一种海绵钛还原反应器的制作方法

1.本实用新型涉及海绵钛冶金技术领域，具体而言，涉及一种海绵钛还原反应器。


背景技术：

2.在海绵钛还原过程中，四氯化钛和液镁反应制备出金属钛和氯化镁，随着反应的进行，反应器内氯化镁积累的越来越多，淹没了许多钛晶体的活性中心，阻碍了还原反应的进行，因此需要及时排放多余的氯化镁，使反应区表面的钛晶体活性中心重新裸露出来，恢复原有的反应速率，在反应器内部，液镁和生成的氯化镁混合在反应器内，由于氯化镁密度比液镁大，氯化镁沉积在反应器下部，反应器内壁有一根通往反应器底部的氯化镁管，由于反应器在反应过程中，其内部压力较高，通过氯化镁管能够及时将反应器下部的氯化镁溶液从反应器内排出。
3.氯化镁管通常由竖管和横管组成，材质为304不锈钢，氯化镁竖管与反应器、横管与反应器、横管与竖管的连接均为拼焊而成，在排放氯化镁溶液过程中，横管与反应器外壁的焊缝处温度最高可达950℃，正常状态下横管与反应器外壁的焊缝处温度为150℃，高低温交替会使横管热胀冷缩，造成横管与反应器外壁之间的焊缝裂开，一方面会造成反应器泄漏，影响还原生产，另一方面会降低横管的使用寿命，提高生产成本。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种海绵钛还原反应器以解决现有技术中的问题：1、横管在高低温交替过程中热胀冷缩，造成横管与反应器外壁之间的焊缝开裂，引发反应器泄漏；2、降低了横管的使用寿命，增加了周期内维修次数，提高了生产成本。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种海绵钛还原反应器，包括反应器，所述反应器的侧壁上设置有氯化镁管，所述反应器作为海绵钛还原反应的容器，所述氯化镁管用于将反应器反应过程中产生的氯化镁溶液排出；
7.所述氯化镁管包括横管和竖管，所述竖管设置在反应器内部，所述横管设置在反应器的侧壁上，所述横管的一端与竖管连接在一起；
8.所述横管包括内管和外管，所述内管和外管之间设置有保温层，所述内管、保温层和外管从内至外依次排布，所述内管的一端与竖管的侧壁焊接在一起，所述外管的一端与反应器的侧壁焊接在一起，所述保温层用于隔断内管与外管之间的热量传递。
9.本技术所述的海绵钛还原反应器，所述横管采用内管、保温层和外管组成的三层复合管，通过保温层隔断内管与外管之间的热量传递，使外管的温度保持在合理区间，一方面降低了横管与反应器外壁之间的焊缝在使用中开裂，造成反应器泄露的风险，确保了生产的安全性，另一方面延长了横管的使用寿命，减少了周期内维修次数，降低了生产成本。
10.进一步的，所述内管和竖管由碳钢制备而成，外管和反应器侧壁由不锈钢制备而成，保温层由岩棉制备而成。
11.这种设置能够增强焊缝的强度，避免焊接处开裂。
12.进一步的，所述内管的长度为a，外管的长度为b，竖管的壁厚为c，且3c≥a-b＞c，内管和外管的右端平齐。
13.这种结构使内管能够插入反应器的侧壁，便于内管与竖管之间进行配合焊接。
14.进一步的，所述内管的左端经反应器的侧壁后插入竖管的侧壁，并与竖管的侧壁焊接在一起。
15.这种结构能够增强焊接的牢固度。
16.进一步的，所述内管和外管的厚度为4～6mm，保温层的厚度为2～4mm。
17.这种设置既能确保横管的整体强度，还能避免内管的温度传递给外管.
18.进一步的，所述竖管的上端设置有斜板，用于封堵竖管，所述斜板与竖管的上端焊接在一起。
19.这种结构便于内管和竖管之间的焊接操作。
20.进一步的，所述竖管的侧壁上设置有挡板，所述挡板与反应器的侧壁焊接在一起。
21.这种结构能够增强竖管与反应器之间连接的牢固性。
22.进一步的，所述横管的右端设置有密封法兰，所述密封法兰包括左法兰和右法兰，所述左法兰与横管的右端焊接在一起，所述右法兰上设置有排放管，所述排放管与横管连通。
23.这种设置便于横管与外部接收设备之间进行连接，方便操作。
24.进一步的，所述横管的上侧设置有上法兰，下侧设置有下法兰，所述上法兰和下法兰的左端均与反应器的外壁焊接在一起，所述上法兰和下法兰之间通过反应器圆弧板连接在一起，所述外管与反应器圆弧板焊接在一起。
25.这种设置能够增强横管与反应器之间的连接牢固度。
26.进一步的，所述反应器下部设置有固定板，所述固定板上设置有吊孔，所述固定板用于对反应器进行吊装。
27.具体的，这种结构便于对反应器进行吊装。
28.相对于现有技术，本实用新型所述的海绵钛还原反应器具有以下优势：
29.1)降低了横管与反应器外壁之间的焊缝在使用中开裂，造成反应器泄露的风险，确保了生产的安全性
30.2)延长了横管的使用寿命，减少了周期内维修次数，降低了生产成本。
附图说明
31.图1为本实用新型实施例所述海绵钛还原反应器的结构示意图；
32.图2为图1中a处的局部放大结构示意图；
33.图3为图2中横管与竖管的配合结构示意图；
34.图4为图2中横管的结构示意图。
35.附图标记说明：
36.1、氯化镁管；2、横管；21、内管；22、保温层；23、外管；3、竖管；31、斜板；4、密封法兰；41、左法兰；42、右法兰；43、排放管；51、上法兰；52、下法兰；6、反应器圆弧板；100、反应器；200、固定板；201、吊孔。
具体实施方式
37.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
38.实施例1
39.如图1～4所示，一种海绵钛还原反应器，包括反应器100，所述反应器100的侧壁上设置有氯化镁管1，所述反应器100作为海绵钛还原反应的容器，所述氯化镁管1用于将反应器100反应过程中产生的氯化镁溶液排出；
40.所述氯化镁管1包括横管2和竖管3，所述竖管3设置在反应器100内部，所述横管2设置在反应器100的侧壁上，所述横管2的一端与竖管3连接在一起；
41.所述横管2包括内管21和外管23，所述内管21和外管23之间设置有保温层22，所述内管21、保温层22和外管23从内至外依次排布，所述内管21的一端与竖管3的侧壁焊接在一起，所述外管23的一端与反应器100的侧壁焊接在一起，所述保温层22用于隔断内管21与外管23之间的热量传递。
42.本技术所述的海绵钛还原反应器，所述横管2采用内管21、保温层22和外管23组成的三层复合管，通过保温层22隔断内管21与外管23之间的热量传递，使外管23的温度保持在合理区间，一方面降低了横管2与反应器100外壁之间的焊缝在使用中开裂造成反应器100泄露的风险，确保了生产的安全性，另一方面延长了横管2的使用寿命，减少了周期内维修次数，降低了生产成本。
43.优选的，所述内管21与竖管3之间采用碳钢焊条进行焊接，所述外管23与反应器100的侧壁之间采用不锈钢焊条进行焊接。
44.作为本实用新型的一个较佳示例，所述内管21和竖管3由碳钢制备而成，外管23和反应器100侧壁由不锈钢制备而成，保温层22由岩棉制备而成。
45.具体的，内管21与竖管3的材质相同，外管23与反应器100侧壁的材质相同，这种设置能够增强焊缝的强度，避免焊接处开裂。
46.作为本实用新型的一个较佳示例，所述内管21的长度为a，外管23的长度为b，竖管3的壁厚为c，且3c≥a-b＞c，内管21和外管23的右端平齐。
47.具体的，这种结构使内管21能够插入反应器100的侧壁，便于内管21与竖管3之间进行配合焊接。
48.作为本实用新型的一个较佳示例，所述内管21的左端经反应器100的侧壁后插入竖管3的侧壁，并与竖管3的侧壁焊接在一起。
49.具体的，所述内管21的左端插入竖管3的侧壁，且内管21的左端与竖管3的内壁焊接在一起，这种结构能够增强焊接的牢固度。
50.作为本实用新型的一个较佳示例，所述内管21和外管23的厚度为4～6mm，保温层22的厚度为2～4mm。
51.具体的，所述内管21和外管23的厚度均设置为5mm，保温层22的厚度设置为4mm，这种设置既能确保横管2的整体强度，还能避免内管21的温度传递给外管23。
52.作为本实用新型的一个较佳示例，所述竖管3的上端设置有斜板31，用于封堵竖管3，所述斜板31与竖管3的上端焊接在一起。
53.具体的，当内管21和竖管3之间焊接完成后，将斜板31和竖管3的上端焊接在一起，
这种结构便于内管21和竖管3之间的焊接操作。
54.作为本实用新型的一个较佳示例，所述竖管3的侧壁上设置有挡板，所述挡板与反应器100的侧壁焊接在一起。
55.具体的，所述竖管3的侧壁上，从上至下设置有多处挡板，这种结构能够增强竖管3与反应器100之间连接的牢固性。
56.作为本实用新型的一个较佳示例，所述横管2的右端设置有密封法兰4，所述密封法兰4包括左法兰41和右法兰42，所述左法兰41与横管2的右端焊接在一起，所述右法兰42上设置有排放管43，所述排放管43与横管2连通。
57.具体的，这种设置便于横管2与外部接收设备之间进行连接，方便操作。
58.作为本实用新型的一个较佳示例，所述横管2的上侧设置有上法兰51，下侧设置有下法兰52，所述上法兰51和下法兰52的左端均与反应器100的外壁焊接在一起，所述上法兰51和下法兰52之间通过反应器圆弧板6连接在一起，所述外管23与反应器圆弧板6焊接在一起。
59.具体的，这种设置能够增强横管2与反应器100之间的连接牢固度。
60.作为本实用新型的一个较佳示例，所述反应器100下部设置有固定板200，所述固定板200上设置有吊孔201，所述固定板200用于对反应器100进行吊装。
61.具体的，所述固定板200与反应器100之间焊接在一起，这种结构便于对反应器100进行吊装。
62.作为本实用新型的一个较佳示例，下表1为本技术改进后的横管与现有横管使用情况的统计表：
63.表1改进后横管与现有横管使用情况统计表
[0064][0065]
通过以上统计数据可知，本技术改进后的横管与现有横管相比，其使用次数明显提高，且未出现外漏情况，解决了生产过程中横管与反应器之间焊接处开裂、泄露的问题，且横管单次使用寿命大幅度提升，降低了生产成本。
[0066]
综上所述，本技术所述的海绵钛还原反应器与现有技术相比具有以下优势：所述横管2采用内管21、保温层22和外管23组成的三层复合管，通过保温层22隔断内管21与外管23之间的热量传递，使外管23的温度保持在合理区间，一方面降低了横管2与反应器100外壁之间的焊缝在使用中开裂，造成反应器100泄露的风险，确保了生产的安全性，另一方面延长了横管2的使用寿命，减少了周期内维修次数，降低了生产成本。
[0067]
虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围
应当以权利要求所限定的范围为准。

技术特征：
1.一种海绵钛还原反应器，其特征在于，包括反应器(100)，所述反应器(100)的侧壁上设置有氯化镁管(1)，所述反应器(100)作为海绵钛还原反应的容器，所述氯化镁管(1)用于将反应器(100)反应过程中产生的氯化镁溶液排出；所述氯化镁管(1)包括横管(2)和竖管(3)，所述竖管(3)设置在反应器(100)内部，所述横管(2)设置在反应器(100)的侧壁上，所述横管(2)的一端与竖管(3)连接在一起；所述横管(2)包括内管(21)和外管(23)，所述内管(21)和外管(23)之间设置有保温层(22)，所述内管(21)、保温层(22)和外管(23)从内至外依次排布，所述内管(21)的一端与竖管(3)的侧壁焊接在一起，所述外管(23)的一端与反应器(100)的侧壁焊接在一起，所述保温层(22)用于隔断内管(21)与外管(23)之间的热量传递。2.根据权利要求1所述的海绵钛还原反应器，其特征在于，所述内管(21)和竖管(3)由碳钢制备而成，外管(23)和反应器(100)侧壁由不锈钢制备而成，保温层(22)由岩棉制备而成。3.根据权利要求1所述的海绵钛还原反应器，其特征在于，所述内管(21)的长度为a，外管(23)的长度为b，竖管(3)的壁厚为c，且3c≥a-b＞c，内管(21)和外管(23)的右端平齐。4.根据权利要求3所述的海绵钛还原反应器，其特征在于，所述内管(21)的左端经反应器(100)的侧壁后插入竖管(3)的侧壁，并与竖管(3)的侧壁焊接在一起。5.根据权利要求1所述的海绵钛还原反应器，其特征在于，所述内管(21)和外管(23)的厚度为4～6mm，保温层(22)的厚度为2～4mm。6.根据权利要求1所述的海绵钛还原反应器，其特征在于，所述竖管(3)的上端设置有斜板(31)，用于封堵竖管(3)，所述斜板(31)与竖管(3)的上端焊接在一起。7.根据权利要求1所述的海绵钛还原反应器，其特征在于，所述竖管(3)的侧壁上设置有挡板，所述挡板与反应器(100)的侧壁焊接在一起。8.根据权利要求1所述的海绵钛还原反应器，其特征在于，所述横管(2)的右端设置有密封法兰(4)，所述密封法兰(4)包括左法兰(41)和右法兰(42)，所述左法兰(41)与横管(2)的右端焊接在一起，所述右法兰(42)上设置有排放管(43)，所述排放管(43)与横管(2)连通。9.根据权利要求8所述的海绵钛还原反应器，其特征在于，所述横管(2)的上侧设置有上法兰(51)，下侧设置有下法兰(52)，所述上法兰(51)和下法兰(52)的左端均与反应器(100)的外壁焊接在一起，所述上法兰(51)和下法兰(52)之间通过反应器圆弧板(6)连接在一起，所述外管(23)与反应器圆弧板(6)焊接在一起。10.根据权利要求1所述的海绵钛还原反应器，其特征在于，所述反应器(100)下部设置有固定板(200)，所述固定板(200)上设置有吊孔(201)，所述固定板(200)用于对反应器(100)进行吊装。

技术总结
本实用新型提供一种海绵钛还原反应器，包括反应器，所述反应器的侧壁上设置有氯化镁管，所述反应器作为海绵钛还原反应的容器，所述氯化镁管用于将反应器反应过程中产生的氯化镁溶液排出；所述氯化镁管包括横管和竖管，所述竖管设置在反应器内部，所述横管设置在反应器的侧壁上，所述横管的一端与竖管连接在一起；所述横管包括内管和外管，所述内管和外管之间设置有保温层，所述内管、保温层和外管从内至外依次排布，所述内管的一端与竖管的侧壁焊接在一起，所述外管的一端与反应器的侧壁焊接在一起，所述保温层用于隔断内管与外管之间的热量传递；本申请避免了横管与反应器外壁之间的焊缝在使用中开裂，确保了生产的安全性。确保了生产的安全性。确保了生产的安全性。


技术研发人员：李汉 姚远翔 刘正红 郭乐乐 李煜 郭磊 王丽娟
受保护的技术使用者：洛阳双瑞万基钛业有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/9/3