1、1氟化铝流化床反应器的制造摘要：氟化铝（AlF3）流化床反应器是干法生产氟化铝的核心设备，目前，氟化铝流化床反应器一般由 304 不锈钢制成，在低速冲刷条件下抗点蚀和抗应力腐蚀性能能力较差，而且在高温条件下易出现氧化反应。而 Inconel 600 镍基合金具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性能、优良的冷热加工和焊接性能。本文介绍了 Inconel 600 材料特性、焊接要点、流化床部件成型、总装等。 Abstract： The aluminum fluoride （ALF3） fluid-bed reactor is the core equipment of dry process alumin
2、um fluoride. At present， aluminum fluoride fluid-bed reactor is generally made from 304 stainless steel， with poor abilities of resistance to pitting corrosion and stress corrosion resistance under the condition of low velocity， and under high temperature conditions， the oxidation reaction is easy t
3、o occur. And Inconel 600 Ni base alloy has good resistance to high temperature corrosion and oxidation resistance， excellent cold and hot processing and welding performance. This paper introduces the Inconel 600 material properties， welding points， fluid-bed parts molding and assembly etc. 关键词：氟化铝；流
4、化床；制造 2Key words： aluminum fluoride；fluid-bed；manufacture 中图分类号：TG457.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）18-0112-02 0 引言 氟化铝流化床反应器是干法生产氟化铝工艺过程中的核心设备，设计压力是负压-0.05MPa，使用温度高达 630。氟化氢气体和 AL（HO）3粉末在床层上相遇发生化学反应，生成氟化铝。氟化铝（AlF3）是铝电解生产过程中的一种主要辅助材料，是铝电解的助熔剂。 目前，氟化铝流化床反应器一般由 304 不锈钢制成，在低速冲刷条件下抗点蚀和抗应力腐蚀性能能力较差，而且在高温条
5、件下易出现氧化反应。而 Inconel 600 镍基合金具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性能、优良的冷热加工和焊接性能，在 630下具有满意的热强性和高的塑性。因此，选用 Inconel 600 镍基合金作为氟化铝流化床反应器的材料。 Inconel 600 镍基合金化学成分和力学性能见表 1 和表 2。 1 结构 流化床反应器为立式容器，在其内部设有上下两个床层，AL（HO）3以环境温度由顶床给料螺旋加入顶部床层，HF 气体从底部进入底部床层，在床层上进行化学反应生成氟化铝（AlF3） 。 2 工艺流程 2.1 工艺组成 制定科学合理的制造工艺，根据板料实际板幅绘制合理的壳体排板图（合理确定焊缝
6、布置，焊缝避开开孔、床层位置等） ，编制产品制造检3验大纲，实施和控制产品制造全过程。 2.2 下料 严格按排板图要求划线，Inconel600 材料不得打样冲眼，壳体件直线部分采用剪切下料，坡口采用机械方法加工并去毛刺飞边，非直线部分采用等离子切割下料并打磨见金属光泽。在制造过程中必须严格保护好板面，应将剪床、刨边机等设备台面覆以胶皮、毛毡、纸板等物，卷板机卷辊为不锈钢辊。工作台面衬不锈钢板，并要平整无焊疤。镍合金板不得直接接触地面，以避免磕碰划伤。设备吊装用吊装带。 2.3 筒体 根据 Inconel600 板材实际板幅绘制筒体排板图，确保开孔、床层、加强圈等避开焊缝，筒节间纵缝及与锥形封
7、头拼缝错开至少 100mm 以上。筒节展开长度应等于锥形封头大端中径展开长度。严格控制下料尺寸公差，要求其边长允差为1.5mm，对角线允差为2mm。 筒节卷制后，纵缝两端必须对齐，对口错边量1.0mm。焊后找圆，筒体最大最小直径差符合图样及标准要求，焊缝棱角度2.8mm。 2.4 顶、底部床层组装 焊接后要求床面平面度允差小于 3.5mm，要求较高。故？准 2840 流化板尽可能采用宽板幅下料，拼缝要求安排在接近边缘位置，便于校平。流化板钻孔后要校平达到平面度要求。床层组装时，先将流化板水平固定在大的专用工装上（周围用多块压板均布压紧，中间用螺栓压板紧固压紧） ，按图划好各筋板组对位置线，按图
8、组对？准 600 内支撑短节、筋板、环板（？准 2866 外支撑短节与锥节单独组焊并与床体组焊） 。点固4焊点长 1015，间隔 200400。正式焊接采用分段焊、对称焊等措施，尽可能减小焊接应力和变形。焊后待冷却并停留足够时间后再拆下来并放置在平整洁净的地方，以保证平面度要求。 2.5 床体组装 设备组对前，要检查每个零部件尺寸、标记，确认无误后方可组对，组对前要将坡口表面处理干净。 床体每两节筒节之间环缝组焊后，其直线度要控制在1mm/1000mm，塔体总直线度要控制在7mm。对口错边量1.0mm，焊缝棱角度2.8mm。 为保证溢流管装置的同心度和床层的平面度，上下锥体和筒体上的四等分线（
9、0、90、180、270）要准确无误，各环缝组对时要保证四等分线对齐（特别是 270线） 。 筒体分上、下两部分，下部分筒体环缝组焊完成后，先将外加强圈与筒体组对（断续焊） ，再按图样要求准确划好两床层锥节的组对位置线，将底部床层锥节？准 2866 外支撑短节部件按线与筒体组焊好，再将底部床层按图与？准 2866 外支撑短节上端组焊（筒体处于垂直位置） 。按同样方法组焊顶部床层，组焊时要保证床层与筒体垂直和水平，按图样要求在 270方位划两床层（如？准 57）通孔线，并开孔（留修磨量） ，顶、底部床层的？准 167、？准 273 孔待扩孔。 按图及方位组焊床体各环缝，270线对齐，并组对其余外
10、加强圈。3 结论 5对设备所有对接焊缝（包括成形后的封头拼缝） ，按图样要求进行射线检测；所有 Inconel600 角焊缝进行 100%渗透检测，I 级合格。 法兰与衬环焊接后进行 0.3MPa 气密性试验，无任何渗漏。 进行内外表面清理，按图样要求进行水压试验或气密性试验，无任何渗漏。 用 Inconel 600 镍基合金制造的氟化铝流化床反应器性能良好，使用 2 年后未见腐蚀和氧化反应发生。 参考文献： 1李继禄.对引进氟化铝生产装置的认识J.无机盐工业，1989（06）. 2李攀玉，韩世军.流化床干燥和煅烧氟化铝滤饼的研究J.轻金属，1984（06）. 3李祖兴.我国氟化铝生产技术进步及市场前景J.化工生产与技术，2005（02）.
