[发明专利]沸腾氯化炉及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种沸腾氯化炉及其制造方法，具体地说，本发明涉及一种维修周期长的沸腾氯化炉及其制造方法。

背景技术

海绵钛生产是钛工业的基础环节，这是由于海绵钛是钛材、钛粉及其他钛构件的原料。通常，海绵钛的生产工艺主要包括：把钛铁矿变成四氯化钛，再放到密封的不锈钢罐中，充以氩气，使它们与金属镁反应。其中，四氯化钛主要用作生产海绵钛、钛白粉及三氯化钛。四氯化钛的制取方法很多，主要有沸腾氯化、熔盐氯化和竖炉氯化3种方法。沸腾氯化是现行生产四氯化钛的主要方法；在沸腾氯化中，钛渣的加碳氯化是放热反应，只需开始时从外部供热达到反应温度，氯化反应就可以靠自热进行，而且炉型越大越易达到自热。在实际生产中，随着沸腾氯化炉的逐渐大型化，其腐蚀速度加快，大修后的氯化炉在生产40天左右，就出现过腐蚀穿孔冒烟的现象，尤以沸腾段最明显，而且炉型越大，越明显。

图1示出了传统的沸腾氯化炉的沸腾段100的示意性剖视图。由图1可见，沸腾段100包括由钢板制成的炉壳110和在炉壳110内部的炉壁120。炉壁120由数层耐火和保温材料制成，具体地说，炉壁120由顺序地层叠的保温砖层130、耐酸混凝土层140、第一粘土砖层150、碳素料层160、第二粘土砖层170和耐火预制块层180形成。由于氯化反应是放热反应，随着炉型的增大，炉内反应产生的热量也越多，炉子设计上再采用保温结构，热能聚集在炉内无法向炉外良好地散热，在酸性介质及高温作用下加快了设备的腐蚀。由于内衬设计上大多是定型耐火材料砌筑，施工形成水平、垂直和放射砖缝多，再加上施工砌筑中如果存在着砖缝不严密的情况，氯气就很容易通过砖缝渗透到外壁，对钢板造成腐蚀穿孔。在沸腾氯化生产中，沸腾段为氯化炉主要反应段，温度高，氯气浓度大，物料对炉壁的冲刷严重，因此沸腾段最容易受到腐蚀。

如何提高炉内衬的耐酸性以及耐高温性，合理使用耐火材料和改进砌筑工艺，从而获得更长的设备使用周期，已经成为沸腾氯化工艺中急待解决的技术问题。

发明内容

本发明的各方面提供了一种具有更长的设备使用周期的沸腾氯化炉。

本发明的一方面提供了一种沸腾氯化炉，所述沸腾氯化炉包括沸腾段、设置在沸腾段上方的扩大段、设置在扩大段上方的直筒段以及设置在直筒段上方并具有排气口的炉盖，其中，沸腾段包括：炉壳，形成沸腾段的外观并保护沸腾段的内部结构；耐酸混凝土层，形成在炉壳内部；磷酸盐水泥层，形成在耐酸混凝土层内部；防腐涂料层，形成在磷酸盐水泥层内部。

根据本发明的另一方面，防腐涂料层由水玻璃长石粉泥浆形成。

根据本发明的另一方面，水玻璃占防腐涂料层的40wt％至60wt％，长石粉占防腐涂料层的40wt％至60wt％。

根据本发明的另一方面，所述沸腾氯化炉还可包括密封料，由浸渍有防腐涂料的陶瓷纤维圆编绳制成，并用于填塞沸腾段内部的缝隙。

根据本发明的另一方面，磷酸盐水泥层包含78wt％-81wt％的磷酸盐浇铸骨料、9wt％-11wt％的碳化硅细粉、2wt％-4wt％的矾土水泥和6wt％-8wt％的浓度为45％-48％的磷酸。

根据本发明的另一方面，所述沸腾段还包括在炉壳和耐酸混凝土层之间的另一防腐涂料层。

本发明的另一方面提供了一种沸腾氯化炉的制造方法，所述沸腾氯化炉包括沸腾段、设置在沸腾段上方的扩大段、设置在扩大段上方的直筒段以及设置在直筒段上方并具有排气口的炉盖，其中，制造沸腾段的步骤包括：形成炉壳，所述炉壳限定了沸腾段的外观并保护沸腾段的内部结构；在炉壳内部形成耐酸混凝土层；在耐酸混凝土层内部形成磷酸盐水泥层；在磷酸盐水泥层内部形成防腐涂料层。

根据本发明的另一方面，由水玻璃长石粉泥浆形成防腐涂料层。

根据本发明的另一方面，水玻璃占防腐涂料层的40wt％至60wt％，长石粉占防腐涂料层的40wt％至60wt％。

根据本发明的另一方面，所述方法还包括在沸腾段中形成密封料，所述密封料由浸渍有防腐涂料的陶瓷纤维圆编绳制成，并用于填塞沸腾段内部的缝隙。

根据本发明的另一方面，磷酸盐水泥层包含78wt％-81wt％的磷酸盐浇铸骨料、9wt％-11wt％的碳化硅细粉、2wt％-4wt％的矾土水泥和6wt％-8wt％的浓度为45％-48％的磷酸。

根据本发明的另一方面，所述方法还包括在形成炉壳的步骤和形成耐酸混凝土层的步骤之间在炉壳内部形成另一防腐涂料层。

附图说明