用炸药爆炸时产生的瞬时超高压和超高速冲击能实现金属层间的固态冶金结合。

作为本实用新型的进一步改进，所述筒壁的顶端端口直径为2050~2150mm，底端端口直径为1900~2000mm。

作为本实用新型的更进一步改进，所述筒壁内层为5~10mm厚的Q345R碳钢板，外层为25~30mm厚的310S不锈钢板。

所述Q345R碳钢是屈服强度为340MPa级压力容器的专用板，它具有良好的综合力学性能和工艺性能；所述310S不锈钢是奥氏体铬镍不锈钢，具有很好的抗氧化性、耐腐蚀性，因为较高百分比的铬和镍含量，310S不锈钢拥有较好的蠕变强度，在高温下能持续作业，具有良好的耐高温性。

作为本实用新型的更进一步改进，所述连接管采用不同材质的两段预先焊接，与所述筒壁的内层碳钢层连接部为碳钢管，外层不锈钢层连接部为不锈钢管与所述筒壁的内层连接部为碳钢管，外层连接部为不锈钢管。

作为本实用新型的更进一步改进，所述筒壁的外壁从所述下法兰的底部向下500~1500mm处均布有数条加强筋。

作为本实用新型的更进一步改进，所述上法兰板与所述下法兰板之间设有立板，所述立板、上法兰板、下法兰板之间连接有支撑板。

本实用新型的有益效果为：

（1）、筒壁由碳钢、不锈钢两种材质通过爆炸复合而成，具有较好的抗氧化、抗高温蠕变能力，在使用过程中筒壁被拉伸变薄量明显减少，有效提高了反应器的使用寿命，产出的海绵钛产品品质高；

（2）筒壁为上大下小的圆锥状结构，能够有效解决设备在多次使用后产生“缩颈”现象，产品海绵钛坨无法顺利取出，而造成反应器报废的问题，提高了本实用新型的使用寿命；

（3）连接管使用碳钢管与不锈钢管预先拼接，碳钢管对接筒体本体内层的碳钢层，不锈钢管对接筒体本体外层的不锈钢层，避免了连接管与反应器器壁内外层异种材质焊接的问题，提高了连接处焊缝的密封性能；

（4）在筒壁反应带的外壁上设置加强筋，能够有效增强反应带的强度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中本实用新型的俯视图；

图3是图1中本实用新型的局部放大图；