[發明專利]一種制備海綿鉿的還原爐在審
申請號: | 201910361648.4 | 申請日: | 2019-04-30 |
公開(公告)號: | CN109930013A | 公開(公告)日: | 2019-06-25 |
發明(設計)人: | 成瑞清;丁錦明 | 申請(專利權)人: | 南通晶朋新材料科技有限公司 |
主分類號: | C22B34/14 | 分類號: | C22B34/14;C22B5/04 |
代理公司: | 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400 | 代理人: | 高之波;胡建鋒 |
地址: | 226000 江蘇省*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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摘要: | |||
搜索關鍵詞: | 熔融爐 鎂錠 海綿鉿 加料管 可升降 連通管 溫度控制系統 四氯化鉿 還原爐 升華爐 爐蓋 制備 連通 致密 產品回收率 還原效率 上下移動 成品率 黑粉 爐體 預設 破碎 申請 出口 | ||
本申請公開了一種制備海綿鉿的還原爐,包括四氯化鉿升華爐、鎂錠熔融爐和連通管,連通管連通四氯化鉿升華爐和鎂錠熔融爐;鎂錠熔融爐設有可升降加料管和溫度控制系統,鎂錠熔融爐包括爐體和爐蓋;可升降加料管設置于爐蓋,且位于鎂錠熔融爐內;連通管通過可升降加料管連通鎂錠熔融爐,可升降加料管的出口能夠在鎂錠熔融爐內上下移動;溫度控制系統能夠控制鎂錠熔融爐內的溫度小于預設溫度。由此,能夠提高還原效率,且能夠防止生成低價鉿黑粉,提高產品回收率;防止海綿鉿產品的致密度過高的問題,方便海綿鉿后期破碎,提高成品率。
技術領域
本發明涉及還原爐,尤其涉及一種制備海綿鉿的還原爐。
背景技術
近年來,新材料行業發展迅速,鉿已被廣泛應用于航空航天、核電反應堆、核動力反應堆、醫療以及石油化工等領域。鋯鉿材料更是核能工業的核心材料,主要用作核燃料的包套材料及核反應堆的減速和控制材料,需求量日益增加,發展前景可觀。
海綿鉿的生產工藝主要為:氧化鉿經氯化、提純、還原、蒸餾、破碎得到海綿鉿金屬?,F有鎂還原設備為一體式結構或雙罐式結構,但是存在以下缺點:1、熔融罐內的加料管的出口位于頂部,從升華罐內升華的HfCl4與熔融罐內的鎂發生氣氣反應生成低價鉿黑粉,造成產品回收率低,產品質量差。2、HfCl4與鎂發生的還原反應為劇烈的放熱反應,會使熔融罐內的溫度升高,難以維持溫度溫度,則海綿鉿因高溫而燒結,從而使海綿鉿砣尤其是中心部位海綿鉿產品的致密度過高,燒結的海綿鉿結構致密,破碎困難,難以破碎到產品指標規定的粒度。
發明內容
本發明的目的是在于提供一種制備海綿鉿的還原爐,解決上述現有技術問題中的一個或者多個。
根據本發明的一個方面,提供一種制備海綿鉿的還原爐,包括四氯化鉿升華爐、鎂錠熔融爐和連通管,連通管連通四氯化鉿升華爐和鎂錠熔融爐;鎂錠熔融爐設有可升降加料管和溫度控制系統,鎂錠熔融爐包括爐體和爐蓋;可升降加料管設置于爐蓋,且位于鎂錠熔融爐內;連通管通過可升降加料管連通鎂錠熔融爐,可升降加料管的出口能夠在鎂錠熔融爐內上下移動;溫度控制系統能夠控制鎂錠熔融爐內的溫度小于預設溫度。
本發明通過將鎂錠熔融爐中的加料管設置成可升降結構,當鎂錠被加熱成熔融狀態時,將加料管的出料口下降至熔融的鎂液中,能夠增加HfCl4氣體與鎂液的接觸面積,提高還原效率,且能夠防止HfCl4與鎂錠熔融爐內的鎂發生氣氣反應生成低價鉿黑粉,提高產品回收率;此外通過設置溫度控制系統,能夠控制鎂錠熔融爐內的溫度在預設溫度范圍內,海綿鉿因高溫而燒結,從而使海綿鉿砣尤其是中心部位海綿鉿產品的致密度過高的問題,方便海綿鉿后期破碎,提高成品率。
在一些實施方式中:可升降加料管包括內管、外管和驅動裝置,內管上端設置于爐蓋,外管套設于內管,驅動裝置驅動外管上下移動。
在一些實施方式中:爐蓋設有供內管設置的通孔,內管上端邊緣與爐蓋上側面固定連接,內管與通孔內壁之間具有供外管設置于的空隙。
在一些實施方式中:驅動裝置設置于爐蓋內;驅動裝置包括直齒輪、第一傘形齒輪、第二傘形齒輪和操作部,外管側壁設有齒口,直齒輪、第一傘形齒輪和第二傘形齒輪均設于爐蓋內,直齒輪與外管的齒口嚙合,第一傘形齒輪與直齒輪同軸連接,且能夠同步轉動,第二傘形齒輪與第一傘形齒輪嚙合,操作部能夠操作第二傘形齒輪轉動。
在一些實施方式中:操作部包括轉盤和把手,轉盤與第二傘形齒輪同軸固定連接,轉盤位于爐蓋上側面,把手設置于轉盤上側面邊緣處。
在一些實施方式中:溫度控制系統包括設置于鎂錠熔融爐中的加熱電阻絲、溫度傳感器、控制器和冷卻水夾套,加熱電阻絲設置于爐體內;溫度傳感器設置于爐蓋,且能夠檢測爐體內的溫度,冷卻水夾套設置于爐體側壁內,冷卻水夾套上端設有進水口,冷卻水夾套下端設有出水口,進水口設有控制閥,控制器電連接于加熱電阻絲、溫度傳感器和控制閥。
在一些實施方式中:冷水夾套為以爐體軸心為中心的螺旋結構。
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