氯化爐內(nèi)襯及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氯化爐內(nèi)襯及其制作方法，氯化爐內(nèi)襯，包括內(nèi)襯本體，內(nèi)襯本體由外到內(nèi)依次包括相互貼合的外澆注層(2)和內(nèi)澆注層(1)，外澆注層(2)和內(nèi)澆注層(1)均采用磷酸鹽澆注料混合陶瓷纖維棉澆注成型；氯化爐內(nèi)襯的制造方法為：在殼體(3)內(nèi)設置外澆注層模板，然后配出外澆注層澆注料，把澆注料倒入模板內(nèi)待其干燥后進行脫模處理以形成外澆注層(2)，然后用相同的方法把內(nèi)澆注層(1)制作完畢，再向氯化爐內(nèi)通入50℃、100℃、200℃、500℃及800℃的熱氣分別持續(xù)72、24、12、6及4小時。采用了本發(fā)明內(nèi)襯的氯化爐在生產(chǎn)過程中其故障率低，檢修周期大幅增加，維護費用大大降低，氯化爐的使用壽命大大延長。
【專利說明】
氯化爐內(nèi)襯及其制作方法
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及一種爐內(nèi)襯，尤其是一種氯化法鈦白粉的氯化爐內(nèi)襯。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，氯化法是制備鈦白粉最為常用的一種方法，而氯化爐是氯化法制備鈦白粉的核心設備，氯化法制備鈦白粉前期，需要將氯氣通入氯化爐中與鈦礦原料發(fā)生反應生產(chǎn)四氯化鈦，氯化爐反應段的溫度接近100tC，爐內(nèi)壓力呈微負壓，氯化爐內(nèi)襯受物料及氯氣劇烈沖刷，爐內(nèi)環(huán)境呈酸性極易被腐蝕，氯化爐內(nèi)襯對提高氯化爐的使用壽命以及保證四氯化鈦生產(chǎn)的順利進行起到十分關(guān)鍵的作用。
[0003]現(xiàn)有的氯化爐內(nèi)襯結(jié)構(gòu)通常是從內(nèi)到外依次為磷酸鹽澆注料、耐火高鋁磚、耐火粘土磚及高鋁耐火澆注料，且其厚度分別為:磷酸鹽澆注料層為230mm，耐火高鋁磚層為230mm，耐火粘土磚層為230mm，高招耐火饒注料層為190mm，內(nèi)襯總厚度為880mm。但是這種結(jié)構(gòu)及用材的內(nèi)襯會存在如下一些問題:首先是層級較多，在爐內(nèi)高溫作用下，層與層之間將會發(fā)生分層，導致整個內(nèi)襯不能燒結(jié)成一個整體;其次是由于這種結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)襯所采用的材料各不相同且其導熱系數(shù)均偏高，導致整個內(nèi)襯的導熱系數(shù)較高，當爐內(nèi)溫度在1000C左右時其導熱系數(shù)在3.95ff/m.k左右，使得整個內(nèi)襯的隔熱效果較差，外殼溫度通常會達到150°C以上;再次是內(nèi)襯整體強度低，一般其耐壓強度低于35MPa;最后是帶有高鋁耐火澆注料層結(jié)構(gòu)的內(nèi)襯在高溫作用下其收縮率較高，將會導致氯化爐在運行過程中產(chǎn)生裂紋或縫隙，從而使高溫氯氣從這些裂紋或縫隙中竄到內(nèi)襯外層將殼體腐蝕，影響氯化爐的正常運行；基于上述存在的問題，導致該種氯化爐內(nèi)襯的故障率偏高，從而降低了檢修周期，增大了維護費用，同時，氯化爐的壽命也會縮短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種氯化爐內(nèi)襯及其制作方法，采用了本發(fā)明內(nèi)襯的氯化爐在生產(chǎn)過程中其故障率低，能大幅度增加檢修周期，提高氯化爐的生產(chǎn)效率，同時，還能大大降低氯化爐的維護費用以及有效延長氯化爐的使用壽命。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:氯化爐內(nèi)襯，包括內(nèi)襯本體，內(nèi)襯本體為多層復合的層狀結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)襯本體由外到內(nèi)依次包括相互貼合的外澆注層和內(nèi)澆注層，外澆注層和內(nèi)澆注層均采用磷酸鹽澆注料混合陶瓷纖維棉澆注成型。
[0006]進一步地，所述外澆注層的澆注料由YB/T5083-1997《粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)致密耐火澆注料》中的LL-60型磷酸鹽澆注料、GB/T3003-2006《耐火材料陶瓷纖維及制品》中的BF-120型陶瓷纖維棉及磷酸混合而成，其中BF-120型陶瓷纖維棉占LL-60型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的2?4%，磷酸占LL-60型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的18?22%，且其質(zhì)量濃度在80%以上;所述內(nèi)澆注層的澆注料由YB/T5083-1997《粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)致密耐火澆注料》中的LL-75型磷酸鹽澆注料、GB/T3003-2006《耐火材料陶瓷纖維及制品》中的BF-150型陶瓷纖維棉及磷酸混合而成，其中BF-150型陶瓷纖維棉占LL-75型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的0.8?1.2%，磷酸占LL-75型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的16?20%，且其質(zhì)量濃度在80%以上。
[0007]進一步地，所述8?-120型陶瓷纖維棉占1^_60型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的2.5?3.5%，所述BF-150型陶瓷纖維棉占LL-75型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的0.9?1.1 %。
[0008]進一步地，構(gòu)成外澆注層的磷酸占LL-60型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的19?21%，且磷酸質(zhì)量濃度為85%;構(gòu)成內(nèi)澆注層的磷酸占LL-75型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的17?19%，且磷酸質(zhì)量濃度為85 %。
[0009]進一步地，所述內(nèi)饒注層厚度范圍為150mm?450mm,外饒注層厚度范圍為150mm?450mmo
[0010]本發(fā)明還提供了一種制作所述氯化爐內(nèi)襯的方法，包括以下步驟:
[0011 ]制作外澆注層:在殼體內(nèi)設置外澆注層模板，外澆注層模板與殼體內(nèi)壁之間保持設置間距，外澆注層澆注料的配制:首先將選配的磷酸鹽澆注料和陶瓷纖維棉按比例放入容器內(nèi)，再向該容器中按比例加入磷酸，然后將所述磷酸鹽澆注料、陶瓷纖維棉及磷酸攪拌均勻，待其浸泡不少于24小時后再次攪拌均勻，將澆注料倒入外澆注層模板內(nèi)，澆注時分層振實，待澆注料表面干燥后并繼續(xù)等待24小時以上后脫模；
[0012]然后同以上步驟完成內(nèi)澆注層的制作:在外澆注層2內(nèi)設置內(nèi)澆注層模板，內(nèi)澆注層模板與外澆注層2之間保持設置間距，內(nèi)澆注層澆注料的配制:首先將選配的磷酸鹽澆注料和陶瓷纖維棉按比例放入容器內(nèi)，再向該容器中按比例加入磷酸，然后將所述磷酸鹽澆注料、陶瓷纖維棉及磷酸攪拌均勻，待其浸泡不少于24小時后再次攪拌均勻，將澆注料倒入外澆注層模板內(nèi)，澆注時分層振實，待澆注料表面干燥后并繼續(xù)等待24小時以上后脫模；
[0013]在內(nèi)、外澆注層都制作完畢后，再依次向氯化爐內(nèi)通入熱氣進行恒溫處理，由低溫到高溫，不高于50°C的低溫恒溫不少于72小時、不高于200°C的中溫恒溫不少于36小時及不高于800 0C的高溫恒溫不少于1小時。
[0014]進一步地，所述中溫恒溫和高溫恒溫分別分兩個恒溫段進行。
[0015]進一步地，通入50°(:、100°(:、200°(:、500°(:及800°(:的熱氣分別持續(xù)72、24、12、6及4小時。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:采用了本發(fā)明內(nèi)襯的氯化爐在生產(chǎn)過程中其故障率將會大大降低，大幅度增加檢修周期，大大降低氯化爐的維護費用，提高氯化爐的生產(chǎn)效率，同時，還能有效地延長氯化爐的使用壽命。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明氯化爐內(nèi)襯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中標記為:1-內(nèi)澆注層，2-外澆注層，3-殼體。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明的氯化爐內(nèi)襯，包括內(nèi)襯本體，內(nèi)襯本體為多層復合的層狀結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)襯本體由外到內(nèi)依次包括相互貼合的外澆注層和內(nèi)澆注層，外澆注層和內(nèi)澆注層均采用磷酸鹽澆注料混合陶瓷纖維棉澆注成型。
[0021]所述外澆注層2由YB/T5083-1997《粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)致密耐火澆注料》中的LL-60型磷酸鹽澆注料、GB/T3003-2006《耐火材料陶瓷纖維及制品》中的BF-120型陶瓷纖維棉及磷酸構(gòu)成，發(fā)明人通過大量試驗后發(fā)現(xiàn)，當BF-120型陶瓷纖維棉和質(zhì)量濃度為85%的磷酸分別占LL-60型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的2.5?3.5%及19?21 %時，由它們構(gòu)成的外澆注層2的性能較佳，尤其是，當BF-120型陶瓷纖維棉和質(zhì)量濃度為85%的磷酸分別占LL-60型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的3%及20%時，外澆注層2的性能達到最佳；所述內(nèi)澆注層I由YB/T5083-1997《粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)致密耐火澆注料》中的LL-75型磷酸鹽澆注料、GB/T3003-2006《耐火材料陶瓷纖維及制品》中的BF-150型陶瓷纖維棉及磷酸構(gòu)成，同樣，發(fā)明人通過大量試驗后發(fā)現(xiàn)，當BF-150型陶瓷纖維棉和質(zhì)量濃度為85%的磷酸分別占LL-75型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的0.9?1.1 %及17?19 %時，由它們構(gòu)成的內(nèi)澆注層I的性能較佳，尤其是，當BF-150型陶瓷纖維棉和質(zhì)量濃度為85 %的磷酸分別占LL-75型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的1.0 %及18 %時，內(nèi)澆注層I的性能達到最佳；另外，當內(nèi)澆注層I與外澆注層2的厚度分別為200mm和300mm時，氯化爐內(nèi)襯整體的性能非常好。
[0022]實施例1
[0023]本發(fā)明的氯化爐內(nèi)襯的具體制作過程如下:
[0024]外澆注層的制作:首先在殼體3內(nèi)設置外澆注層模板，外澆注層模板由鋼板制成，其具有足夠的強度，能保證模板不走位，不移位，不漏漿，外澆注層模板與殼體內(nèi)壁之間的間距為300mm，然后進行外澆注層澆注料的配制:首先將I噸LL-60型磷酸鹽澆注料和0.03噸BF-120型陶瓷纖維棉放入容器內(nèi)，此處的容器為槽鋼，再向該槽鋼內(nèi)加入200kg質(zhì)量濃度為85 %的磷酸，然后將所述磷酸鹽澆注料、陶瓷纖維棉及磷酸攪拌均勻，待其浸泡24小時后再次攪拌均勻;將澆注料倒入外澆注層模板內(nèi)，并立即采用振動器將其分層振實，當澆注料表面返漿后即將振動器緩慢抽出，待澆注料表面干燥后并繼續(xù)等待24小時即將外澆注層模板拆除，此時外澆注層2制作完畢，模板拆除后，要及時對外澆注體進行質(zhì)量檢查，如果發(fā)現(xiàn)蜂窩、剝落、及空洞等質(zhì)量問題，必須對其進行及時補修處理;然后再在外澆注層2內(nèi)設置內(nèi)澆注層模板，內(nèi)澆注層模板與外澆注層2之間的間距為200mm，內(nèi)澆注層澆注料的配制及澆注過程與外澆注層澆注料的配制、澆注過程完全相同，只是LL-75型的磷酸鹽澆注料用量為I噸，BF-150型的陶瓷纖維棉用量為0.01噸，磷酸用量為180kg，且其質(zhì)量濃度也為85%;在內(nèi)、外澆注層都制作完畢后，再向氯化爐內(nèi)通入50°C的熱氣持續(xù)72小時，之后繼續(xù)向氯化爐內(nèi)通入100 0C的熱氣持續(xù)24小時，然后再通入200 0C的熱氣持續(xù)12小時，之后再通入500 °C的熱氣持續(xù)6小時，最后再通入800°C的熱氣持續(xù)4小時，當整個過程完成后即可用其進行生產(chǎn)工作。
[0025]本發(fā)明的氯化爐內(nèi)襯是由外澆注層2和內(nèi)澆注層I構(gòu)成，且構(gòu)成內(nèi)、外澆注層的材料型號均相近，所以能夠?qū)?nèi)、外澆注層燒結(jié)為一個整體，在高溫作用下內(nèi)襯也不會發(fā)生分層，其整體性較強，結(jié)構(gòu)也非常簡單;再者，內(nèi)、外澆注料層以兩種型號相近的磷酸鹽澆注料為基料，而磷酸鹽澆注料本身具有一定的抗熱震性、抗熔渣侵蝕性，其耐沖擊力較強，耐壓強度較高，再加上陶瓷纖維棉本身的導熱系數(shù)很低，當把兩種型號相近的陶瓷纖維棉分別與兩種型號相近的磷酸鹽澆注料按一定比例混合構(gòu)成本發(fā)明內(nèi)襯的內(nèi)、外澆注層后，會使整個內(nèi)襯的導熱系數(shù)大大降低，當爐內(nèi)反應溫度為100tC左右時，內(nèi)澆注層I的導熱系數(shù)在
0.9W/m.k左右，外澆注層2的導熱系數(shù)在0.3W/m.k左右，而氯化爐外殼的溫度降將會始終保持在100°C以下，有效地增強了內(nèi)襯的隔熱效果；同時，陶瓷纖維棉本身具有很高的強度，當把兩種型號相近的陶瓷纖維棉作為本發(fā)明內(nèi)襯的內(nèi)、外澆注層的組成成分后，會使內(nèi)襯整體的耐壓強度進一步增強，110°c時，內(nèi)澆注層I的耐壓強度為45MPa，外澆注層2的耐壓強度為40MPa;最后，由于本發(fā)明的氯化爐內(nèi)襯取消了高鋁耐火澆注料層，而且陶瓷纖維棉本身的收縮率很低，將兩種型號相近的陶瓷纖維棉作為本發(fā)明內(nèi)襯的內(nèi)、外澆注層的組成成分后，會使整個內(nèi)襯的收縮率大大降低，從而避免氯化爐在運行過程中其內(nèi)襯產(chǎn)生裂紋或縫隙，進而防止高溫氯氣從產(chǎn)生的裂紋或縫隙中竄到內(nèi)襯外去腐蝕氯化爐殼體3，而影響氯化爐的正常運行;綜上所述，采用了本發(fā)明內(nèi)襯的氯化爐在生產(chǎn)過程中其故障率將會大大降低，檢修周期由原來的18個月延長至36個月，大大降低了氯化爐的維護費用，提高了氯化爐的生產(chǎn)效率，同時，氯化爐的使用壽命也得到有效的延長。
【主權(quán)項】
1.氯化爐內(nèi)襯，包括內(nèi)襯本體，內(nèi)襯本體為多層復合的層狀結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)襯本體由外到內(nèi)依次包括相互貼合的外澆注層(2)和內(nèi)澆注層(I)，外澆注層(2)和內(nèi)澆注層(I)均采用磷酸鹽澆注料混合陶瓷纖維棉澆注成型。2.如權(quán)利要求1所述的氯化爐內(nèi)襯，其特征在于:所述外澆注層(2)的澆注料由YB /T5083-1997《粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)致密耐火澆注料》中的LL-60型磷酸鹽澆注料、GB/T3003-2006《耐火材料陶瓷纖維及制品》中的BF-120型陶瓷纖維棉及磷酸混合而成，其中BF-120型陶瓷纖維棉占LL-60型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的2?4%，磷酸占LL-60型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的18?22%，且其質(zhì)量濃度在80%以上;所述內(nèi)澆注層(10)的澆注料由YB/T5083-1997《粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)致密耐火澆注料》中的LL-75型磷酸鹽澆注料、GB/T3003-2006《耐火材料陶瓷纖維及制品》中的BF-150型陶瓷纖維棉及磷酸混合而成，其中BF-150型陶瓷纖維棉占LL-75型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的0.8?1.2%，磷酸占LL-75型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的16?20%，且其質(zhì)量濃度在80%以上。3.如權(quán)利要求2所述的氯化爐內(nèi)襯，其特征在于:所述BF-120型陶瓷纖維棉占LL-60型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的2.5?3.5 %，所述BF-150型陶瓷纖維棉占LL-75型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的0.9?1.1%。4.如權(quán)利要求2所述的氯化爐內(nèi)襯，其特征在于:構(gòu)成外澆注層(2)的磷酸占LL-60型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的19?21 %，且磷酸質(zhì)量濃度為85% ;構(gòu)成內(nèi)澆注層(I)的磷酸占LL-75型磷酸鹽澆注料質(zhì)量比的17?19%，且磷酸質(zhì)量濃度為85%。5.如權(quán)利要求1所述的氯化爐內(nèi)襯，其特征在于:所述內(nèi)澆注層(I)厚度范圍為150?450mm,外饒注層(2)厚度范圍為150?450mm。6.制作權(quán)利要求1所述的氯化爐內(nèi)襯的方法，包括以下步驟: 制作外澆注層:在殼體(3)內(nèi)設置外澆注層模板，外澆注層模板與殼體(3)內(nèi)壁之間保持設置間距，外澆注層澆注料的配制:首先將選配的磷酸鹽澆注料和陶瓷纖維棉按比例放入容器內(nèi)，再向該容器中按比例加入磷酸，然后將所述磷酸鹽澆注料、陶瓷纖維棉及磷酸攪拌均勻，待其浸泡不少于24小時后再次攪拌均勻，將澆注料倒入外澆注層模板內(nèi)，澆注時分層振實，待澆注料表面干燥后并繼續(xù)等待24小時以上后脫模； 然后同以上步驟完成內(nèi)澆注層的制作:在外澆注層(2)內(nèi)設置內(nèi)澆注層模板，內(nèi)澆注層模板與外澆注層(2)之間保持設置間距，內(nèi)澆注層澆注料的配制:首先將選配的磷酸鹽澆注料和陶瓷纖維棉按比例放入容器內(nèi)，再向該容器中按比例加入磷酸，然后將所述磷酸鹽澆注料、陶瓷纖維棉及磷酸攪拌均勻，待其浸泡不少于24小時后再次攪拌均勻，將澆注料倒入外澆注層模板內(nèi)，澆注時分層振實，待澆注料表面干燥后并繼續(xù)等待24小時以上后脫模； 在內(nèi)、外澆注層都制作完畢后，再依次向氯化爐內(nèi)通入熱氣進行恒溫處理，由低溫到高溫，不高于50°C的低溫恒溫不少于72小時、不高于200°C的中溫恒溫不少于36小時及不高于800 0C的高溫恒溫不少于1小時。7.如權(quán)利要求6所述的氯化爐內(nèi)襯的制作方法，其特征在于:所述中溫恒溫和高溫恒溫分別分兩個恒溫段進行。8.如權(quán)利要求7所述的氯化爐內(nèi)襯的制作方法，其特征在于:通入50°C、100 °C、200 °C、.500 °C及800 °C的熱氣分別持續(xù)72、24、12、6及4小時。
【文檔編號】F27D1/00GK106052393SQ201610364031
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】羅云, 萬立, 何楷平, 王政強
【申請人】宜賓天原集團股份有限公司