устройство для магниетермического получения губчатого титана

Формула изобретения

Устройство для магниетермического получения губчатого титана, включающее реторту-реактор и реторту-конденсатор с ложными днищами и заглубленными крышками с центральными отверстиями, патрубок для подачи исходных продуктов, легкоплавкую заглушку, теплоизоляционный экран, охладитель реторты-конденсатора, отличающееся тем, что патрубок для подачи исходных продуктов выполнен в виде камеры со сквозным каналом, заполненной теплоносителем, и герметично заглублен в центральное отверстие крышки реторты-реактора, а легкоплавкая заглушка установлена на этом патрубке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству титана магниетермическим способом.

Известно устройство для получения губчатого титана магниетермическим способом из тетрахлорида титана, ( Самсонов Г. В. Перминов В.П. Магниетермия. "Металлургия", 1991. с. 97, рис.23-24). Устройство включает реторту-реактор, две крышки с центральными отверстиями и каналами во фланцах для контроля и регулирования давления в аппарате, съемный патрубок для подачи исходных продуктов, легкоплавкую заглушку, теплоизоляционный экран, оборотную реторту-конденсатор, ложные днища и охладитель реторты-конденсатора.

Недостатком устройства является сложность конструкции крышки с центральной трубой и двумя съемными патрубками для подачи исходных продуктов ( магния и тетрахлорида титана), которые необходимо герметизировать при сборке устройства для проведения процесса восстановления, демонтировать патрубки после проведения процесса восстановления и повторно герметизировать отверстия в крышке под патрубками при сборке устройства для проведения процесса вакуумной сепарации. Укаэанные недостатки снижают производительность устройства и приводят к загрязнению губчатого титана газовыми примесями.

Известно устройство для магниетермического получения губчатого титана ( Титан. Гармата В. А. Петрунько А. H. Галицкий Н. В. Олесов Ю. Г. Сандлер Р. А. Металлургия, 1983, с.373, рис. 105, с.408, рис. 115.) прототип, состоящее из двух реторт, двух крышек с центральными патрубками и водоохлождаемыми фланцами, в которых имеются каналы для контроля и регулирования давления в аппарате, теплоизоляционного экрана, легкоплавкой заглушки, ложных днищ и охладителя реторты конденсатора.

В указанном устройстве в крышке реторты-реактора имеется один съемный патрубок для подачи исходных продуктов, установленный на центральном патрубке крышки, что упрощает конструкцию, повышает надежность герметизации устройства при проведении процесса восстановления и вакуумной сепарации, это снижает число монтажно демонтажных операций, повышает производительность устройства, снижает загрязнение губчатого титана газовыми примесями и, тем самым, повышает качество получаемого металла.

Недостатками прототипа являются: наличие съемного патрубка для подачи исходных продуктов на крышке реторты реактора, который необходимо-демонтировать при сборке устройства для проведения процесса вакуумной сепарации перед установкой на центральное отверстие крышки легкоплавкой заглушки; наличие громоздкого металлоемкого теплоизоляционного экрана, устанавливаемого при сборке устройства для проведения процесса вакуумной сепарации; наличие металлоемкого водоохлождаемого фланца на крышке оборотной реторты -конденсатора. Эти недостатки снижают производительность устройства, повышают трудоемкость его обслуживания и металлоемкость, приводят к случаям попадания газовых примесей в губчатый титан при демонтаже съемного патрубка во время сборки устройства для проведения процесса вакуумной сепарации.

Заявляемое техническое решение позволяет улучшить качество титана, повысить производительность устройства и снизить трудозатраты на его обслуживание за счет того, что патрубок для подачи исходных продуктов выполнен в виде камеры со сквозным каналом заполненной теплоносителем и герметично заглублен в центральное отверстие крышки реторты-реактора, а легкоплавкая заглушка установлена на этом патрубке.

Из сопоставленного заявляемого решения и прототипа видно, что в предлагаемом решении есть новые отличительные признаки:

-патрубок для подачи исходных продуктов выполнен в виде камеры со сквозным каналом,

-камера заполнена теплоносителем,

-патрубок для подачи исходных продуктов герметично заглублен в центральное отверстие крышки реторты-реактора,

-легкоплавкая заглушка устанавливается на патрубке для подачи исходных продуктов.

Следовательно, предлагаемое решение является новым и имеет изобретательский уровень.

На фиг.1 и 2 показано предлагаемое устройство для магниетермического получения губчатого титана.

Устройство ( фиг.1 и 2 ) содержит: реторт-реактор 1, реторту-конденсатор 2 с ложными днищами 3, 4; две крышки 5, 6 с центральными отверстиями 7,8, водоохлаждаемыми фланцами 9,10, каналами 11,12 во фланцах для контроля и регулирования давления в ретортах; теплоизоляционный экран 13; патрубок для подачи исходных продуктов 14 в виде камеры 15 со сквозным каналом 16, заполненной теплоносителем 17; охладитель 18 реторты-конденсатора 2; узел 19 подачи тетрахлорида титана в реторту-реактор 1; легкоплавкая заглушка 20.

Устройство для магниетермического получения губчатого титана работает следующим образом. В монтажном стенде на центральное отверстие крышки 5 реторты реактора 1 с конденсатным магнием и хлоридам магния герметично монтируется патрубок 14 для подачи исходных продуктов, предварительно заполненный теплоносителем 17, в частности магнием. На верхней части патрубка 14 устанавливается узел подачи тетрахлорида титана 19. После проверки герметичности и разогрева устройства, с патрубка 14 снимается узел 19 подачи тетрахлорида титана и производится заливка в реторту-реактор 1 жидкого магния по сквозному каналу 16 патрубка 14. После заливки заданного количества жидкого магния на патрубок 14 повторно устанавливается узел 19 подачи тетрахлорида титана и проводится процесс восстановления известным способом.

После проведения процесса восстановления с патрубка 14 снимается узел 19 подачи тетрахлорида титана под протоком аргона, подаваемого через канал 16. На патрубок 14 устанавливается легкоплавкая заглушка 20, на крышку 5 реторты-реактора 1 устанавливается теплоиэоляционный экран 13, затем на крышку 5 герметично монтируется реторта конденсатор 2 с крышкой, имеющей водоохлождаемый фланец 10 и канал 12 для контроля и регулирования давления в реторте-конденсаторе, таким образом, чтобы верхняя часть патрубка 14 с легкоплавкой заглушкой 20 вошла в центральное отверстие 8 крышки 10. На реторту-конденсатор 2 устанавливается охладитель 18, каналы 11 и 12 присоединяются к линиям контроля и регулирования давления, а реторта-конденсатор 2 к линиям вакуумирования и подачи аргона.

Процесс вакуумной сепарации проводят известным способом.

При разогреве и вакуумировании устройства в процессе вакуумной сепарации теплоноситель 17 (магний) разогревается до температуры плавления, при этом создаются условия для циркуляции теплоносителя 17 в камере 15. В результате этого происходит перенос тепла снизу вверх патрубка 14 и разогрев верхней части канала 16 до температуры выше температуры плавления хлорида магния ( 987 К ).

Высокая температура патрубка 14 в течение всего процесса вакуумной сепарации ускоряет эвакуацию паров магния и хлорида магния из реторты - реактора 1 в реторту-конденсатор 2 в 1,2 1,3 раза, сокращает длительность процесса на 20-30 тем самым повышает производительность устройства.

Отсутствие операции демонтажа патрубка 14 для подачи исходных продуктов после процесса восстановления снижает трудоемкость монтажа устройства для проведения процесса вакуумной сепарации, а также загрязнение губчатого титана газовыми примесями, тем самым, повышает качество губчатого титана.