海綿鈦倒U型反應器中排氯化鎂管固定結構優(yōu)化

柴玉川，原浩楠，柴寧寧，張迎迎，王 哲

(河南龍佰智能裝備制造有限公司, 河南 焦作 454000)

近年來，隨著鈦合金在航天航空、海洋工程、生物醫(yī)療等領域應用的不斷發(fā)展，對其原材料海綿鈦的要求也不斷提高[1]。鎂還原-蒸餾法(克勞爾法)是海綿鈦生產(chǎn)廠家批量生產(chǎn)海綿鈦的主要方法[2，3]。目前，海綿鈦生產(chǎn)設備主要有“I”型還原蒸餾爐和倒“U”型還原蒸餾爐，哈薩克斯坦的UKTMP公司、俄羅斯的VSMPO-AVISMA公司和國內(nèi)的攀鋼集團礦業(yè)有限公司海綿鈦分公司、朝陽金達鈦業(yè)股份有限公司等采用“I”型還原蒸餾爐，日本的大阪鈦科技股份公司、國內(nèi)的遵義鈦業(yè)股份有限公司等采用倒“U”型還原蒸餾爐[4]。反應器是鎂還原-蒸餾工藝的主要承載設備，主要采用低碳鋼或者奧氏體不銹鋼制造，其中，低碳鋼具有加工工藝簡單，制造成本低，生產(chǎn)的海綿鈦中Cr、Ni等雜質(zhì)元素含量較低等優(yōu)點，但其強度較低，抗氧化性差，使用壽命一般僅8～9次[5]；奧氏體不銹鋼的強度高，抗氧化性和抗腐蝕性好，使用壽命長，一般能夠使用30次左右，但不銹鋼反應器的材料成本和制造成本均較高[6]。此外，奧氏體不銹鋼的合金元素容易進入物料中，且無法通過蒸餾去除，會導致海綿鈦被污染[7]。因此，各海綿鈦生產(chǎn)廠家都在嘗試采用復合板制造反應器，其內(nèi)部為碳鋼，外部為不銹鋼，可兼顧2種材料的性能優(yōu)點。

在倒U型反應器中，排氯化鎂管起著至關重要的作用。通過從反應器頂部通入氬氣，將還原反應生成的液態(tài)MgCl2、少量的Mg和TiCl2/TiCl3等，以及其他雜質(zhì)成分從排氯化鎂管中排出反應器。……