用於溶出系統中自蒸發器的進料管和具有其的自蒸發器的製造方法
2023-06-03 18:26:26
用於溶出系統中自蒸發器的進料管和具有其的自蒸發器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於溶出系統中自蒸發器的進料管和具有其的自蒸發器。所述用於溶出系統中自蒸發器的進料管，包括：管體，所述管體的第一端設有進口端且第二端設有端板，且在鄰近所述第二端設有噴嘴；小法蘭，所述小法蘭設在所述管體的第一端的端面上；法蘭蓋，所述法蘭蓋套設在所述管體上且鄰近所述第一端；錐管，所述錐管套設在所述管體上且第一端連接至所述法蘭蓋的第二端端面上；和第一硬質合金層，所述第一硬質合金層設在所述管體的內壁上。根據本發明實施例的用於溶出系統中自蒸發器的進料管具有耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能，進而提高了自蒸發器的進料管在溶出系統中的使用周期及溶出系統機組的運轉率。
【專利說明】用於溶出系統中自蒸發器的進料管和具有其的自蒸發器
【技術領域】
[0001]本發明涉及生產氧化鋁的溶出系統設備，尤其是涉及一種用於溶出系統中自蒸發器的進料管和具有其的自蒸發器。
【背景技術】
[0002]自蒸發器在溶出系統中的作用是將溶出後的礦漿降溫降壓，此階段需要在高溫、高壓、高流速的條件下進行。由於自蒸發器進料管在短時間內磨損過大就必須導致溶出系統停車檢修，大大的影響了溶出系統機組的運轉率及生產成本。因此，自蒸發器的進料管需要不斷的改進。
【發明內容】
[0003]本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明需要提供一種具耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨等優點的用於溶出系統中自蒸發器的進料管。
[0004]本發明還需要提供一種具有上述進料管的自蒸發器。
[0005]根據本發明第一方面實施例的一種用於溶出系統中自蒸發器的進料管，包括:管體，所述管體的第一端設有進口端且第二端設有端板，且在鄰近所述第二端設有噴嘴；小法蘭，所述小法蘭設在所述管體的第一端的端面上；法蘭蓋，所述法蘭蓋套設在所述管體上且鄰近所述第一端；錐管，所述錐管套設在所述管體上且第一端連接至所述法蘭蓋的第二端端面上；和第一硬質合金層，所述第一硬質合金層設在所述管體的內壁上。
[0006]由於管體內壁上設有第一硬質合金層，所述第一硬質合金層具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能。因此，用於溶出系統中自蒸發器的進料管，通過設置該第一硬質合金層，從而具有耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能，進而可以提高自蒸發器的進料管在溶出系統中的使用周期及溶出系統機組的運轉率。
[0007]另外，根據本發明的用於溶出系統中自蒸發器的進料管，還可具有如下附加技術特徵:
[0008]根據本發明的一個實施例，所述進料管由16Mn管制成。由此進一步提高進料管的耐磨性及使用周期。
[0009]根據本發明的一個實施例，所述第一硬質合金層焊接至所述管體的內壁上。通過將第一硬質合金層焊接至管體內壁上，從而使第一硬質合金層在管體內壁上的設置更加容易實現，第一硬質合金層和管體的連接更加穩固。
[0010]根據本發明的一個實施例，所述第一硬質合金層由碳化鎢製成。由此，進一步提高進料管的耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能及使用周期。
[0011]根據本發明的一個實施例，進一步包括噴嘴法蘭，所述噴嘴法蘭設在所述管體上且與所述噴嘴位置對應。
[0012]根據本發明的一個實施例，所述噴嘴法蘭內側壁上設有第二硬質合金層。所述第二硬質合金層具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能。因此，可以有效提高噴嘴法蘭的耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能，進而提高了自蒸發器的進料管在溶出系統中的使用周期及機組的運轉率。
[0013]根據本發明的一個實施例，所述噴嘴法蘭通過螺栓與管體連接。由此提高噴嘴法蘭與管體之間的連接強度。
[0014]根據本發明的一個實施例，所述端板上設有第三硬質合金層。所述第一硬質合金層具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能。因此，可以有效提高端板的耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能，進而提高了自蒸發器的進料管在溶出系統中的使用周期及溶出系統機組的運轉率。
[0015]根據本發明的一個實施例，所述端板焊接在管體的第二端上。由此進一步提高端板與管體之間的連接強度。
[0016]根據本發明另一方面實施例的自蒸發器，由於用於溶出系統中的自蒸發器的進料管具有耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能，因此含有上述進料管的自蒸發器也具有耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能，從而有效自蒸發器的使用周期及溶出系統機組的運轉率。
[0017]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0019]圖1是根據本發明的一個實施例的自蒸發器的結構示意圖；
[0020]圖2是根據本發明的一個實施例的用於溶出系統中自蒸發器的進料管的剖視圖。
[0021]附圖標記:
[0022]自蒸發器100;
[0023]進料管10 ；
[0024]管體I ;小法蘭2 ;法蘭蓋5 ;錐管3 ;第一硬質合金層4 ;端板6 ;噴嘴7 ;噴嘴法蘭8 ;第二硬質合金層9 ;第三硬質合金層13 ;第一埠 11 ;第二埠 12。
【具體實施方式】
[0025]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0026]在本發明的描述中，需要理解的是，術語「上」、「下」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。
[0027]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0028]下面參考圖1至圖2，描述根據本發明第一方面實施例的用於溶出系統中自蒸發器的進料管10。溶出系統是氧化鋁生產的核心，溶出系統的穩定運行是氧化鋁生產的前提。溶出系統的作用是在高溫高壓的條件下將鋁土礦中的Al2O3水合物與鹼反應製成鋁酸鈉溶液。溶出系統的工藝流程主要包括乏氣預熱段、熔鹽加熱段、保溫停留段、自蒸發器段和稀釋段，具體過程為:原礦漿經過乏氣預熱段及熔鹽加熱段將溫度提至270攝氏度後，在保溫停留段中進行保溫溶出，然後經過自蒸發器100降溫降壓後進入稀釋槽。需要指出的是，乏氣指的是做完功的蒸汽。
[0029]如圖1和圖2所示，用於溶出系統中自蒸發器的進料管10包括:管體1、小法蘭2、法蘭蓋5、錐管3和第一硬質合金層4。
[0030]具體而言，管體I的第一端11設有進口端且第二端12設有端板6，且在鄰近第二端12設有噴嘴7。這裡所說的第一端11也就是圖1和圖2中所示的管體I的左端，第二端12也就是圖1和圖2中所示的管體I的右端，高溫、高壓、高流速的礦漿從進口端進入進料管10後，從噴嘴7噴出，進一步噴入自蒸發器100罐內，由於自蒸發器100中的壓力相對較低，礦漿中液體迅速發生閃蒸過程，乏汽從自蒸發器100的罐頂流出並帶走大量的熱量，其可以用來預熱礦漿，從而提高熱能的利用率；低溫低壓的礦漿從罐底流出，進入下個工藝流程。有利地，噴嘴7設在進料管10的下側管壁，更有利於泛氣和礦漿的分離。
[0031]進一步地，小法蘭2設在管體I第一端11的端面上，從而有利於進料管10與其它管道之間的連接。法蘭蓋5套設在管體上且鄰近第一端，如圖1和2所示，法蘭蓋5用於將整個進料管設在自蒸發器100的罐體的外表面上。
[0032]進一步地，錐管3套設在管體I上且錐管3的第一端(即錐管3的左端)連接至法蘭蓋5的第二端(即法蘭蓋5的右端)端面上，在錐管3的第一端端面上設有法蘭蓋5，法蘭蓋5用於連接自蒸發器100的罐體。由於進料管10的第二端伸入到自蒸發器100的罐體內一定長度，因此通過設置錐管3，從而可以提高進料管10的結構強度，避免其在罐體內長時間使用而造成彎折現象，延長其使用周期。
[0033]有利地，第一硬質合金層4設在管體I的內壁上，硬質合金是由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝製成的一種合金材料，具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能。可以理解的是，高溫、高壓、高流速的礦漿對管體I內壁會產生較大的機械損傷和化學損傷，因此，通過在管體I的內壁上設第一硬質合金層4，可以顯著降低礦漿對管體I造成的機械損傷和化學損傷，進而有效提高管體I的使用周期。
[0034]綜上所述，通過在進料管10的管體I內壁設第一硬質合金層4，顯著提高管體I的耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能，進而提高自蒸發器的進料管10在溶出系統中的使用周期及溶出系統機組的運轉率。
[0035]在本發明的一些實施例中，進料管10由16Mn管制成，16Mn管是低合金高強度結構鋼，由此進一步提高進料管10的耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能及使用周期。
[0036]進一步地，第一硬質合金層4焊接至管體I的內壁上。第一硬質合金層4焊接至管體I的內壁之前，預先將硬質合金層外壁焊接面(即第一硬質合金層4與管體I的內壁接觸的層面)的氧化層磨去，磨平整個焊接面，接著將硬質合金套入進料管10內壁焊接。通過將第一硬質合金層4焊接至管體I內壁上，從而使第一硬質合金層4在管體內壁上的設置更加容易實現，第一硬質合金層4和管體I的連接更加穩固。
[0037]進一步地，第一硬質合金層4可以由碳化鎢製成。由此，進一步提高進料管10的耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能及使用周期。
[0038]進一步，用於溶出系統中的自蒸發器的進料管10還包括噴嘴法蘭8，噴嘴法蘭8設在管體I上且與噴嘴7位置對應。
[0039]進一步地，噴嘴法蘭8內側壁上設有第二硬質合金層9。所採用的第二硬質合金層9由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝製成，其具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能，因此，可以有效提高噴嘴法蘭8的耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能，進而提高了自蒸發器的進料管10在溶出系統中的使用周期及溶出系統機組的運轉率。
[0040]進一步地，噴嘴法蘭8通過螺栓與管體I連接。由此提高噴嘴法蘭8與管體I之間的連接強度。[0041]進一步地,端板6上設有第三硬質合金層13。由於高溫、高壓、高流速的礦眾會對管體I的第二端12產生較大的衝擊力，因此在端板6內表面上設第三硬質合金層13，所採用的第三硬質合金層13由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝製成，其具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能，因此，可以有效提高端板6的耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能，進而提高了自蒸發器的進料管10在溶出系統中的使用周期及溶出系統機組的運轉率。
[0042]進一步地，端板6焊接在管體I的第二端12上。由此進一步提高端板6與管體I之間的連接強度。
[0043]下面描述根據本發明另一方面實施例的自蒸發器100，其中，該自蒸發器100含有根據本發明第一方面實施例的進料管。由於進料管10具有耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能，因此含有上述進料管10的自蒸發器100也具有耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能，從而有效提高自蒸發器100的使用周期及溶出系統機組的運轉率。
[0044]下表是用於溶出系統的自蒸汽器的進料管10設置有硬質合金層與未設置硬質合金層的使用周期的對比。
[0045]
Fl I名稱I使用周期(天)—
1_普通El進料管_11_
2加硬質合金的El進料管 60
3普通E2進料管沅
4硬質合金的E2進料管130
5普通E3進料管5
6I硬質合金的E3進料管|l60
[0046]需要說明的是，溶出系統的自發器段通常由3-10級構成，隨著級數的增大，礦漿對進料管10的機械損傷和化學損傷就越小，因此，級數越高的進料管10的使用周期越長。El進料管10指的是一級蒸發器的進料管10，E2進料管10指的是二級蒸發器的進料管10，E3進料管10指的是三級蒸發器的進料管10，從上表可以看出，設有硬質合金層的進料管10的使用天數是未設有硬質合金層的進料管10的使用天數的5-6倍。因此，通過在進料管10的管體內壁設置第一硬質合金層4、噴嘴法蘭的內側壁設置第二硬質合金層9及端板的內表面上設置第三硬質合金層13，可以有效提高進料管10的耐高溫、耐鹼、耐高壓及耐磨的性能，從而有效提高自蒸發器進料管10的使用周期及溶出系統機組的運轉率。
[0047]在本發明的實施例的描述中:「上下方向」如圖1所示，「左右方向」例如圖1和圖2中所示，但是需要說明的是，該方向的指示只是出於示例的目的，而不是為了限制本發明的保護範圍。
[0048]在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示意性實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0049]儘管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種用於溶出系統中自蒸發器的進料管，其特徵在於，包括: 管體，所述管體的第一端設有進口端且第二端設有端板，且在鄰近所述第二端設有噴嘴； 小法蘭，所述小法蘭設在所述管體的第一端的端面上； 法蘭蓋，所述法蘭蓋套設在所述管體上且鄰近所述第一端； 錐管，所述錐管套設在所述管體上且第一端連接至所述法蘭蓋的第二端端面上；和 第一硬質合金層，所述第一硬質合金層設在所述管體的內壁上。
2.根據權利要求1所述的進料管，其特徵在於，所述進料管由16Mn管制成。
3.根據權利要求1或2所述的進料管，其特徵在於，所述第一硬質合金層焊接至所述管體的內壁上。
4.根據權利要求3所述的進料管，其特徵在於，所述第一硬質合金層由碳化鎢製成。
5.根據權利要求1所述的進料管，其特徵在於，進一步包括噴嘴法蘭，所述噴嘴法蘭設在所述管體上且與所述噴嘴位置對應。
6.根據權利要求4所述的進料管，其特徵在於，所述噴嘴法蘭內側壁上設有第二硬質I=Iο
7.根據權利要求4所述的進料管，其特徵在於，所述噴嘴法蘭通過螺栓與管體連接。
8.根據權利要求1所述的進料管，其特徵在於，所述端板上設有第三硬質合金層。
9.根據權利要求8所述的進料管，其特徵在於，所述端板焊接在管體的第二端上。
10.一種自蒸發器，其特徵在於，含有權利要求1-9任一項所述的進料管。
【文檔編號】B01D1/00GK103463822SQ201310375303
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月26日 優先權日:2013年8月26日
【發明者】喬舉旗, 何清, 郝紅傑, 雷超, 賈萬東, 張運距, 袁曉龍, 陸小磊, 王治國, 羅俊松, 鄒雲珺, 陳倫勇 申請人:雲南文山鋁業有限公司