Устройство для очистки губчатого титана

 

Изобретение относится к получению титана, а именно к устройству для очистки губчатого титана, включающему электропечь с установленным в ней реактором восстановления испарения со сливным устройством и крышкой, обогреваемый паропровод с вертикальными и горизонтальными частями, соединенный с крышкой конденсатора, установленного в холодильник с водяной рубашкой. Сущность: устройство снабжено съемной опорой с катками, расположенной под фланцем конденсатора, и нагревательным элементом, установленным в герметичный чехол и расположенным внутри вертикальной части, паропровода над крышкой конденсатора, а холодильник выполнен с заборником воздуха, образованным опорой с катками и фланцем холодильника. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии тугоплавких металлов, в частности к магниетермическому производству губчатого титана.

Известно устройство для получения губчатого титана, состоящее из реактора, установленного в электропечь, паропровода с гидрозатвором, бокового конденсатора, помещенного в холодильник. Реактор и конденсатор снабжены выпуклыми крышками, которые трудно обогреть. Устройство имеет лишь гидрозатвор, который разделяет реактор от конденсатора, его использование снижает производительность установки и не гарантирует перекрытие паропровода [1] Такое устройство имеет низкую производительность вследствие образования холодных зон реактора и конденсатора, осаждения в них конденсата и преждевременное прекращение процесса вакуумной сепарации (процесса очистки губчатого титана), что значительно снижает производительность устройства.

Известен аппарат для получения металла, производительность которого невысока, так как паропровод имеет только внешний нагрев [2] Известно устройство для получения губчатого титана, состоящее из электропечи, реактора восстановления и испарения со сливным устройством, с крышкой, с полостью жесткости, на которой размещены патрубки для аргона, заливки магния, подачи тетрахлорида титана, дополнительного обогреваемого патрубка (камеры конденсации) с запорным устройством, обогреваемого трубопровода, установленного в холодильник бокового конденсатора с герметичной крышкой, на которой размещен обогреваемый патрубок (дополнительная камера для конденсации) с запорным устройством для ввода парообразных продуктов, магния, штуцер для вакуумирования [3] Недостатком описанного устройства является низкая производительность из-за осаждения конденсата в камерах над реактором и конденсатором и последующего затем их выплавления. Подобные операции значительно увеличивают длительность процесса, снижают производительность оборудования. Одним из недостатков устройства является также низкий КПД нагревательных элементов, расположенных снаружи паропроводов, что увеличивает длительность разогрева, снижает производительность устройства.

Задача изобретения повышение производительности устройства.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для очистки губчатого титана, включающее электропечь с установленным в ней реактором восстановления-испарения со сливным устройством и крышкой, обогреваемый паропровод с вертикальными и горизонтальными частями, соединенный с крышкой конденсатора, установленного в холодильник с водяной рубашкой, дополнительно снабжено съемной опорой с катками, расположенной под фланцем конденсатора, и нагревательным элементом, установленным в герметичный чехол и расположенным внутри вертикальной части паропровода над крышкой конденсатора, а холодильник выполнен с заборником воздуха, образованным опорой с катками и фланцем холодильника.

Поставленная задача достигается путем интенсивного прогрева паропровода с помощью внутреннего нагревателя для исключения осаждения конденсата в нем, т. е. исключения задержки процесса; путем использования опоры с катками, сокращающей время монтажа установки, исключающей разрушение паропровода при термическом расширении, т.е. исключающей задержку процесса; путем снабжения холодильника, что позволяет охладить конденсатор воздухом, забираемым из атмосферы цеха, охлаждения воздухом способствует интенсивной конденсации паров магния и хлорида магния, что также способствует повышение производительности устройства.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство состоит из электропечи 1, в которую помещен реактор 2 восстановления и испарения со сливным устройством 3, крышкой 4 с патрубком для вакуумирования и подачи аргона 5, обогреваемых вертикальных участков паропровода 6 с запорным устройством 7 над реактором, через который заливают магний и подают тетрахлорид внутренним нагревательным элементом 8, помещенным в герметичный чехол 9 и проходящий через вертикальный участок паропровода 6 над конденсатором 10, установленным в холодильник 11 на опору 12 с катками 13, установленную на винты 14, образующей с фланцем 15 холодильника заборник воздуха 16; холодильник снабжен водяной рубашкой 17 с патрубками 18 и 19 и патрубком для вывода воздуха 20; вертикальные участки паропровода 6 соединены обогреваемым горизонтальным участком 21.

Устройство работает следующим образом.

Реактор 2 герметизируют крышкой 4, устанавливают в электропечь 1 и затем в него вводят сливное устройство 3. После чего включают электропечь 1 и реактор разогревают до 800^оС, вакуумируют и задают в него аргон через патрубок 5. Через вертикальную часть обогреваемого паропровода 6 заливают в реактор магния в количестве 6 т и через нее же подают тетрахлорид титана в реактор. Периодически сливают из реактора 1 через сливное устройство 3 хлорид порциями по 700 кг. В реакторе получают реакционную массу, в состав которой входит 6 т губчатого титана. После окончания процесса восстановления в холодильник 11 устанавливают конденсатор 10 на опору 12 с катками 13, которая в свою очередь установлена на винты 14, а опора 12 и фланец 15 холодильника с помощью винтов 14 образуют заборник воздуха 16 для охлаждения конденсатора воздухом. Конденсатор герметизирован крышкой 4 с патрубком 5 и вертикальным участком паропровода 6. В конденсатор установлено сливное устройство 3. К вертикальным участкам паропровода 6 подсоединяют горизонтальный обогреваемый участок паропровода 21. В вертикальный участок паропровода 6 над конденсатором устанавливают нагревательный элемент 8 в герметичном чехле 9, использование которого позволяет сократить нагрев всего паропровода 6, 21, 6 на 3 ч. Реактор 2 разогревают до 1000^оС паропровод (6, 21, 6) до 800^оС. Через патрубок 5 на конденсаторе вакуумируют все устройство. При этом в электропечи 1 создают контрвакуум, что сохраняет реактор 2 от разрушения, таким образом, снижается вероятность простоев, повышается производительность устройства. В рубашку 17 холодильника 11 подают через патрубок 18 воду и выводят ее через патрубок 19. Через забор воздуха 16 засасывается в холодильник 11 воздух с помощью вентилятора, а через патрубок 20 воздух выходит из холодильника (патрубок 20 подсоединен к вентилятору). Воздух просасывается между водяной рубашкой холодильника 17 и стенкой конденсатора 10. Такое охлаждение конденсатора способствует осаждению магния и хлорида в жидкую фазу, что способствует повышению производительности устройства, так как объем конденсата значительно уменьшается из-за осаждения в жидкую фазу. За счет опоры 12 с катками 13, на которую установлен конденсатор, сокращается время монтажа установки вакуумной сепарации и компенсируется тепловое расширение горизонтального участка паропровода 21, что исключает его разрушение, следовательно, способствует повышению производительности устройства.

По окончании процесса очистки губчатого титана (вакуумная сепарация) в установку задают аргон через патрубок 5, закрывают запорное устройство 7. Отключают обогрев паропровода на участок 6, 21, 6 и электропечь 1. После охлаждения горизонтальный паропровод 21 отсоединяют от вертикальных участков паропроводов 6. Реактор 2 переносят в холодильник 11, а конденсатор 10 переносят в электропечь 1 для проведения в нем процессов восстановления и вакуумной сепарации.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГУБЧАТОГО ТИТАНА, включающее электропечь с установленным в ней реактором восстановления-испарения со сливным устройством и крышкой, обогреваемый паропровод с вертикальными и горизонтальным участками, соединенный с крышкой конденсатора, установленного в холодильник с водяной рубашкой, отличающееся тем, что оно снабжено съемной опорой с катками, расположенной под фланцем конденсатора, и нагревательным элементом, установленным в герметичный чехол и расположенным внутри вертикальной части паропровода над крышкой конденсатора, а холодильник выполнен с заборником воздуха, образованным опорой с катками и фланцем холодильника.

РИСУНКИ

Рисунок 1