Аппарат вакуумной сепарации губчатого титана

Аппарат вакуумной сепарации губчатого титана

Реферат

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для получения губчатого титана магниетермическим восстановлением его тетрахлорида, в частности к устройствам для очистки губчатого титана от магния и его хлорида путем вакуумной высокотемпературной отгонки.

Известен аппарат для вакуумной сепарации губчатого титана («Титан», В.А.Гармата и др. - М.: Металлургия, 1983 г., с.408), который состоит из реторты-реактора с крышкой с центральным патрубком, донным патрубком, теплового экрана, реторты-конденсатора с верхним вакуумным проводом, подсоединенным к донному патрубку и открытым кессоном с распределителем воды.

Недостатком данного аппарата является его низкая производительность из-за того, что на реторту-конденсатор сразу подают воду после начала нагрева реторты-реактора, чтобы не сплавить резиновую прокладку между донным патрубком и вакуумпроводом. При этом пары магния и его хлорида осаждаются в холодных монтажных зазорах между крышкой и тепловым экраном, между тепловым экраном и ретортой-конденсатором. Это затрудняет демонтаж аппарата вакуумной сепарации, снижая его производительность и увеличивая трудозатраты при его демонтаже.

Наиболее близким к заявленному аппарату является известное устройство по патенту №2258755 (опубл. 20.08.2005. Бюл. №23) - прототип, состоящее из реторты-реактора с донным патрубком, сливным устройством и ложным дном, закрытой крышкой с центральным патрубком, закрытым легкоплавкой заглушкой, и боковым вакуумпроводом, реторты-конденсатора с донным патрубком с приваренной заглушкой, с закрытым крышкой кессоном, снабженным распределителем воды. Этот аппарат также имеет пониженную производительность и повышенные трудозатраты при его обслуживании на стадиях монтажа и демонтажа, так как в нем имеется дополнительная деталь, заглушка донного патрубка, жестко скрепленного с ним. Ее необходимо приварить при монтаже аппарата вакуумной сепарации и срезать при его демонтаже.

Технический результат заявленного изобретения заключается в устранении недостатков прототипа и в повышении производительности аппарата за счет снижения трудозатрат при его монтаже и демонтаже.

Технический результат достигается тем, что в аппарате вакуумной сепарации губчатого титана, включающем реторту-реактор с ложным дном и сливным устройством, крышку с вакуумотводом, тепловой экран, реторту-конденсатор с донным патрубком, с закрытым кессоном, с распределителем воды под его крышкой, новым является то, что к донному патрубку реторты-конденсатора приварено сливное устройство, герметизированное колпаком.

Кроме того, колпак герметизирован уплотнителем из резины.

Кроме того, распределитель воды расположен на боковой поверхности кессона для подачи воды на дно реторты-конденсатора.

Снабжение донного патрубка реторты-конденсатора сливным устройством, герметизированным колпаком с уплотнителем, снижает трудозатраты при монтаже и демонтаже аппарата вакуумной сепарации и монтаже аппарата восстановления, исключает дополнительную деталь - заглушку с обечайкой. Приготовленная таким образом реторта-конденсатор со сливным устройством и конденсатом магния и его хлорида после демонтажа аппарата вакуумной сепарации поступает без дополнительных операций по замене заглушки сливным устройством на донном патрубке на монтаж аппарата восстановления с приваренным сливным устройством. При этом снижаются трудозатраты и повышается производительность аппарата вакуумной сепарации с исключением монтажа и демонтажа заглушки на донный патрубок реторты-конденсатора.

Использование уплотнения при установке колпака к сливному устройству также исключает дополнительную операцию по резке колпака со сливного устройства, т.е. служит поставленным целям: снижению трудозатрат и повышению производительности аппарата.

Расположение распределителя воды на боковой поверхности кессона также способствует повышению производительности аппарата, так как хладоагент в этом случае приближен к горячей поверхности дна реторты-конденсатора, т.е. повышается интенсивность конденсации магния и его хлорида на дне реторты-конденсатора.

Следовательно, все признаки заявляемого изобретения способствуют повышению производительности аппарата и снижению трудозатрат при его обслуживании.

Аппарат вакуумной сепарации губчатого титана изображен на чертеже. Аппарат состоит из реторты-реактора 1 с донным патрубком 2, к которому приварено сливное устройство 3 с заглушкой 4, с ложным дном 5, крышки 6 с вакуумпроводом 7, теплового экрана 8, реторты-конденсатора 9 со сливным устройством 3 и колпаком 10, который герметизирован уплотнителем, закрытого кессона 11 с распределителем воды 12.

Аппарат вакуумной сепарации губчатого титана работает следующим образом.

В реторте-реакторе 1 с ложным дном 5, донным патрубком 2, сливным устройством 3, герметизированной крышкой 6 с вакуумотводом 7 в ходе процесса восстановления тетрахлорида титана магнием предварительно получают реакционную массу, состоящую из губчатого титана (3,0 т), поры которого заполнены магнием (2,0 т) и хлоридом магния (0,7 т).

После окончания процесса восстановления сливное устройство 3 жестко герметизируют заглушкой 4 и монтируют аппарат вакуумной сепарации. На крышку 6 реторты-реактора 1 с реакционной массой устанавливают тепловой экран 8 и реторту-конденсатор 9 с донным патрубком 2, к которому приварено сливное устройство 3, заглушенное колпаком 10 с уплотнителем. Фланцы аппарата сепарации герметизируют болтовыми соединениями, на реторту-конденсатор устанавливают закрытый кессон 11 с распределителем воды 12. Собранный таким образом аппарат вакуумной сепарации помещают в печь вакуумной сепарации. Вакуумпровод 7 подсоединяют к вакуумной системе и вакуумируют аппарат. Реторту-реактор 1 нагревают до 1000°С, реторту-конденсатор 9 охлаждают водой, подаваемой через распределитель 12 на кессоне 11.

При нагреве реакционной массы из нее испаряются магний и его хлорид, их пары проходят через патрубок крышки 6, тепловой экран 8 и оседают на стенке реторты-конденсатора 9.

Расположение распределителя воды 12 на боковой поверхности кессона 11 способствует повышению производительности аппарата, так как хладоагент в этом случае приближен к горячей поверхности дна реторты-конденсатора 9. В этом случае повышается интенсивность конденсации магния и его хлорида на дне реторты-конденсатора.

Попадание конденсата магния и его хлорида в донный патрубок реторты-конденсатора не создает никаких проблем, так как не требуется срезать сливное устройство. Реторта-конденсатор 9 с конденсатом магния и его хлоридом вместе со сливным устройством 3, герметизированным колпаком 10, поступает сразу на процесс восстановления, что снижает трудозатраты при демонтаже аппарата вакуумной сепарации и монтаже аппарата восстановления на 10%, повышает производительность аппарата вакуумной сепарации на 3%.

1. Аппарат вакуумной сепарации губчатого титана, включающий реторту-реактор с ложным дном и сливным устройством, крышку с вакуумотводом, тепловой экран, реторту-конденсатор с донным патрубком, с закрытым кессоном с распределителем воды под его крышкой, отличающийся тем, что к донному патрубку реторты-конденсатора приварено сливное устройство, герметизированное колпаком.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что колпак герметизирован уплотнителем из вакуумной резины.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что распределитель воды расположен на боковой поверхности кессона для подачи воды на дно реторты-конденсатора.