Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОЙ СЕПАРАЦИИ ГУБЧАТОГО ТИТАНА
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОЙ СЕПАРАЦИИ ГУБЧАТОГО ТИТАНА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОЙ СЕПАРАЦИИ ГУБЧАТОГО ТИТАНА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в цветной металлургии. Сущность изобретения: устройство содержит реторту-реактор, углубленную крышку с центральным патрубком и легкоплавкой заглушкой, тепловой экран, реторту-конденсатор, ороситель и ложные днища. Устройство снабжено цилиндрическим кольцом с солевой засыпкой, жестко установленным на крышке реторты-реактора и ограничивающим своим внутренним контуром центральный патрубок, а тепловой экран выполнен с внутренней обечайкой в форме усеченного конуса и наружной обечайкой с одной верхней крышкой и открытой полостью в нижней части, прикрепленной посредством ребер к внутренней обечайке, при этом нижнее основание внутренней обечайки заглублено в цилиндрическое кольцо. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2048557
Класс(ы) патента: C22B34/12
Номер заявки: 5038277/02
Дата подачи заявки: 05.08.1991
Дата публикации: 20.11.1995
Заявитель(и): АОО "АВИСМА титано-магниевый комбинат"
Автор(ы): Титаренко А.И.; Семянников Г.Г.; Бушмакин В.А.; Пинаев Е.Н.; Снисарь Г.П.; Суслин А.Г.
Патентообладатель(и): АОО "АВИСМА титано-магниевый комбинат"
Описание изобретения: Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к конструкции аппаратов для вакуумной сепарации губчатого титана, получаемого магнийтермическим способом.
Известны устройства для вакуумной сепарации губчатого титана, состоящие из реторты-реактора с ложным днищем, заглубленной крышки с центральным патрубком и легкоплавкой заглушкой, реторты-конденсатора с ложным днищем, теплового экрана и оросителя.
В этих устройствах внутренняя обечайка теплового экрана, являющаяся паропроводом, имеет цилиндрическую форму, а его дно выполнено в виде кольцевого канала. Тепловой экран служит тепловой изоляцией между зоной испарения и зоной конденсации и одновременно должен обеспечивать минимальный переход тепла в конденсатор и иметь высокую температуру, не допускающую конденсацию паров магния и хлористого магния на его поверхности.
После разрушения легкоплавкой заглушки, которое осуществляется при достижении определенных условий, пары магния и хлористого магния переносятся через центральный патрубок крышки и паропровод теплового экрана в реторту-конденсатор, где осаждаются на ее холодной поверхности.
Характерной особенностью таких устройств является образование дисперсного магния и слоя конденсата на внутренней и внешней поверхностях теплового экрана в начальный период процесса сепарации. По ходу процесса сепарации крышка и тепловой экран разогреваются, находящийся на них конденсат плавится, стекает на крышку и заполняет монтажные зазоры. Образовавшийся слой конденсата в зазоре между экраном и крышкой увеличивает теплоотвод и способствует захолаживанию теплового экрана, что приводит к ухудшению условий сепарации.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для магнийтермического получения губчатого титана, которое содержит реторту-реактор, крышку с центральным патрубком и легкоплавкой заглушкой, тепловой экран с внутренней обечайкой, выполненной в виде усеченного конуса, реторту-конденсатор, ложные днища и ороситель. В этом устройстве тепловой экран установлен выше днища крышки на 1/4-1/5 ее заглубления, внутренняя обечайка, образующая паропровод, выполнена в форме усеченного конуса, обращенного большим основанием к крышке, причем диаметр большего основания меньше 1/3 диаметра крышки. Соотношение верхнего и нижнего диаметров внутренней обечайки равно 0,6-0,9. Нижняя и верхняя часть наружной обечайки жестко перекрыта крышками.
Применение такой формы внутренней обечайки теплового экрана позволяет сузить парогазовый поток отгоняемых веществ, что приводит к увеличению скорости в паропроводе, лучшему прогреву внутренней обечайки, таким образом предполагалось исключить конденсацию магния и хлористого магния на ее поверхности, что на практике не подтвердилось. В начальный период процесса сепарации не исключена конденсация магния и хлористого магния на внутренней обечайке. Нижнее основание теплового экрана такой конструкции не позволяет оптимально прогреть паропровод теплоизлучением от крышки реактора из-за больших потерь тепла через нижнее основание, что приводит к захолаживанию крышки и конденсации отгоняемых веществ на ее поверхности и в монтажных зазорах. По ходу процесса внутренняя обечайка прогревается и сконденсированные на ней вещества стекают в углубление крышки и заполняют монтажные зазоры, вследствие чего заплавляется тепловой экран с крышкой.
Недостатками этого устройства являются заполнение магнием и хлористым магнием монтажных зазоров, большие дополнительные затраты при демонтаже, потери магния с отвальным конденсатом, большой расход металла на изготовление теплового экрана.
Целью изобретения является сокращение потерь магния, снижение металлоемкости устройства и трудозатрат при его обслуживании.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для вакуумной сепарации губчатого титана, содержащем реторту-реактор, реторту-конденсатор, ложные днища, заглубленную крышку с центральным патрубком и легкоплавкой заглушкой, тепловой экран с внутренней обечайкой, выполненной в виде усеченного конуса, наружная обечайка теплового экрана закрыта только верхней крышкой и прикреплена посредством ребер к внутренней обечайке, а крышка реторты-реактора снабжена жестко установленным цилиндрическим кольцом диаметром больше 1/3 диаметра крышки, а по высоте равным высоте центрального патрубка. В полость кольца на 3/4 его высоты загружена солевая засыпка, которая при разогреве аппарата расплавляется и создает гидравлический зазор. Внутренняя обечайка теплового экрана меньшим основанием конуса обращена к крышке и заглублена в кольцо с солевой засыпкой на 3/4 ее высоты.
Благодаря тому, что тепловой экран выполнен с открытой полостью в нижней части, его внутренняя обечайка лучше прогревается теплоизлучением от крышки реактора, что предотвращает осаждение конденсата на ее внутренней поверхности. Солевая засыпка, загруженная в полость цилиндрического кольца, приваренного к крышке реактора, исключает проникновение и конденсацию магния в открытую зону между экраном и крышкой, обеспечивая направленность всего парогазового потока только на внутренней обечайке теплового экрана. Слой солевой засыпки в 3/4 высоты цилиндрического кольца обеспечивает наличие и функциональное назначение солевого гидравлического затвора до полной конденсации магния. Отношение нижнего и верхнего диаметров внутренней обечайки теплового экрана, равное 0,6-09, позволяет оптимально прогреть его внутреннюю обечайку.
На фиг. 1 показано описываемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 узел I на фиг.1.
Устройство содержит реторту-реактор 1, крышку 2 с центральным патрубком 3 и легкоплавкой заглушкой 4, тепловой экран 5, меньшим основанием внутренней обечайки заглубленный в цилиндрическое кольцо 6 с солевой засыпкой, оборотную реторту-конденсатор 7, ороситель 8.
Устройство работает следующим образом.
После окончания пpоцесса восстановления на центральный патрубок 3 устанавливают легкоплавкую заглушку 4; на крышку 2 устанавливают тепловой экран 5 так, чтобы меньшее основание внутренней обечайки заглублялось в цилиндрическое кольцо 6 с солевой засыпкой; затем устанавливают оборотную реторту-конденсатор 7 и ороситель 8.
Собранное устройство устанавливают в печь сепарации, оборотную реторту-конденсатор 7 подсоединяют к вакуумной системе. Включают нагреватели печи, подают воду на орошение оборотной pеторты и резиновых уплотнений, создают разрежение в печи сепарации. После разрушения легкоплавкой заглушки 4 пары магния и хлористого магния направленным потоком переносятся в оборотную реторту-конденсатор 7 и конденсируются на ее поверхности. Солевая засыпка в цилиндрическом кольце 6 во время разогрева аппарата расплавляется и, выполняя роль гидравлического затвора, препятствует проникновению и конденсации паров магния в открытую зону между крышкой 2 и тепловым экраном 5. Тепло от крышки 2 передается излучением на внутреннюю обечайку теплового экрана 5 и повышает ее температуру, поддерживая ее выше температуры конденсации магния и хлористого магния.
После окончания процесса устройство охлаждают водой в холодильнике и демонтируют для извлечения титановой губки.
Использование описанного устройства позволяет получить следующие преимущества: сократить потери магния с отвальным конденсатом и дополнительно вовлечь в оборот 0,25% магния, уменьшить на 30% расход металла на изготовление теплового экрана, снизить трудозатраты при демонтажных операциях за счет устранения заплавления монтажных зазоров во время процесса.
Формула изобретения: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОЙ СЕПАРАЦИИ ГУБЧАТОГО ТИТАНА, включающее реторту-реактор, углубленную крышку с центральным патрубком и легкоплавкой заглушкой, тепловой экран, реторту-конденсатор, ороситель и ложные днища, отличающееся тем, что оно снабжено цилиндрическим кольцом с солевой засыпкой, жестко установленным на крышке реторты-реактора и ограничивающим своим внутренним контуром центральный патрубок, а тепловой экран выполнен с внутренней обечайкой в форме усеченного конуса и наружной обечайкой с одной верхней крышкой и открытой полостью в нижней части и прикрепленной посредством ребер к внутренней обечайке, при этом нижнее основание внутренней обечайки заглублено в цилиндрическое кольцо.