專利名稱：海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置及排料方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎂熱還原真空蒸餾法生產(chǎn)海綿鈦的裝置，更具體地講，涉及一種海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置及排料方法。
背景技術(shù)：
利用鎂熱還原真空蒸餾法生產(chǎn)海綿鈦時，將精鎂和精四氯化鈦置于反應(yīng)器內(nèi)并在850°C條件下反應(yīng)生成海綿鈦，再將所獲得的海綿鈦于高達(dá)1000°C的溫度下經(jīng)真空蒸餾獲得純凈的海綿鈦。反應(yīng)時，需根據(jù)加料制度及反應(yīng)進(jìn)度，及時且頻繁地開啟反應(yīng)器上的氯化鎂排料裝置，以排出反應(yīng)器內(nèi)生成的氯化鎂，并控制反應(yīng)器內(nèi)的液面在一定范圍內(nèi)波動。
在工業(yè)生產(chǎn)中，普遍采用上排氯化鎂的方式進(jìn)行氯化鎂的排放，排放過程中依靠往反應(yīng)器內(nèi)充氬的方式把反應(yīng)生成的MgCl2從反應(yīng)器上部的排鹽口壓出來。而下排氯化鎂的方式僅有少量的應(yīng)用，且下部排料方式排放氯化鎂時，因排料閥頂針的位置采用頂部錐體的密封方式，且頂部錐體的密封位置距離反應(yīng)器內(nèi)的熔體有一定的距離且頂部錐體的溫度比熔體部分低，熔體易在此錐體部分冷凝粘接，而使排料閥無法實現(xiàn)上下動作。當(dāng)排料閥無法進(jìn)行正常的排料時，不但影響鎂熱還原工藝的順行，還會因操作不順影響海綿鈦的質(zhì)量,增加生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個或多個問題。本發(fā)明的目的在于提供一種可以有效實現(xiàn)下排氯化鎂方式的海綿鈦反應(yīng)器底部排料裝置及利用該底部排料裝置進(jìn)行排料的方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供了一種海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置，所述底部排料裝置包括排料閥機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)，其中，所述排料閥機(jī)構(gòu)包括法蘭盤、外套管、內(nèi)排料管和頂針，法蘭盤設(shè)置在海綿鈦反應(yīng)器的底部并開有排料口，外套管固定在法蘭盤下端，內(nèi)排料管設(shè)置在外套管中并與排料口相通，內(nèi)排料管能夠沿著其軸線方向移動，頂針從排料口的上方放置在排料口上并密封排料口，頂針的下端固定在內(nèi)排料管的一端上，其中，頂針頭部包括上錐體和下錐體并且上錐體和下錐體背向設(shè)置；所述傳動機(jī)構(gòu)包括氣缸、伸縮部件和連桿，伸縮部件的一端與氣缸相連，伸縮部件的另一端通過連桿與內(nèi)排料管的另一端相連，通過傳動機(jī)構(gòu)帶動內(nèi)排料管及頂針的運(yùn)動。根據(jù)本發(fā)明的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置的一個實施例，所述排料閥機(jī)構(gòu)還包括溢流限位管，所述溢流限位管固定在法蘭盤下端并且具有小于內(nèi)排料管直徑的直徑和小于內(nèi)排料管長度的長度，溢流限位管用于控制頂針的運(yùn)動距離。根據(jù)本發(fā)明的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置的一個實施例，所述頂針的下端通過支撐桿固定在內(nèi)排料管的一端上且支撐桿固定在內(nèi)排料管的卡槽內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置的一個實施例，所述排料閥機(jī)構(gòu)由耐高溫合金鋼制成。本發(fā)明的另一方面提供了一種海綿鈦反應(yīng)器的排料方法，所述排料方法采用上述的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置來進(jìn)行海綿鈦制備時的氯化鎂排料。根據(jù)本發(fā)明的海綿鈦反應(yīng)器的排料方法的一個實施例，所述排料方法包括如下步驟1)排料時，使氣缸動作并帶動伸縮部件運(yùn)動，伸縮部件帶動連桿向下運(yùn)動，連桿帶動內(nèi)排料管向上運(yùn)動，同時頂針往海綿鈦反應(yīng)器內(nèi)部運(yùn)動，使海綿鈦反應(yīng)器內(nèi)的熔融氯化鎂從排料口流出，實現(xiàn)排料；2)排料結(jié)束后，使氣缸反 向動作并帶動伸縮部件反向運(yùn)動，伸縮部件帶動連桿向上運(yùn)動，連桿帶動內(nèi)排料管向下運(yùn)動，使頂針回位并密封排料口，完成排料。根據(jù)本發(fā)明的海綿鈦反應(yīng)器的排料方法的一個實施例，所述排料方法還包括在排料前根據(jù)工藝要求計算單次排料時所需排放的氯化鎂量。本發(fā)明的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置結(jié)構(gòu)合理、操作容易實現(xiàn)；本發(fā)明的排料方法簡單易行、方便有效，可實現(xiàn)反應(yīng)器底部排料的有效控制。采用本發(fā)明的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置及排料方法能實現(xiàn)海綿鈦生產(chǎn)時底部排料的有效控制，可以有效地減少因底部熔體溫度差異形成的反應(yīng)器假底阻礙排料和熔體在排料口處的冷凝粘接，同時可以保證工藝的順行,提高海綿鈦生產(chǎn)時的質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。


通過下面結(jié)合示例性地示出一例的附圖進(jìn)行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中圖I是本發(fā)明示例性實施例的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明I-氣缸、2-伸縮部件、3-連桿、4-排料閥機(jī)構(gòu)、5-海綿鈦反應(yīng)器、6-法蘭盤、7_外套管、8-內(nèi)排料管、9-溢流限位管、10-頂針、11-頂針頭部、12-排料口。
具體實施例方式在下文中，將結(jié)合附圖對本發(fā)明的示例性實施例作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。圖I是本發(fā)明示例性實施例的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，本實施例的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置包括排料閥機(jī)構(gòu)4和傳動機(jī)構(gòu)，并且海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置安裝在海綿鈦反應(yīng)器的底部，其中，排料閥機(jī)構(gòu)4用于控制海綿鈦反應(yīng)器中的熔體排放，傳動機(jī)構(gòu)則用于帶動排料閥機(jī)構(gòu)4的動作。排料閥機(jī)構(gòu)4包括法蘭盤6、外套管7、內(nèi)排料管8和頂針10，法蘭盤6設(shè)置在海綿鈦反應(yīng)器5的底部并開有排料口 12，外套管7固定在法蘭盤6下端，內(nèi)排料管8設(shè)置在外套管7中并與排料口 12相通，則海綿鈦反應(yīng)器5中的熔體可以經(jīng)由排料口 12、內(nèi)排料管8排出，外套管7主要用于保護(hù)內(nèi)排料管8，而內(nèi)排料管8能夠在外套管7中沿著內(nèi)排料管8的軸線方向移動。頂針10從排料口 12的上方放置在排料口 12上并密封排料口 12，頂針10的下端固定在內(nèi)排料管8的一端上，并且頂針頭部11包括上錐體和下錐體并且上錐體和下錐體背向設(shè)置，上錐體用于頂穿海綿鈦反應(yīng)器5底部形成的假底并戳穿熔體液面，下錐體則用于密封排料口 12并通過下錐體的錐面進(jìn)行密封。由于頂針10固定在內(nèi)排料管8上，則頂針10可以隨著內(nèi)排料管8的運(yùn)動而運(yùn)動。
傳動機(jī)構(gòu)包括氣缸I、伸縮部件2和連桿3,伸縮部件2的一端與氣缸I相連,伸縮部件2的另一端通過連桿3與內(nèi)排料管8的另一端相連，通過傳動機(jī)構(gòu)帶動內(nèi)排料管8及頂針10的運(yùn)動。其中，伸縮部件2可以為普通的伸縮傳動桿，但不限于此。本發(fā)明的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置利用了杠桿原理，即利用氣缸I及伸縮裝置2帶動連桿3運(yùn)動，利用杠桿原理使內(nèi)排料管8和頂針10進(jìn)行運(yùn)動，同時頂針頭部11采用雙向錐體結(jié)構(gòu)，利用下錐體的錐面密封排料口 12，上錐體起戳穿熔體液面的作用。這樣就能使海綿鈦反應(yīng)器5內(nèi)的液態(tài)熔融氯化鎂能從排料口 12排出，完成排料后，又能很好的堵住排料口 12，密封反應(yīng)器。另外，本實施例的排料閥機(jī)構(gòu)4還包括溢流限位 管9，溢流限位管9固定在法蘭盤6下端并且具有小于內(nèi)排料管8直徑的直徑和小于內(nèi)排料管8長度的長度，通過溢流限位管9來控制頂針10的運(yùn)動距離，以實現(xiàn)準(zhǔn)確控制。由于海綿鈦反應(yīng)器5在使用多次后，反應(yīng)區(qū)的位置會在熱重狀態(tài)下發(fā)生伸長，導(dǎo)致整個排料閥機(jī)構(gòu)4在垂直方向上的位置發(fā)生變化，因此有必要根據(jù)實際工況及時調(diào)節(jié)頂針10的運(yùn)動距離，同時溢流限位管9還可以防止頂針10因運(yùn)動幅度過大而從排料口 12脫出。本實施例中，頂針10的下端通過支撐桿固定在內(nèi)排料管8的一端上且支撐桿固定在內(nèi)排料管8的卡槽內(nèi)，但頂針10的固定方式不限于此。優(yōu)選地，排料閥機(jī)構(gòu)4中的法蘭盤6、外套管7、內(nèi)排料管8、溢流限位管9、頂針10等部件均由耐高溫合金鋼(如lCrl8Ni9Ti、2520不銹鋼等)制成，以延長其使用壽命，但不限于此。下面將結(jié)合上述海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置詳細(xì)描述本發(fā)明示例性實施例的排料方法。本發(fā)明的海綿鈦反應(yīng)器的排料方法具體使用上述海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置來進(jìn)行海綿鈦制備時的氯化鎂排料，實現(xiàn)下排氯化鎂。具體地，本發(fā)明的海綿鈦反應(yīng)器的排料方法包括如下步驟首先，根據(jù)鎂熱還原法生產(chǎn)海綿鈦時的工藝要求，計算單次排料時需要排放的MgCl2量。由于單次排料在還原操作不同的時間段所需要排放的MgCl2量不同，為了控制反應(yīng)器內(nèi)的液位，由加料速度確定單次排料量。其次，排料時，使氣缸I動作并帶動伸縮部件2運(yùn)動，伸縮部件2帶動連桿3向下運(yùn)動，由于連桿3與內(nèi)排料管8相連，其通過杠桿原理帶動內(nèi)排料管8向上運(yùn)動，同時頂針10往海綿鈦反應(yīng)器5內(nèi)部運(yùn)動，使海綿鈦反應(yīng)器5內(nèi)的熔融氯化鎂從排料口 12處流出，實現(xiàn)排料。然后，根據(jù)工藝操作需要，當(dāng)單次排料量達(dá)到計算時所需的量后，使氣缸I反向動作并帶動伸縮部件2反向運(yùn)動，伸縮部件帶動連桿3向上運(yùn)動，連桿帶動內(nèi)排料管8向下運(yùn)動，使頂針10回位并密封排料口 12，完成排料。綜上所述，本發(fā)明的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置結(jié)構(gòu)簡單，排料方法簡單易行、方便有效，可實現(xiàn)反應(yīng)器底部MgCl2的順利排放。采用本發(fā)明的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置及排料方法能避免因排料口堵塞或者在反應(yīng)器底部形成假底時無法順利排料的問題，實現(xiàn)還原過程的順利進(jìn)行，特別是MgCl2的及時排放能有效地控制還反應(yīng)器內(nèi)的液位波動，保證海綿鈦產(chǎn)品的質(zhì)量。
盡管上面結(jié)合實施例示出并描述了本發(fā)明海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置及排料方法，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是，在不脫離權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在這里做出形式和細(xì)節(jié)上的各 種改變。
權(quán)利要求
1.一種海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置，其特征在于，所述底部排料裝置包括排料閥機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)，其中， 所述排料閥機(jī)構(gòu)包括法蘭盤、外套管、內(nèi)排料管和頂針，法蘭盤設(shè)置在海綿鈦反應(yīng)器的底部并開有排料口，外套管固定在法蘭盤下端，內(nèi)排料管設(shè)置在外套管中并與排料口相通，內(nèi)排料管能夠沿著其軸線方向移動，頂針從排料口的上方放置在排料口上并密封排料口，頂針的下端固定在內(nèi)排料管的一端上，其中，頂針頭部包括上錐體和下錐體并且上錐體和下錐體背向設(shè)置； 所述傳動機(jī)構(gòu)包括氣缸、伸縮部件和連桿，伸縮部件的一端與氣缸相連，伸縮部件的另一端通過連桿與內(nèi)排料管的另一端相連，通過傳動機(jī)構(gòu)帶動內(nèi)排料管及頂針的運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置，其特征在于，所述排料閥機(jī)構(gòu)還包括溢流限位管，所述溢流限位管固定在法蘭盤下端并且具有小于內(nèi)排料管直徑的直徑和小于內(nèi)排料管長度的長度，溢流限位管用于控制頂針的運(yùn)動距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置，其特征在于，所述頂針的下端通過支撐桿固定在內(nèi)排料管的一端上且支撐桿固定在內(nèi)排料管的卡槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置，其特征在于，所述排料閥機(jī)構(gòu)由耐聞溫合金鋼制成。
5.一種海綿鈦反應(yīng)器的排料方法，其特征在于，所述排料方法采用根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置來進(jìn)行海綿鈦制備時的氯化鎂排料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海綿鈦反應(yīng)器的排料方法，其特征在于，所述排料方法包括如下步驟 1)排料時，使氣缸動作并帶動伸縮部件運(yùn)動，伸縮部件帶動連桿向下運(yùn)動，連桿帶動內(nèi)排料管向上運(yùn)動，同時頂針往海綿鈦反應(yīng)器內(nèi)部運(yùn)動，使海綿鈦反應(yīng)器內(nèi)的熔融氯化鎂從排料口流出，實現(xiàn)排料； 2)排料結(jié)束后，使氣缸反向動作并帶動伸縮部件反向運(yùn)動，伸縮部件帶動連桿向上運(yùn)動，連桿帶動內(nèi)排料管向下運(yùn)動，使頂針回位并密封排料口，完成排料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海綿鈦反應(yīng)器的排料方法，其特征在于，所述排料方法還包括在排料前根據(jù)工藝要求計算單次排料時所需排放的氯化鎂量。
全文摘要
本發(fā)明的海綿鈦反應(yīng)器的底部排料裝置包括排料閥機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)，排料閥機(jī)構(gòu)包括法蘭盤、外套管、內(nèi)排料管和頂針，法蘭盤設(shè)置在海綿鈦反應(yīng)器的底部并開有排料口，外套管固定在法蘭盤下端，內(nèi)排料管設(shè)置在外套管中并與排料口相通，內(nèi)排料管能夠沿著其軸線方向移動，頂針從排料口的上方放置在排料口上并密封排料口，頂針的下端固定在內(nèi)排料管的一端上，其中，頂針頭部包括上錐體和下錐體并且上錐體和下錐體背向設(shè)置；傳動機(jī)構(gòu)包括氣缸、伸縮部件和連桿，伸縮部件的一端與氣缸相連，伸縮部件的另一端通過連桿與內(nèi)排料管的另一端相連，通過傳動機(jī)構(gòu)帶動內(nèi)排料管及頂針的運(yùn)動。本發(fā)明的海綿鈦反應(yīng)器的排料方法則使用上述底部排料裝置進(jìn)行排料。
文檔編號C22B34/12GK102766770SQ20121024470
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者劉彬, 夏建輝, 姜方新, 張繼東, 李開華, 楊仰軍, 程曉哲, 苗慶東 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司