[發(fā)明專利]四氯化鈦制備海綿鈦時(shí)提高反應(yīng)速度及降低能耗的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310264047.4
• 申請(qǐng)日: 2013-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103361494A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武松龍;李亞軍;劉正紅;張新彥;師向偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
• 主分類號(hào): C22B34/12
• 分類號(hào): C22B34/12;C22B5/04
• 代理公司: 洛陽(yáng)市凱旋專利事務(wù)所 41112
• 代理人: 陸君

1.一種四氯化鈦制備海綿鈦時(shí)提高反應(yīng)速度及降低能耗的方法，該方法涉及到反應(yīng)器和還原蒸餾爐，反應(yīng)器上端敞開(kāi)而其下端呈U型封閉，設(shè)定反應(yīng)器的總高為H，設(shè)定反應(yīng)器的外徑為D，還原蒸餾爐包含U型爐殼、耐火磚、電阻絲、進(jìn)風(fēng)管以及出風(fēng)管，U型爐殼的上端自上而下分別配置有出風(fēng)管、進(jìn)風(fēng)管，U型爐殼內(nèi)砌筑有耐火磚，耐火磚自上而下等間距配置有數(shù)組電阻絲，反應(yīng)器放進(jìn)還原蒸餾爐內(nèi)與筒狀耐火磚左右兩側(cè)的間隙均為_△d；該方法先對(duì)反應(yīng)器和還原蒸餾爐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn)，在四氯化鈦制備海綿鈦工藝條件不變的情況下通過(guò)改進(jìn)的反應(yīng)器和還原蒸餾爐能夠提高其還原反應(yīng)速度并降低了還原蒸餾爐的電能消耗；其特征是：

在反應(yīng)器(2)的外壁H/2處補(bǔ)焊整圈具有Γ型直角狀的支撐鋼箍(7)，支撐鋼箍(7)沿反應(yīng)器(2)總高方向的高度為ｈ，支撐鋼箍(7)的外徑D_１＞D+2_△d，將補(bǔ)焊支撐鋼箍(7)的反應(yīng)器(2)稱其為改進(jìn)反應(yīng)器；

將U型爐殼(1)內(nèi)砌筑的筒狀耐火磚(3)從近中部分為上加熱區(qū)和下加熱區(qū)，所述上加熱區(qū)和所述下加熱區(qū)形成倒凸圓筒狀，所述上加熱區(qū)的筒狀耐火磚內(nèi)徑＞所述下加熱區(qū)的筒狀耐火磚內(nèi)徑，在所述上加熱區(qū)的筒狀耐火磚內(nèi)壁上和所述下加熱區(qū)內(nèi)的筒狀耐火磚內(nèi)壁上分別自上而下等間距配置有數(shù)組電阻絲(4)，其中所述下加熱區(qū)內(nèi)的筒狀耐火磚內(nèi)壁與所述改進(jìn)反應(yīng)器左右兩側(cè)的間隙均保持為_△d；

在所述上加熱區(qū)的U型爐殼(1)上端自上而下分別配置有出風(fēng)管(6)、進(jìn)風(fēng)管(5)，耐火磚(3)圍裹出風(fēng)管(6)和進(jìn)風(fēng)管(5)，出風(fēng)管(6)和進(jìn)風(fēng)管(5)伸進(jìn)所述上加熱區(qū)內(nèi)；

所述下加熱區(qū)的上端水平面具有凸圓臺(tái)，在所述凸圓臺(tái)上配置有圓凹槽，所述圓凹槽的內(nèi)徑與所述D_１匹配，所述圓凹槽的深度＝ｈ/3～ｈ/4；

將增加所述上加熱區(qū)、所述下加熱區(qū)以及配置所述圓凹槽的還原蒸餾爐稱其為改進(jìn)還原蒸餾爐；

將所述改進(jìn)反應(yīng)器通過(guò)支撐鋼箍(7)放進(jìn)所述改進(jìn)還原蒸餾爐的所述圓凹槽內(nèi)并使改進(jìn)還原蒸餾爐的上端面與所述改進(jìn)還原蒸餾爐的上端面相互平齊，將石棉繩(8)充填在所述圓凹槽與支撐鋼箍(7)的空隙處能使所述下加熱區(qū)形成封閉加熱區(qū)，按四氯化鈦制備海綿鈦的工藝條件對(duì)數(shù)組電阻絲(4)進(jìn)行加熱，所述上加熱區(qū)產(chǎn)生的熱量通過(guò)進(jìn)風(fēng)管(5)或是出風(fēng)管(6)來(lái)分別通風(fēng)或是散熱，由于所述圓凹槽、支撐鋼箍(7)以及石棉繩(8)充填的共同作用使所述封閉加熱區(qū)內(nèi)的熱量很少被擴(kuò)散，這樣就使得所述上加熱區(qū)和所述封閉加熱區(qū)不產(chǎn)生對(duì)流現(xiàn)象，導(dǎo)致所述上加熱區(qū)從進(jìn)風(fēng)管(5)輸送過(guò)來(lái)的冷空氣進(jìn)入不到所述封閉加熱區(qū)內(nèi)，而所述封閉加熱區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的熱量也不會(huì)被出風(fēng)管(6)所吸走，從而減少了所述封閉加熱區(qū)內(nèi)的熱量損失，熱量損失的減少不但加快了所述改進(jìn)反應(yīng)器內(nèi)四氯化鈦的還原反應(yīng)速度，而且降低了所述下加熱區(qū)內(nèi)數(shù)組電阻絲的電能消耗，同時(shí)也有利于所述改進(jìn)反應(yīng)器內(nèi)下部的氯化鎂始終處于液態(tài)并能順利被排出所述改進(jìn)反應(yīng)器外。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述四氯化鈦制備海綿鈦時(shí)提高反應(yīng)速度及降低能耗的方法，其特征是：支撐鋼箍(7)由耐熱鋼板制作而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述四氯化鈦制備海綿鈦時(shí)提高反應(yīng)速度及降低能耗的方法，其特征是：所述圓凹槽與支撐鋼箍(7)的空隙處所充填的石棉繩(8)厚度能夠自由調(diào)節(jié)。