Устройство для магниетермического получения губчатого титана

Устройство для магниетермического получения губчатого титана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для получения губчатого титана магниетермическим восстановлением тетрахлорида титана.

Известно устройство для магниетермического получения губчатого титана (Основы металлургии, т.7. - Технологическое оборудование предприятий цветной металлургии. М.: Металлургия, 1975. - С.685-691), включающее аппарат восстановления с крышкой, ложным дном и сливным устройством, установленный в печь с электронагревателями, выполненную из стального корпуса, футерованного изнутри огнеупорным кирпичом, и подины печи. В стенке футеровки выполнены каналы, подводящие воздух в печь и отводящие воздух из печи.

Недостатком данного устройства является то, что после завершения процесса восстановления и прекращения сливов хлорида магния из сливного устройства, аппарат восстановления необходимо длительное время охлаждать в нижней части во избежание вылива расплавленного хлорида магния через сливное устройство. Охлаждение осуществляют естественным путем, что приводит к длительности процесса получения губчатого титана, к снижению производительности аппарата и созданию аварийной ситуации.

Известно устройство для магниетермического получения губчатого титана (АС 680338, опубл. 10.02.2000 г., бюл.4), включающее аппарат восстановления с крышкой и сливным устройством, установленным в печь с электронагревателями, состоящую из кожуха, футеровки, в боковой стенке которой выполнены каналы, подводящие воздух в печь и отводящие воздух из печи, и подины печи.

Недостатком данного устройства является то, что после завершения процесса восстановления и прекращения сливов хлорида магния из сливного устройства, аппарат восстановления необходимо длительное время охлаждать в нижней части во избежание вылива расплавленного хлорида магния через сливное устройство. Охлаждение осуществляют естественным путем, что приводит к длительности процесса получения губчатого титана, к снижению производительности аппарата и созданию аварийной ситуации.

Известно устройство для магниетермического получения губчатого металла (Пат. ПМ №27827, опубл. 20.02.2003 г. бюл. №5), по количеству общих признаков принятое за ближайший аналог-прототип и включающее аппарат восстановления с крышкой и сливным устройством, установленный в печь с электронагревателями, состоящую из кожуха и футеровки, в которой выполнены каналы, подводящие воздух в печь и отводящие воздух из печи, и подины печи.

Недостатком данного устройства является то, что после завершения процесса восстановления и прекращения сливов хлорида магния из сливного устройства, аппарат восстановления необходимо длительное время охлаждать в нижней части во избежание вылива расплавленного хлорида магния через сливное устройство. Охлаждение осуществляют естественным путем, что приводит к длительности процесса получения губчатого титана, к снижению производительности аппарата и созданию аварийной ситуации.

Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и заключается в повышении производительности работы устройства для получения губчатого титана за счет сокращения времени охлаждения сливного устройства и улучшения безопасных условий труда.

Технический результат достигается тем, что предложено устройство для магниетермического получения губчатого титана, включающее аппарат восстановления с крышкой и сливным устройством, установленный в печь с электронагревателями, состоящую из кожуха и футеровки, в которой выполнены каналы, подводящие воздух в печь и отводящие воздух из печи, и подины, новым является то, что оно дополнительно снабжено каналами, установленными в подине печи под углом 20-30° и направленными к сливному устройству аппарата, в каналах установлены трубки для подачи сжатого воздуха, соединенные с системой для подачи сжатого воздуха.

Охлаждение сливного устройства после проведения сливов хлорида магния сжатым воздухом и выполнение в подине печи каналов под углом 20-30°, направленных к сливному устройству, позволяет быстро превратить расплавленный хлорид магния в твердое состояние, это позволит значительно повысить производительность аппарата и улучшить условия труда (безопасность производства).

Устройство для магниетермического получения губчатого титана изображено на чертеже.

Оно состоит из аппарата восстановления 1 с крышкой 2 и сливным устройством 3, печи 4, выполненной в виде кожуха 5, футеровки 6, электронагревателей 7, канала для подвода воздуха 8 и канала для отвода воздуха 9, подины 10, дополнительного канала 11, установленного под углом 20-30°, трубок 12, соединенных с системой для подачи сжатого воздуха 13.

Устройство для магниетермического получения губчатого титана работает следующим образом.

Монтаж устройства. Аппарат восстановления 1 герметизируют крышкой 2, к донному патрубку приваривают сливное устройство 3. Смонтированный аппарат восстановления 1 устанавливают в печь 4, у которой в подине 10 дополнительно выполнены под углом 20-30° каналы 11. В каналы 11 установлены трубки 12, соединенные с системой для подачи сжатого воздуха 13.

Устройство для магниетермического получения губчатого титана работает следующим образом.

Аппарат восстановления 1 вакуумируют и задают аргон. Включают печь 4 и с помощью электронагревателей 7 нагревают ее до температуры 800°С. Сливное устройство 3 подсоединяют к пневмоприводу. В аппарат 1 заливают 8,3 тонн расплавленного магния, затем периодически подают тетрахлорид титана. Процесс получения губчатого титана является экзотермическим процессом, и в процессе восстановления через каналы 8 печи 4 подводят воздух вентиляторами для охлаждения аппарата, а через каналы 9 отводят воздух. Из аппарата восстановления 1 через сливное устройство 3 периодически сливают получающийся в процессе реакции расплавленный хлорид магния. После использования 58% магния прекращают подачу тетрахлорида титана, сливают из аппарата 1 через сливное устройство 3 расплавленный хлорид магния и заканчивают процесс восстановления. Выключают электропечь 4, подают в трубки 12 сжатый воздух из коммуникационной системы 13 сжатого воздуха цеха и охлаждают сливное устройство 3 сжатым воздухом. Аппарат 1 перевозят на монтажный участок, где на основе аппарата восстановления собирают аппарат вакуумной сепарации, в котором очищают губчатый титан от остатков магния и его хлорида. После охлаждения аппарата вакуумной сепарации его демонтируют и извлекают из него губчатый титан.

Таким образом, устройство для магниетермического получения губчатого титана позволяет повысить производительность аппарата за счет уменьшения простоев, снижения времени охлаждения сливного устройства.

Устройство для магниетермического получения губчатого титана, включающее аппарат восстановления с крышкой и сливным устройством, установленный в печь с электронагревателями, состоящую из кожуха, футеровки, в которой выполнены каналы, подводящие воздух в печь и отводящие воздух из печи, и подины, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено каналами, установленными в подине печи под углом 20-30° и направленными к сливному устройству аппарата, в каналах установлены трубки для подачи сжатого воздуха, соединенные с системой для подачи сжатого воздуха.