一种还原蒸馏炉及包含其的装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111004927A(43)申请公布日2020.04.14(21)申请号201911404863.4(22)申请日2019.12.31(71)申请人河钢股份有限公司承德分公司地址067102河北省承德市双滦区滦河镇申请人沈阳北冶冶金科技有限公司(72)发明人周涛冯乃祥刘义李兰杰狄跃忠常福增柳朝阳杨超高晓羽(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人巩克栋(51)Int.Cl.C22B34/12(2006.01)C22B5/04(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图1页(54)发明名称一种还原蒸馏炉及包含其的装置和方法(57)摘要本发明提供一种还原蒸馏炉，所述还原蒸馏炉采用I型结构，从上到下依次包括：蒸馏装置和加热装置，且所述蒸馏装置内设置有结晶单元，结构简单紧凑，设备利用率高；而且所述加热装置的一侧与抽真空单元相连，使蒸馏装置与加热装置之间形成真空空间，实现内外双真空，可保障内胆寿命；利用所述还原蒸馏炉生产钛合金时，可同时副产含钛冰晶石，无废料废渣产生，而且能够大幅提升还原及蒸馏效率，从而缩短生产周期，降低能耗，具有较高的工业应用价值。CN111004927ACN111004927A权利要求书1/3页1.一种还原蒸馏炉，其特征在于，所述还原蒸馏炉从上到下依次包括：蒸馏装置和加热装置；所述蒸馏装置内设置有结晶单元；所述蒸馏装置设置在加热装置内；所述加热装置的一侧与抽真空单元相连，蒸馏装置与加热装置之间形成真空空间。2.根据权利要求1所述的还原蒸馏炉，其特征在于，所述蒸馏装置上下分为冷却段和蒸馏段；优选地，所述结晶单元设置在蒸馏装置的冷却段；优选地，所述蒸馏装置的上方设置有水冷罩；优选地，在所述结晶单元的上方一侧，蒸馏装置与抽真空单元相连，蒸馏装置内部与水冷罩之间形成真空空间；优选地，所述蒸馏装置在结晶单元的上方一侧设置有真空抽气口；优选地，所述水冷罩的上方一侧与充气单元相连；优选地，所述水冷罩的上方一侧设置有充气口；优选地，所述蒸馏装置为马弗罐；优选地，所述结晶单元为结晶器。3.根据权利要求2所述的还原蒸馏炉，其特征在于，所述蒸馏装置的蒸馏段设置有物料盛放器；优选地，所述物料盛放器悬挂于蒸馏装置内；优选地，所述物料盛放器通过工件架悬挂于蒸馏装置内；优选地，所述物料盛放器为坩埚。4.根据权利要求1～3任一项所述的还原蒸馏炉，其特征在于，所述加热装置的一侧设置有真空抽气口；优选地，所述加热装置为加热炉；优选地，所述加热装置设置有保温层；优选地，所述加热装置内壁设置有加热元件；优选地，所述加热元件的材质为铁铬铝材料；优选地，所述加热元件的形状为波浪状；优选地，所述加热装置的炉衬采用隔热材料；优选地，所述隔热材料为1430派罗块。5.一种钛合金的生产装置，其特征在于，所述装置包括权利要求1～4任一项所述的还原蒸馏炉。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括分别与还原蒸馏炉相连的抽真空单元、冷却单元和充气单元；优选地，所述抽真空单元包括与还原蒸馏炉相连的第一真空泵和第二真空泵；优选地，所述第一真空泵与所述加热装置的一侧相连；优选地，所述第一真空泵与所述加热装置的真空抽气口相连；优选地，所述第二真空泵与所述蒸馏装置冷却段相连；优选地，所述第二真空泵与所述蒸馏装置冷却段的真空抽气口相连；2CN111004927A权利要求书2/3页优选地，所述冷却单元中包括冷却工位；优选地，所述充气单元包括充气泵；优选地，所述充气泵与所述水冷罩相连；优选地，所述充气泵与所述水冷罩的充气口相连。7.一种钛合金的生产方法，其特征在于，所述方法利用权利要求1～4任一项所述的还原蒸馏炉进行生产。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)向还原蒸馏炉内通入惰性气体，加热保温，钛酸盐进行还原反应；(2)抽真空，使蒸馏装置内部与水冷罩之间、蒸馏装置与加热装置之间均形成真空环境，进行真空蒸馏；(3)将结晶单元与蒸馏装置一同放入冷却工位，进行冷却。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤(1)之前还包括：组装水冷罩、结晶单元与蒸馏装置，得到蒸馏结晶组件；优选地，将所述蒸馏结晶组件放进加热装置中；优选地，将所述蒸馏结晶组件吊入加热装置中；优选地，步骤(1)中所述惰性气体包括氩气；优选地，所述加热保温的温度为900～1300℃，优选为1000～1200℃；优选地，所述加热保温的时间为160～200min，优选为170～190min；优选地，所述钛酸盐包括氟钛酸盐，优选为氟钛酸钠；优选地，在步骤(2)与步骤(3)之间还包括在还原蒸馏炉内通入惰性气体保压的操作；优选地，所述惰性气体包括氩气；优选地，通入所述惰性气体后还原蒸馏炉内的压力